Light water reactor fuel analysis code FEMAXI-6 (Ver.1); Detailed structure and user's manual

軽水炉燃料解析コードFEMAXI-6(Ver.1); 詳細構造とユーザーズマニュアル

鈴木 元衛; 斎藤 裕明*

Suzuki, Motoe; Saito, Hiroaki*

FEMAXI-6は、軽水炉燃料のふるまい解析を目的とするコードとして、前バージョンFEMAXI-Vに対して多くの機能の追加・改良を実施した高度化バージョンである。特に、熱的解析と力学解析の完全連成化を実施し、高燃焼度燃料における被覆管とペレットの間のギャップサイズやペレット被覆管相互作用などの正確な予測を可能にした。またペレット被覆管ボンディングモデル,FPガスバブルスエリングモデルを導入し、詳細な燃焼計算コードとの連係機能の強化を図った。さらに多くの物性値やパラメータを追加したので、高燃焼度燃料の通常時のみならず過渡時ふるまいの解析にたいする強力なツールとなった。本報告は、FEMAXI-6の設計,基本理論と構造,モデルと数値解法,改良と拡張,採用した物性値,モデルの修正方法などを詳述したものである。同時に、本コードの有効かつ広範な利用を可能とするため、入出力の種類と方法を詳しく説明し、具体的なサンプル出力を添えた。

A light water reactor fuel analysis code FEMAXI-6 is an advanced version which has been produced by integrating the former version FEMAXI-V with numerous functional improvements and extensions. In particular, the FEMAXI-6 code has attained a complete coupled solution of thermal analysis and mechanical analysis, enabling an accurate prediction of pellet-clad gap size and PCMI in high burnup fuel rods. Also, such new models have been implemented as pellet-clad bonding and fission gas bubble swelling, and linkage function with detailed burning analysis code has been enhanced. Furthermore, a number of new materials properties and parameters have been introduced. With these advancements, the FEMAXI-6 code has been upgraded to a versatile analytical tool for high burnup fuel behavior not only in the normal operation but also in anticipated transient conditions. This report describes in detail the design, basic theory and structure, models and numerical method, improvements and extensions, and method of model modification. In order to facilitate effective and wide-ranging application of the code, formats and methods of input/output of the code are also described, and a sample output in an actual form is included.