報告書番号

L14003

タイトル（和文）

高燃焼度PWR燃料の放射能比測定と燃焼解析

タイトル（英文）

Activity Ratio Measurement and Burnup Analysis for High Burnup PWR Fuels

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

使用済燃料取扱施設の臨界安全管理に燃焼度クレジットを適用する際には、炉心管理データに基づく燃焼度評価が適切であることを実測により確認することが求められている。その確認方法の1つに特定の核種間の放射能比を測定し、燃焼履歴情報の妥当性を確認する放射能比法があるが、高燃焼度燃料に対する放射能比法の適用性は明らかとなっていない。そこで、本研究では、高燃焼度燃料に対する放射能比法の適用性を明らかにすることを目的として検討を実施した。日本原子力研究開発機構の燃料試験施設にて、先行照射燃料試料のガンマ線測定実験を実施し、134Cs/137Cs及び154Eu/137Csの放射能比を得た。また、燃焼計算コードMVP-BURNを用いて、各燃料試料の放射能比を計算した。UO2燃料試料では放射能比を精度良く予測でき、高燃焼度燃料に対しても放射能比法が適用可能であることがわかった。また、ガドリニア添加UO2燃料試料では、154Euによる放射能比は高精度に予測可能であるが、134Csによる放射能比は予測精度が悪化する結果となり、ガドリニア添加燃料の燃焼履歴情報の妥当性確認に134Cs/137Cs放射能比を利用するためには、軸方向の出力分布履歴を正確に取り扱う必用があることがわかった。

概要 （英文）

Applying burnup credit to spent fuel transportation and storage system is beneficial. To take burnup credit to criticality safety design for a spent fuel transportation cask and storage rack, the burnup of target fuel assembly based on core management data must be confirmed by experimental methods. Activity ratio method, in which measured the ratio of the activity of a nuclide to that of another, is one of the ways to confirm burnup history. However, there is no public data of gamma-ray spectrum from high burnup fuels and validation of depletion calculation codes is not sufficient in the evaluation of the burnup or nuclide inventories. In this study, applicability evaluation of activity ratio method was carried out for high burnup fuel samples taken from PWR lead use assembly. In the gamma-ray measurement experiments, energy spectrum was taken in the Reactor Fuel Examination Facility (RFEF) of Japan Atomic Energy Agency (JAEA), and 134Cs/137Cs and 154Eu/137Cs activity ratio were obtained. With the MVP-BURN code, the activity ratios were calculated by depletion calculation tracing the operation history. As a result, 134Cs/137Cs and 154Eu/137Cs activity ratios for UO¬2 fuel samples show good agreements and the activity ratio method has good applicability to high bunrup fuels. 154Eu/134Cs activity ratio for Gd2O3+UO2 fuels also shows good agreements between calculation results and experimental results as well as the activity ratio for UO2 fuels. It also becomes clear that it is necessary to pay attention to not only burnup but also axial burnup distribution history when confirming the burnup of UO2+Gd2O3 fuel with 134Cs/137Cs activity ratios.

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