SIMMER-III: A Computer Program for LMFR Core Disruptive Accident Analysis; Version 3.A Model Summary and Program Description

高速炉炉心損傷事故解析コードSIMMER-III; Version 3.Aモデル概要及びプログラム記述

山野 秀将   ; 藤田 哲史; 飛田 吉春; 神山 健司  ; 近藤 悟; 守田 幸路*; Fischer, E. A.; Brear, D. J.; 白川 典幸*; 曹 学武; 菅谷 正昭*; 水野 正弘*; 細野 正剛*; 近藤 哲平*; Maschek, W.*; Kiefhaber, E.*; Buckel, G.*; Rineiski, A.*; Flad, M.*; 鈴木 徹*; Coste, P.*; Pigny, S.*; Louvet, J.*; Cadiou, T.*

Yamano, Hidemasa; Fujita, Satoshi; Tobita, Yoshiharu; Kamiyama, Kenji; Kondo, Satoru; Morita, Koji*; Fischer, E. A.; Brear, D. J.; Shirakawa, Noriyuki*; Cao, X.; Sugaya, Masaaki*; Mizuno, Masahiro*; Hosono, Seigo*; Kondo, Teppei*; Maschek, W.*; Kiefhaber, E.*; Buckel, G.*; Rineiski, A.*; Flad, M.*; Suzuki, Toru*; Coste, P.*; Pigny, S.*; Louvet, J.*; Cadiou, T.*

核燃料サイクル開発機構(サイクル機構)では、高速炉の仮想的な炉心損傷事故を評価するために新たな安全解析コードSIMMER-IIIの開発を進めてきた。SIMMER-IIIは、2次元,3速度場,多相多成分,オイラー座標系の流体力学モデルを中核として、物質配位及びエネルギー状態に対応した空間依存の核計算モデルを有機的に結合したコードである。現在までに、本コード開発プロジェクトの当初に計画していた全てのモデル開発を終了したことになり、いよいよ実機の安全解析や複雑な多相流解析に本格的に適用できる段階に達した。また、コード開発と併行して、体系的なモデル検証研究を欧州研究機関と共同で進めており、その結果、モデルの高度化により従来のSIMMER-IIコードで問題とされた適用限界の多くが解消できるとの見通しを得つつある。本報告書では、SIMMER-III Version 3.Aの詳細なプログラム解説に加えて、各要素物理モデル,数値計算アルゴリズム及びコードの特徴について述べる。今後さらにモデル改良を行うことが望まれる分野についてもとりまとめた。新たに完成したSIMMER-III Version 3.Aにより、高速炉の安全解析における信頼性と適用範囲が飛躍的に向上できるものと期待されている。

An advanced safety analysis computer code, SIMMER-III, has been developed to investigate postulated core disruptive accidents in liquid-metal fast reactors (LMFRs). SIMMER-III is a two-dimensional, three-velocity-field, multiphase, multicomponent, Eulerian, fluid-dynamics code coupled with a space-dependent neutron kinetics model. By completing and integrating all the physical models originally intended at the beginning of this code development project, SIMMER-III is now applicable to integral reactor calculations and other complex multiphase flow problems. A systematic code assessment program, conducted in collaboration with European research organizations, has shown that the advanced features of the code have resolved many of the limitations and problem areas in the previous SIMMER-II code. In this report, the models, numerical algorithms and code features of SIMMER-III Version 3.A are described along with detailed program description. Areas which require future model refinement are also discussed. SIMMER-III Version 3.A, a coupled fluid-dynamics and neutronics code system, is expected to significantly improve the flexibility and reliability of LMFR safety analyses.