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Validation of minor actinide cross sections by studying samples irradiated for 492 days at the dounreay prototype fast reactor, 2; Burnup calculations

高速炉で492日間照射した試料の分析データによるマイナーアクチノイド断面積の検証,2; 燃焼解析

辻本 和文; 河野 信昭; 篠原 伸夫; 桜井 健; 中原 嘉則; 向山 武彦; Raman, S.*

Tsujimoto, Kazufumi; Kono, Nobuaki; Shinohara, Nobuo; Sakurai, Takeshi; Nakahara, Yoshinori; Mukaiyama, Takehiko; Raman, S.*

マイナーアクチノイドの断面積データの検証のため、アクチノイドサンプルが英国PFRにおいて全出力換算日で492日間照射された。照射されたサンプルは、原研と米国オークリッジ国立研究所で成分分析された。お互いに独立なこれらの分析により、非常に有用な放射化学分析結果が得られた。主要核種($$^{235}$$U and $$^{239}$$Pu)とドジメータサンプルの予備燃焼解析結果をもとに、サンプル照射位置での中性子束を決定した。この論文(Part.2)では、燃焼解析と実験結果との比較を行った。その結果、$$^{234}$$U, $$^{238}$$Pu, Am及びCmに対するFIMAは若干計算値は課題評価する傾向にあるもの、おおむね計算値と実験値はよく一致していた。しかしこれらの核種に対する$$^{148}$$Ndの核分裂収率の誤差は非常に大きく、今後再評価していく必要があると考えられる。今回解析に用いたJENDL-3.2のMA核データに関しては、MAの核変換システムの概念検討には十分であるが、詳細設計を行うにはさらに改善されていく必要がある。幾つかの核種、特に$$^{238}$$Puと$$^{242}$$Puの断面積データは新たな測定データによる再評価が必要である。

To evaluate neutron cross-section data of minor actinides, separated actinide samples and dosimetry samples were irradiated at the Dounreay Prototype Fast Reactor for 492 effective full power days. Based on the burnup calculations of major actinide and dosimetry samples, the neutron flux distribution and the flux level were adjusted at the locations where minor actinide samples were irradiated. The burnup calculations were carried out for minor actinides using the determined flux distribution and flux level. This paper discusses the burnup calculations and the validation of minor actinide cross-section data in evaluated nuclear data libraries. We find that we can obtain reliable FIMA (fission per initial metallic atom) values by using the $$^{148}$$Nd method except that the uncertainties in the FIMA values are large for $$^{234}$$U, $$^{238}$$Pu, Am isotopes, and Cm isotopes because the $$^{148}$$Nd yields are known poorly for these isotopes and are probably overestimated. For these isotopes, measurements to improve the fission-yield data are needed. We also find that, in general, the JENDL-3.2 nuclear data for the minor actinides are adequate for the conceptual design study of transmutation systems. But, there are some nuclides (especially $$^{238}$$Pu and $$^{242}$$Pu) for which new measurements are needed particulary if the minor actinides constitute a major part of the nuclear fuel.

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