位置検出型比例計数管による核燃料体系の固有値間隔の測定

• Project/Area Number: 06680465
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: エネルギー学一般・原子力学
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山根 義宏 名古屋大学, 工学部, 助教授 (60115649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瓜谷 章 名古屋大学, 工学部, 助手 (10213521)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 1994: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: 固有値間隔 / 位置検出型比例計数管 / 原子炉 / 中性子束 / 空間高次モード / 随伴関数 / 安定性

Research Abstract

外乱に対する原子炉出力の過渡応答が安定に収束するか否かを判定する指標に、固有値間隔△=1/λ_<1/λ>-1_0がある。但し、λ_0、λ_1は中性子束分布の空間基本モードと第1次モードの固有値である。本研究は、近年開発の著しい細経長尺の位置検出型比例計数管で中性子分布を測定し、これに簡単な演算を施すだけで固有値間隔を決定できる手法の開発である。
平成6年度は未臨界定常状態を想定して、実用的な二つの測定法、高次モード連立法と中性子源移動法を模擬計算に基づいて提案した。前者は炉内に独立中性子源のある未臨界定常場の中性子束分布を、1次モード励起方向に平行に配置した数本の位置検出型比例計数管で測定し、これに随伴関数を乗じて空間積分して得た積分量間の連立方程式を解く方法である。数値計算によれば、固有値間隔が相対誤差2%以内で推定できる。また後者は体系内の数点に順次中性子源を移動させて異なる高次モード励起状態を作り、これを1本の計数管で測定して、先の方法と同様な積分量感の連立方程式を導く方法である。高次モード励起方向に計数管を配置すると、この方法でも相対誤差2%で推定できる。またエネルギー2群1次元体系の固有関数と随伴関数の直交性を検討し、随伴関数に近似的に三角関数が利用できる可能性を示した。
この測定法に必要な細経長尺の位置検出型比例計数管として直径0.8cm長さ120cmの^3He封入計数管を試作し、京都大学臨界集合体実験装置を用いた測定でその基本特性を調べた。長尺陽極抵抗線の支持点部での検出率低下に基づく検出効率の空間依存性の実用的な除去法を考案し、細経長尺計数管が実用かできる見通しを得た。今後はこの新しい提案の有効性を、試作計数管を用いた実験を通して検証する必要がある。