Calculation of Power Distributions on Uranium- and Plutonium-Loaded Cores Moderated by Light Water

우라늄 및 플루토늄 장전 노심에서의 출력 분포 계산

An analytical system has been established for scrutinizing both uranium- and plutonium-fueled lattices moderated by light water. This system consists of two primary codes. One is a unit cell program called KICC, which has theoretical foundation on the models of GAM and THERMOS incorporated with appropriate approximate treatments for various phenomena, whereas the other is a multi-dimensional diffusion-depletion program entitled KIDD. The adequacy of this system is verified by performing extensive benchmark calculations on a variety of critical experiments. The average value of effective multiplication factors for the selected nineteen UO$_2$ critical experiments of heterogeneous lattice structure is calculated to be 1.0006 with a standard deviation of 0.0039. Power distributions have also been calculated for some critical experiments fueled with both uranium and plutonium of varying concentrations. The maximum percentage difference between the measured and calculated power distributions appears to be less than 5%. This result, together with the previously reported result, illustrates that the KICC/KIDD system is a very effective tool for the analysis of a light water reactor core.

우라늄 및 플루토늄을 핵연료로 이용하고 경수를 감속재로 쓰는 원자로에 대한 해석적 체제를 수립하였다. 이 체제는 두개의 주요 전산코드로 구성되어 있는 바, 하나는 단위격자 세포코드인 KICC로서 이는 GAM및 THERMOS의 이론적인 기초에 여러가지 현상을 적절하게 포현할 수 있는 근사식을 결합한 것이다. 다른 하나는 다차원 확산-연소 방정식코드인 KIDD이다. 이 체제는 다양한 종류의 임계실험로에 대하여 철저한 검증계산을 수행하므로써 그 신뢰성을 입증하였다. 즉 서로 다른 노심구조를 가진 19가지의 비균질 임계실실험로에 대하여 유효증배계수를 계산한 결과 이의 평균치 1.0006, 표준편차 0.0039로서 잘 일치하였다. 또한 우라늄과 플루토늄을 핵 연료로 사용하는 여러종류의 임계로에 대하여 출력분포를 계산하여 측정치와 비교하였으며 계산치는 최대 오차 $\pm$5%이내에서 측정치에 일치하였다. 이러한 사실은 KICC/KIDD체제가 경수로의 해석에 아주 유용한 도구가 됨을 밝혀 준다.