Calculation of Nuclear Characteristics of the TRIGA Mark-III Reactor

TRIGA Mark-III 원자로의 노심특성계산

A simulation procedure which can represent time-dependent nuclear characteristics of TRIGA Mark-III reactor is developed. CITATION, a multi-group diffusion-depletion program, has been utilized as calculational tool. The group structure employed in this study consists of 7 groups: -3-fast and 4-thermal-which is conventionally utilized in TRIGA type reactor analysis. Three-dimensional nuclear characteristics are synthesized by combining results from two-dimensional plane calculation and two-dimensional cylinder calculation, since direct three-dimensional approach is not yet possible. An effort ia made to develope a method which can extract effective zone and group dependent bucklings by neutron diffusion theory rather than conventional zone and/or group independent Ducklings by neutron transport theory, since neutron leakage is quite high for small core such as research reactors. It is turned out that the method developed in this study gives satisfactory results. The calculation is performed under assumptions that all control rods are fully withdrawn, that no samples are inserted in the irradiation holes and that the core is located in the center of the reactor pool. Burnup-dependent variation of core excess reactivity, time dependent change of Xe-135 poisoning and reactivity worth of rotary specimen rack are calculated and compared with operation records. Neutron flux and power distribution as well as neutron spectrum in each irradiation .facility are presented.

TRIGA Mark-III 원자로의 핵특성을 실제운전상태와 유사하게 모사할 수 있는 해석절차를 개발하였다. 계산에 사용한 전산코드는 다군중성자확산 연소계산코드인 CITATION이고 채택한 중성자에너지군의 수는 TRIGA형 원자로에서 일반적으로 사용하는 7군(고속영역 3, 열영역 4)이다. 직접적인 3차원 계산이 현실적으로 불가능하므로 평면 2차원계산과 원통형 2차원 계산으로 3차원 효과를 기하였다. 연구로와 같이 노심이 작은 원자로에 대하여는 중성자평형에서 buckling에 의한 효과가 매우 크기 때문에 이를 정확하게 나타내는 방법의 개발에 중점을 두었다. 본 연구에서는 에너지군 또는 영역에 무관한 buckling을 중성자 수송이론으로 산출하는 전형적인 방법을 사용하지 않고 중성자 확산이론으로서 에너지군별, 영역별 buckling을 산출하였으며, 이를 이용하여 수행한 노심계산의 결과는 만족스러웠다. 계산시 노심은 원자로수조의 중앙부에 있는 것으로 하고 제어봉은 완전히 인출되었으며 동위원생산용 조사시료는 없는 것으로 가정하였다. 계산결과로서 연소에 따른 초과반응도가의 변화, 운전이력에 따른 Xe-135 독작용의 변화, 회전조사시료대의 반응도가를 산출하고 이를 실제 운전자료와 비교하였다. 또한 중성자속 및 출력분포, 노심 각 조사시설에서의 중성자 스펙트럼등에 대한 계산결과도 제시하였다.