SLAROM-UF; 高速炉用超微細群格子計算コード

SLAROM-UF; Ultra Fine Group Cell Calculation Code for Fast Reactor

羽様 平 ; 千葉 豪; 佐藤 若英*; 沼田 一幸*

Hazama, Taira; Chiba, Go; Sato, Wakaei*; Numata, Kazuyuki*

多様な高速炉に対して高精度に実効断面積を作成できる高速炉用格子計算コードSLAROM-UFを開発した。SLAROM-UFは50keV以下では約10万群の超微細群計算を、それ以上のエネルギー領域では最高900群の詳細群計算を実施することにより、非均質格子体系に対しても燃料、冷却材、構造材間の共鳴による相互干渉効果を精度良く扱うことができる。温度についても超微細群計算では格子内で任意に設定することができる。SLAROM-UFの利用例として、JUPITER臨界実験解析の代表的な核特性に対して適用し、従来の格子計算コードを用いた場合に比べて、臨界性で0.1%、Naボイド反応度で4%、反応率分布で数%の解析値が改善することを確認した。超微細群計算の効果は、Naボイド反応度の非漏洩項に顕著であり、群数詳細化の効果については炉心内スペクトルの空間依存性が顕著な場合に有効である。連続エネルギーモンテカルロコードMVPによる計算値と比較すると、臨界性で0.2%、ボイド反応度で数%以内、非均質性の強いZPPR-13Aの径方向反応率分布に対しても1%以内で一致する。従来の格子計算コードを用いた場合に比べると、MVP計算値との差異は約半分に低減している。SLRAOM-UFはJOINTシステムヘの対応や非等方拡散係数などサイクル機構で現在使用されている既存格子計算コードの機能をすべて兼ね備えており、現システムを変更することなく利用することができる。

A cell calculation code SLAROM-UF was developed to improve calculation accuracy of effective cross sections for various fast reactor types. SLAROM-UF has a capability to calculate effective cross sections in ultra fine groups of about 100,000 below 50keV and in fine groups above the energy (maximum 900 groups), Resonance interaction among the fuel, the coolant, and the structure materials can be treated accurately even in a heterogeneous cell structure. Temperature can be set up freely in a cell by the ultra fine group calculation. Improvement in nuclear characteristics was observed in the analysis of JUPITER critical experiment, as O.1% for criticality, 4% for sodium void reactivity, several % for radial reaction rate distribution, when SLAROM-UF was used insead of the typical cell calculation code. The effect of the ultra fine group calculation is remarkable in the non-leakage term of sodium void reactivity, and that of the fine group calculation is in the case that neutron spectrum in a core can not be represented by the cell calculation. When it is compared with a calculation by continuous energy Monte Carlo code MVP in a homogeneous lattice system, agreement lies within 1% for criticality, a few % for sodium void reactivity, and several % for radial reaction rate distribution of ZPPR-13A whose non-homogeneity is significant. The differences are reduced by about half, from those with the typical cell calculation code. SLRAOM-UF is easily available in the JOINT system currently being used in JNC, including all the functions available in the existent cell calculation code.