一点炉動特性モデルを適用した臨界実験装置シミュレーター(CASIM)

Critical assembly simulator with the one-point reactor kinetics (CASIM)

外池 幸太郎 ; 内山 軍蔵 

Tonoike, Kotaro; Uchiyama, Gunzo

一般公衆向けの講演会等において核分裂連鎖反応の様子や基本的な原子炉の運転操作についての理解を助けるためのシミュレーターを開発した。反応度フィードバックは存在しないものと仮定し単純な一点炉動特性モデルを用いている。したがって、核分裂連鎖反応のエネルギーにより炉心の温度上昇が見られる発電炉や研究炉ではなく、微小出力で常温で運転される臨界実験装置を模擬したものである。このことから、シミュレーターの名称を「CASIM: Critical Assembly SIMulator」とした。CASIMでは、中性子源の挿入・引抜と一種類の反応度制御が操作項目である。中性子源位置と中性子量(出力)の線型及び対数プロットの表示を有する。炉周期計は備えない。シミュレーションする動特性の設定として、遅発中性子割合を0.74%と0.37%から選べる。前者はウラン燃料を、後者はプルトニウム燃料を想定している。さらに、手動の反応度制御が困難な仮想的な状況として=0.19%及び「遅発中性子なし」も選択することができる。CASIMは標準的なWindowsパーソナルコンピューターで動作し、関西光科学研究所で開催された講演会等で使用されている。

A simulator has been developed to help, in a lecture meeting for instance, public understanding of fission chain reactions or basic nuclear reactor operations. The simulator has the simple one-point reactor kinetics model with no reactivity feedback, which, therefore, models a critical assembly operated with very low power in a room temperature, instead of a power reactor or a research reactor whose core temperature is raised by the energy of fission chain reaction. Thus, the simulator has been named as "CASIM: Critical Assembly SIMulator". CASIM has only two operation items: the neutron source insertion/extraction, and the reactivity control of one kind. It has indications of the neutron source position and the neutron level (the power) in linear and logarithmic scales. No reactor period meter is equipped. The delayed neutron fraction , as a parameter of the simulated kinetics, is selectable from 0.74% and 0.37%. The former is for a uranium fuel and the latter is for a plutonium fuel. Hypothetical situations such as =0.19% or "Delayed Neutron: None" are also options to demonstrate the extreme conditions manually uncontrollable. CASIM runs on a standard Windows personal computer and has been used in lecture meetings such as a seminar held in the Kansai Photon Science Institute.