An Effective Multiplication Factor Calculation of Uniform Lattices of $UO_2-PuO_2$ Fueled System

$UO_2-PuO_2$ 노심에서의 유효증배계수계산

A theoretical basis for analysis of plutonium-hearing fuel in a thermal nuclear power reactor has been established. The analysis of UO$_2$-PuO$_2$ fueled, light water moderated uniform lattice experiments has been performed. A unit cell program, KARATE, which is based on the theoretical models of GAM and THERMOS with some modifications, has been developed to generate a few-group cross-sections. These cross-sections are subsequently used in the diffusion theory code, KIDD, to compare the calculated values of the effective multiplication factor with the measured. The average value of the effective multiplication factor for 41 selected critical experiments is estimated to be 0.9997 with standard deviation of 0.43%. This illustrates the fact that KARATE/KIDD system can be effectively used for the analysis of uniform lattices of UO$_2$-PuO$_2$fuels.

열중성자로에 플루토늄의 재순환이 실현될 것에 대비하여 이의 해석을 위한 이론적인 기초를 수립하였다. 특히 상업적인 목적으로 플루토늄 재순환이 이루어질 때를 위하여 $UO_2$-PuO$_2$를 핵연료로 하는 균일격자 임계실험로에 대한 분석을 수행하였다. 이 목적을 위하여 GAM과 THERMOS에 이론적인 기초를 두고 $UO_2$-PuO$_2$계통의 해석에 적합한 이론을 가미하여 KARATE라는 이름의 단일세포격자코드를 개발하였다. KARATE에서 산출한 소수군 중성자 단면적과 확산이론 계산코드인 KIDD를 이용하여 임계실험로에 대한 유효증배계수를 계산하였다. 우리가 선정한 41개의 임계실험로에 대하여 유효증배계수의 평균치는 0.9997, 그 표준편차는 0.43%이었다. 이러한 결과는 KARATE/KIDD 전산체제가 $UO_2$-PuO$_2$를 핵연료로 하는 계통의 핵적 특성분석에 아주 유효하게 사용될 수 있다는 사실을 밝혀 준다.