Development of 3-dimensional capsule temperature calculation program using FEM (NISA Code)

有限要素法(NISAコード)を用いた3次元キャプセル温度解析プログラムの開発

飛田 正浩*; 松井 義典 

Tobita, Masahiro*; Matsui, Yoshinori

材料試験炉部では、JMTRでの照射試験における試料温度の制御と評価の制度を向上させるため、キャプセルの設計に際し、照射試料及びキャプセル構造材内部の詳細な温度分布評価を3次元有限要素法コードNISA(Numerically Integrated elements for System Analysis)を用いて実施している。同コードを照射キャプセル設計に応用するにあたり、キャプセル構造及び解析条件等のデータ入力が容易になるよう種々の支援サブプログラムを開発した。これらのサブプログラムにより、キャプセルの設計時に従来の一次元温度評価では不可能だった試料ごとの詳しい温度評価が可能になっただけでなく、照射時の熱電対指示値に基づいてキャプセル内部の3次元的温度分布の評価もできるようになり、照射研究におけるデータの信頼性向上に役立っている。

In the Japan Materials Testing Reactor (JMTR) of Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI), the temperature distribution inside of irradiation specimens and capsules structure material are evaluated in the design of irradiation capsules. For the evaluation of detailed temperature distribution, NISA (Numerically Integrated elements for System Analysis) code has been introduced, and subprograms are developed to simplify the input data of the capsules structure and the analysis conditions using the three-dimensional finite element method. By the development of subprograms, prediction of the temperature distribution inside of irradiation specimens and capsules structure material became detailed and more accurate than calculation by one-dimensional code. Also estimation of detail temperature distribution during irradiation became possible based on the indication of thermocouple.