Nuclear reactor calculations

原子炉の計算法

奥村 啓介 ; 岡 芳明*; 石渡 裕樹*

Okumura, Keisuke; Oka, Yoshiaki*; Ishiwatari, Yuki*

原子炉設計において必要な知識として、基本的な原子炉の計算法を説明する。まず、核データ, 格子計算, 格子燃焼計算, 炉心拡散計算, 核熱結合炉心計算, 炉心燃焼計算, 空間依存動特性計算を扱うコードにおいて、どのような数値計算法と手続きが行われているかを分かりやすく記述する。次に、核熱結合炉心計算において計算された、燃料装荷や制御棒挿入のパターンの最適化例を示す。更に、熱伝達計算に単純なノードジャンクモデルを用いるプラント動特性解析の手法について述べる。プラント動特性解析では、制御及び起動特性、原子炉安定性、及び安全性解析を扱う。

As necessary knowledge for nuclear reactor design, fundamental methods of nuclear reactor calculations are described. First, we explain, in an easy-to-understand manner, what kinds of numerical methods and procedures are employed in the codes which treat nuclear data processing, lattice calculation, lattice burnup calculation, core calculation, nuclear and thermal-hydraulic coupled calculation, core burnup calculation and space-dependent core calculation. Next we show the calculated examples of the optimizations for a fuel loading pattern and control rod insertion pattern in the thermal-hydraulic coupled core burnup calculation. Furthermore, we describe the methods of the plant dynamics analyses using a simple node junction model for the heat transfer calculation. The plant dynamics cover the analyses of control and startup properties, reactor stability, and safety analysis.