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高速炉実機燃焼解析システムの開発(委託研究)

Development of burnup analysis system for fast reactor (Contract research)

兵頭 秀昭*; 巽 雅洋*

Hyodo, Hideaki*; Tatsumi, Masahiro*

実機で測定された燃焼関連データを核設計精度向上に活用するには、実験データが持つ情報を最大限引き出す必要があるため、解析誤差を最小化しなければならない。このためには、実機燃焼解析に対してJUPITER臨界実験解析等で適用したような最確モデルに基づく詳細な炉物理解析を実施する必要がある。しかしながら、これまでJUPITER標準解析手法として整備されてきた核特性解析システムは、解析対象として臨界実験体系を想定しているため、燃料組成の燃焼変化を考慮した計算機能は十分には整備されてこなかった。したがって、実機燃焼解析を詳細に実施しようとするとさまざまな機能的な制限により、解析作業が極めて非効率的になるという問題があった。実機燃焼解析では定型の解析手順を繰り返せばよい訳ではなく、解析モデル誤差評価のための計算手順の変更や、物理的意味を分析するために計算ステップの途中の結果を利用する必要がある。このため、各計算機能を単純に統合するだけでは不十分である。つまり、セル計算や炉心計算といった各機能を部品として保持したまま、必要に応じて部品を組み立てたり分解したりできるような実機燃焼解析システムの開発を行う。本業務では、現行の実機燃焼解析評価作業の調査と分析の結果から、新たな実機燃焼解析システムに求められる要件について調査を行った。この要件調査の結果を踏まえて、システムの概念設計,基本設計を実施した。

In order to utilize the measured burnup data for improvement on accuracy in reactor core design, it is important to minimize the methodological errors to retrieve physical meanings from experimental data. The system for neutronics analyses that has been developed as the JUPITER standard analysis method assumes geometry of critical assembly, thus the system has not been maintained in functionalities for analysis of composition change of fuel materials. Therefore, there is a potential restriction for the purpose of detail analysis due to extreme inefficiency that comes from variety of limitation on its functionalities. It is not sufficient to follow a predefined analysis sequence in burnup analysis for reactor core; it is also needed to change analysis sequence to examine modeling error in analysis or to retrieve calculated values in an intermediate computation step for interpretation of physical meanings. Therefore it is not complete with a simple join of each function; it is needed to develop a new system for burnup analysis of reactor cores with flexibility on composition and decomposition of analysis components such as cell and core calculations. In this work, necessary conditions are examined for a new burnup analysis system targeted to actual reactor cores from the results of a research on the current working set in burnup analysis. With results in the research, a set of conceptual and fundamental designs were done.

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