초록
용융염 원자로는 고체핵연료를 사용하는 고전 원자로와는 달리 유동성을 갖는 액체핵연료를 장전하여 운전한다. 기존 동특성 코드는 핵연료의 유동으로 인한 동적 노물리 특성 영향을 고려하지 않기 때문에 용융염 원자로의 동특성 및 안전해석에 사용할 경우 신뢰성을 보장할 수 없다. 지금까지는 핵연료의 유동을 고려한 1점 동특성방정식을 이용하여 제한적으로 시스템안정성분석을 수행해 왔으나 이 경우 상세한 노심구조에서의 핵연료 및 중성자 거동에 대한 공간 종속성을 평가할 수 없다. 그러므로 핵연료의 유동 특성이 고려된 다차원 동특성 모델을 해석할 수 있는 컴퓨터 코드 개발이 필요하다. 본 논문은 용융염 원자로의 공간종속 중성자 동특성 해석을 위한 2군, 2차원 코드인 AMBIKIN2D의 개발 및 이에 수반하는 검증연구의 일환으로서 MSRE의 안정성실증실험을 모사하였다. 또한 비교 대상으로는 ORNL에서 개발한 Lumped parameter 방법을 사용한 일점 동특성 방정식에 의한 계산 결과를 포함하여 AMBIKIN2D의 정확성을 확인하였다.
The neutron kinetic analysis methods for the molten-salt reactors are quite different from those for conventional solid-fuel reactors, which do not take into account the flowing-fuel-induced neutronics effects. Therefore, for dynamics and safety analyses of the molten-salt reactor systems, the conventional kinetics codes would not be appropriate to accurately predict its transient behaviors. A point-kinetics with flowing- fuel model has been used to assess the fluid-fuel reactor system safety, but recognized as not to be sufficient to simulate spatial distributions of delayed-neutron precursors and neutron populations during transients for given detail reactor models. In order to meet this requirement, AMBIKIND, a 2-group, 2-dimensional neutron kinetics code suitable for the molten-salt reactor systems was developed. This paper explains the code's theoretical and numerical descriptions and, as a part of its verification, includes some simulation results of MSRE stability experiments. Even though the present reactor model does not include the recirculation effect of the fuel-salt through the reactor system, the AMBIKIN2D code should be able to predict the power and phase shift at various power levels and reactivity insertions with better accuracy.