Estimation of sample reactivity worth with differential operator sampling method

微分演算子サンプリング法を用いたサンプル反応度価値の評価

長家 康展  ; 森 貴正

Nagaya, Yasunobu; Mori, Takamasa

サンプル反応度価値計算に対して、任意次数の微分演算子サンプリング法を用いたテイラー級数アプローチの適用性を調べた。実効増倍率の微分係数と源摂動効果を任意の次数まで得られるように微分演算子サンプリング法を拡張した。ベンチマーク計算を行うため、この拡張した手法を連続エネルギーモンテカルロコードMVPに組み込んだ。GodivaとJezebelの単純な高速炉体系に対して2次のテイラー級数アプローチで十分精度のよい結果を与えることがわかった。一方、TCA臨界集合体に対するNpサンプル反応度価値計算については、5次のテイラー級数アプローチでも参照解と約10%の差を生じることがわかった。サンプル反応度価値の計算では源摂動の効果は重要であり、すべての場合で評価する必要がある。また、TCAサンプル反応度問題については、別のアプローチも検討を行った。これらのアプローチは、通常の高次のテイラー級数アプローチと同等の結果を与えることがわかった。

Applicability of the Taylor series approach with the arbitrary-order differential operator sampling (DOS) method is examined for the calculation of sample reactivity worth. The DOS method is extended to obtain the differential coefficients of the effective multiplication factor and the perturbed source effect up to the arbitrary order. The methodology is implemented into a continuous-energy Monte Carlo code MVP to perform benchmark calculations. It is found that the second-order Taylor series approach gives an enough accurate result for simple fast systems of Godiva and Jezebel. A discrepancy of 10% is, on the other hand, observed for the Np sample worth calculation for the tank-type critical assembly TCA even with the fifth-order Taylor series approach. The perturbed source effect has a significant contribution for the calculation of sample worth reactivity; it must be estimated for all the cases. Alternative approaches are also examined for the TCA sample worth problem. They give similar results as the ordinary higher-order Taylor series approach.