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燃焼感度解析コードのシステム化整備(II)

Systemization of burnup sensitivity analysis code (II)

巽 雅洋*; 兵頭 秀昭*

Tatsumi, Masahiro*; Hyodo, Hideaki*

高速炉の実用化に向けて、高速炉十基炉心の核特性予測精度を向上させることは、合理的で高性能な炉心を設計してプラントの経済性の向上を図る上でも信頼性及び安全性の裕度をより高める上でも、極めて重要な研究課題となっている。 これまでの研究では、炉定数調整法を適用することにより、JUPITER等の臨界実験の成果を最大限有効に反映した統合炉定数を開発し、核設計精度の大幅な向上を達成している。一方、高速炉の炉心設計に於いては、臨界性、反応率、制御棒価値等のいわゆる静核特性だけでなく、燃焼反応度損失、増殖比といった燃焼核特性の精度良い評価も重要である。このためには、高速実験炉「常陽」等の豊富な実機燃焼データを有効に活用して、燃焼核特性の精度向上を図る必要がある炉定数調整法により、実機燃焼データを活用するためには、燃焼核特性の感度解析(以下、燃焼感度解析と呼ぶ)を行う必要がある。これまでに、燃焼感度解析を実施するためのコード(SAGEP-BURN)に開発が行われ、その有効性が確認されている。しかしながら、この燃焼感度の理論の複雑さと、システム上の制限から、ユーザへの負担が大きく解析作業が極めて非効率的であるという問題があった。また、システムの巨大化により機能の拡張が難しくなっているため、今後の機能拡張のために整理・統合が必要となっている。 一方、解析対象によって計算ステップが変わることや、物理的意味を分析する際には計算ステップを分解する必要があること等から、核計算機能を単純に統合するだけでは不十分である。各計算ステップは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にして、現在の燃焼感度解析コードをシステム化する必要がある。このため、オブジェクト指向とスクリプト言語の技術を利用して、燃焼感度解析コードのシステム化作業を実施した。 本研究では、オブジェクト指向スクリプト言語Pythonを用いた既存システムの二階層制御モデルについて検討を行った。その成果を元に、新燃焼感度解析システムPSAGEP(Python-wrapped SAGEP-burn)を実装した。

A distinct improvement on accuracy in nuclear core design has been accomplished by development of adjusted nuclear library using the cross-section adjustment method, in which the results of critical experiments of JUPITER and so on are reflected. In the design of large LMFBR core, however, it is important to accurately estimate not only neutronics characteristics but also burnup characteristics. For this purpose, it is desired to improve prediction accuracy of burnup characteristics using the data widely obtained in actual core.The analysis of burnup characteristics is needed to effectively use burnup characteristics data in the actual cores based on the cross-section adjustment method. So far, development of an analysis code for burnup sensitivity, SAGEP-BURN, has been done and confirmed its effectiveness. However, there is a problem that analysis sequences become inefficient because of a big burden to user due to complexity of the theory of burnup sensitivity and limitation of the system. It is also desired to rearrange the system for future revision since it is becoming difficult to implement new functionalities in the existing large system It is not sufficient to unify each computational component for some reasons; computational sequence may be changed for each item being analyzed or for purpose such as interpretation of physical meaning. Therefore it is needed to systemize the current code for burnup sensitivity analysis with component blocks of functionality that can be divided or constructed on occasion. For this purpose, systemization of the burnup sensitivity analysis code has been done with an object-oriented scripting language.In this study, an examination was conducted for the two-layer controlling model of the conventional system using Python, the object-oriented scripting language, With the result of the examination, a new analysis system for burnup sensitivity, PSAGEP (Python-wrapped SAGEP-burn), was implemented.

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