革新的な燃焼吸収体構成を使用した24か月サイクルAPR-1400の過剰反応性制御

加圧水型原子炉 (PWR) において、LEU+ 燃料 (5 % ≤ U-235 ≤ 10 %) を使用して燃料サイクルを18か月から24か月に延長すると、過剰反応性が増加し、安全性と性能を確保するために効果的な制御が必要です。本研究では、燃料と均一に混合されたガドリニウムまたはエルビウム、ZrB₂ コーティング、および高強度ガドリニウム/アルミナ燃焼吸収体 (HIGA) を含むさまざまなBAコンセプトを評価し、24か月サイクルを維持しながらCS使用を最小限に抑えることを目的としています。CASMO-4E/SIMULATE-3を使用して平衡コア構成を分析しました。結果は、燃料と均一に混合された0.75 w/oエルビウムおよび7 mol% HIGA BAロッドを組み合わせたハイブリッドアプローチが、安全基準を満たしつつ最適な反応抑制を達成することを示しています。この構成は、従来のGd₂O₃ + UO₂ BAロッドコアと比較してCS濃度を1357 ppmから1151 ppmに効果的に低下させ、サイクル全体で安定した反応係数範囲を維持します。これらの発見は、APR-1400燃料サイクルの延長が原子炉の安全性と性能を確保しながら実現可能であることを支持しています。