報告書番号

T89024

タイトル（和文）

高燃焼時における軽水炉燃料のリム効果の解析

タイトル（英文）

ANALYSIS OF RIM EFFECT IN HIGH-BURNUP LWR FUEL

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

軽水炉では２３８Ｕの熱外群の吸収断面積が燃料表面付近で大きく，多くのＰｕが生成され，蓄積したＰｕは燃焼する。そのため発熱割合，燃焼度が表面付近で大きく，この現象はリム効果と呼ばれる。当所ではリム効果解析可能な詳細燃焼コードＶＩＭＢＵＲＮを開発し，既に検証した。本コードにより，高燃焼度燃料の照射試験に用いられているノルウェー国ハルデン炉と商用ＢＷＲでのリム効果を解析した。ハルデン炉で商業用ＢＷＲＳＸＳ燃料を照射させると商用ＢＷＲで燃焼させた場合のリム効果より小さいことがわかった。これは主に中性子エネルギー分布が異なるためである。リム効果が熱伝導率に与える影響を評価するためにＰｕを定量解析できるモデルを詳細燃焼コードの結果から作成した。このモデルを用いて酸素／重金属比を求めると，高燃焼度時に燃料表面で２より大きくなり，熱伝導率が悪化することが明らかになった。

概要 （英文）

THE EPITHERMAL-ABSORPTION CROSS SECTION OF U-238 IS LARGER NEAR THE SURFACE THAN AROUND THE CENTER OF LWR FUEL. MORE PU IS PRODUCED AND BURNS NEAR THE SURFACE. THEREFORE THE BURNUP AND POWER DENSITY ARE ENHANCED NEAR THE SURFACE AND THIS IS CALLED THE RIM EFFECT. A DETAILED BURNUP CODE (VIMBURN) WHICH CAN ANALYZE THE RIM EFFECT HAS BEEN DEVELOPED AND VERIFIED BY EXPERIMENTAL DATA. DEVELOPMENT OF FUEL FOR HIGH BURNUP IS CARRIED OUT,IN A HALDEN REACTOR. THE VIMBURN CODE SHOWS THAT THE RIM EFFECT IS SMALLER IN A HALDEN REACTOR (HBWR) THANIN A COMMERCIAL BWR. THE DIFFERENCE IS ATTRIBUTED TO THE NEUTRON SPECTRUM. TO EVALUATE THE THERMAL CONDUCTIVITY OF THE FUEL,A PU QUANTITATIVEMODEL WAS CONSTRUCTED TO PROVIDE PU ATOMIC RATIOS AND PU BURNUP RATIOSAT VARIOUS ENRICHMENTS. O/M(M=U+PU) WAS CALCULATED IN A BURNUP SEQUENCE FROM THE MODEL AND FP RATIO; THE O/M AT THE FUEL SURFACE WAS OVER 2 AT HIGH BURNUP. THE THERMAL CONDUCTIVITY WAS SHOWN TO FALL AT HIGH BURNUP.

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