Monte Carlo criticality analysis of random media under bounded fluctuation driven by normal noise

正規分布ノイズ下での有界空間変動による乱雑化モンテカルロ法による臨界性評価

植木 太郎  

Ueki, Taro

確率的に乱雑化された媒質のモンテカルロ法中性子輸送計算は、臨界性の揺らぎ評価に有効である。ところが、無限に広がる正規分布の裾野を、体積割合の上限と下限のような0%と100%の間に収めるために切り捨ててしまうと、正規性が失われてしまう。そこで、本研究においては、確率過程のKarhunen-Loeve展開による重ね合わせブラウン運動の近似と、確率解析におけるブラウン運動の反射軌道の等価性に基づき、空間的に一定の分散で有界の範囲に収まる正規分布駆動の乱雑化手法を開発した。ウラン燃料・コンクリート・ステンレス鋼への適用を通して、当該手法による効率的な臨界計算が可能であることを示した。

In Monte Carlo criticality analysis under material distribution uncertainty, it is necessary to evaluate the response of neutron effective multiplication factor () to the space-dependent random fluctuation of volume fractions within a prescribed bounded range. Normal random variables, however, cannot be used in a straightforward manner since the normal distribution has infinite tails. To overcome this issue, a methodology has been developed via forward-backward-superposed reflection Brownian motion (FBSRBM). Here, the forward-backward superposition makes the variance of fluctuation spatially constant and the reflection Brownian motion confines the fluctuation driven by normal noise in a bounded range. FBSRBM was implemented using Karhunen-Loeve expansion and applied to the fluctuation of volume fractions in a model of UO-concrete media with stainless steel.