New acceleration method of source convergence for loosely coupled multi unit system by using matrix K calculation

マトリクスK計算を用いた弱結合相互干渉系に対する核分裂源収束性の加速新手法

黒石 武; 野村 靖

Kuroishi, Takeshi; Nomura, Yasushi

核分裂源分布の収束緩慢性を加速するため、マトリクスK計算が開発され、従来のモンテカルロ計算に導入されてきた。核分裂源が未収束であるモンテカルロ計算の途中段階において核的結合係数を近似的に求めることが出来れば、核分裂源行列方程式の固有ベクトルを用いて核分裂源を補正することにより加速が実施される。本論文では弱結合相互干渉系に対するマトリクスK計算の効果的な2つの適用手法、即ち、繰返し加速法とソース生成法を提案する。前者はマトリクスK計算による加速手順を単純に繰返すものであり、照射済みピンセル体系に対する計算結果は、臨界性を統計評価する上での信頼できる核分裂源を得るという十分な加速効果を示した。しかしながら、ある種の弱結合マルチユニット体系に対しては、ソースレベルの低いユニットが多数あるために、収束に至るための2回以上のマトリクスK計算を繰返す手順が実施できないかも知れない。後者は、このような場合に適用すべく新たに検討したものである。チェッカーボード燃料貯蔵ラック体系はそのような典型例の一つであり、計算結果により本手法の有効性が示された。

To accelerate the slow convergence of the fission source distribution, the matrix k calculation has been developed and incorporated in the ordinary Monte Carlo method. The acceleration can be performed by the fission source correction using the eigenvector of the fission matrix, if the coupling coefficients are approximately evaluated in the middle of Monte Carlo calculation. In this paper, we propose two effective applications of the matrix k, that is, the acceleration repetition method and the source generation method. The former simply repeats the matrix k calculation, and the result for the irradiated fuel pin cell shows enough effective to accelerate the fission source on the criticality estimation. However, in some cases of the loosely coupled multi unit system, the repetition of matrix k more than twice could not be carried out to get into convergence because of many units of low source level. The latter is newly devised here to apply to such cases. The checkerboard fuel storage rack is one of the typical cases, and the calculated results show the effectiveness of this method.