COMPASS code development; Validation of multi-physics analysis using particle method for core disruptive accidents in sodium-cooled fast reactors

COMPASSコード開発; ナトリウム冷却高速炉炉心崩壊事故の粒子法によるマルチフィジックス解析の検証

越塚 誠一*; 守田 幸路*; 有馬 立身*; 飛田 吉春; 山野 秀将   ; 伊藤 高啓*; 内藤 正則*; 白川 典幸*; 岡田 英俊*; 上原 靖*; 井上 方夫*; 長峰 康雄*; 油江 宏明*; 山本 雄一*; 氷見 正司*; 平野 悦丈*; 清水 泉介*; 大上 雅哉*

Koshizuka, Seiichi*; Morita, Koji*; Arima, Tatsumi*; Tobita, Yoshiharu; Yamano, Hidemasa; Ito, Takahiro*; Naito, Masanori*; Shirakawa, Noriyuki*; Okada, Hidetoshi*; Uehara, Yasushi*; Inoue, Fusao*; Nagamine, Yasuo*; Yugo, Hiroaki*; Yamamoto, Yuichi*; Himi, Masashi*; Hirano, Etsujo*; Shimizu, Sensuke*; Oue, Masaya*

本論文では、COMPASSコード開発の2009年度成果を報告する。融体固化・閉塞形成,金属燃料の共晶反応,ダクト壁破損(熱流動解析),燃料ピン破損、及びダクト壁破損(構造解析)に関する検証計算が示される。位相計算,古典及び第一原理分子動力学研究は金属燃料とスティール及び制御棒材料とスティールの共晶反応の物性を調べるために用いられた。粒子法の基礎研究やSIMMER計算もまたCOMPASSコード開発に役立った。COMPASSは、SIMMERコードで用いられている実験相関式の基盤を明らかにするものと期待される。SIMMERとCOMPASSの結合はCDAの安全評価並びに炉心設計最適化に有効になるだろう。

In this paper, FY2009 results of the COMPASS code development are reported. Validation calculations for melt freezing and blockage formation, eutectic reaction of metal fuel, duct wall failure (thermal-hydraulic analysis), fuel pin failure and disruption and duct wall failure (structural analysis) are shown. Phase diagram calculations, classical and first-principles molecular dynamics were used to investigate physical properties of eutectic reactions: metallic fuel/steel and control rod material/steel. Basic studies for the particle method and SIMMER code calculations supported the COMPASS code development. COMPASS is expected to clarify the basis of experimentally-obtained correlations used in SIMMER. Combination of SIMMER and COMPASS will be useful for safety assessment of CDAs as well as optimization of the core design.