報告書番号

T99090

タイトル（和文）

金属燃料FBR炉心のボイド反応度評価

タイトル（英文）

An Evaluation of Sodium Void Reactivity for Metal Fuel FBR Cores

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

集合体内の中性子ストリーミング効果や全炉心体系の輸送補正を考慮した詳細な手法によって、金属燃料FBR炉心のボイド反応度を評価した。集合体内の燃料要素や冷却材流路の非均質性による中性子ストリーミング効果は、Benoistの異方性拡散係数によって評価した。その結果、1,000～1,500MWe級の大型炉心の場合においても、ボイド反応度は＄８以下となることが明らかとなった。また、MAを数パーセント程度添加した1,500MWe級炉心の場合も、軸方向ブランケットを削除した設計とすれば、ボイド反応度が＄１０を超えることはない。これらの結果は仮想的な炉心損傷事故時において即発臨界超過に至らない安全性の目安（＄８～１０）を下回っていることから、安全性の観点からも金属燃料炉心の成立の見通しが得られた。ただし、増殖性確保の観点から軸方向ブランケットを装荷する場合には、MA添加量を2％程度に押さえる必要がある。

概要 （英文）

The sodium void reactivity in metal fuel FBR cores has been evaluated by a detailed method which takes into account the neutron streaming effects in the fuel subassemblies and the neutron transport corrections in whole-core systems. The neutron streaming effects caused by the heterogeneity of the fuel element structure or the coolant paths were evaluated on the basis of Benoist’s anisotropic diffusion coefficient. We clarified that the sodium void reactivity is worth less than $8, even in the 1,000MWe or 1,500MWe-class large-scale cores. Further, we also found that, in the case of 1,500MWe metal fuel FBRs recycling a few percent of minor actinide elements (MA), the sodium void reactivity does not exceed $10 with a suitable design that eliminates the upper and lower axial blankets. These results show that these metal fuel FBRs satisfy the safety criterion ($8-10) for avoiding the prompt criticality in the HCDA events. However, MA enrichment should be controlled to less than about two per cent, when the axial blanket is loaded to gain higher breeding performance.

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