Phase 1 code assessment of SIMMER-III; A Computer program for LMFR core disruptive accident analysis

高速炉炉心崩壊事故解析コードSIMMER-IIIの第1期検証

近藤 悟; 飛田 吉春

Kondo, Satoru; Tobita, Yoshiharu

日本原子力研究開発機構(旧動力炉・核燃料開発事業団)が開発したSIMMER-IIIは、2次元・多速度場・多成分流体力学を空間・時間依存の核動特性モデルと結合した計算コードであり、液体金属高速炉の炉心崩壊事故の解析に広く利用されている。コードの開発と並行して、包括的なコード検証プログラムを、第1期(流体力学個別モデルのverification)及び第2期(炉心崩壊事故における複雑かつ重要な現象についてのvalidation)の2段階に分けて実施してきた。SIMMER-III検証プログラムには欧州の研究開発機関が参加し、第1期の成果は1996年に総合的にとりまとめられた。本報告書は元の1996年の非公式の文書を再生・改訂することにより、第1期検証の研究成果を再編集したものである。第1期検証プログラムでは、流体対流、境界面積及び運動量交換、熱伝達、溶融・固化、蒸発・凝縮の分野で計34のテスト問題の解析が参加機関により分担して実施された。第1期プログラムで明らかとなった課題についてはその後のモデル開発・改良及び第2期プログラムに反映した。本報告書は新たに得られた研究知見に基づいて改訂しているが、参加者による元の解析結果と結論は、批判的な内容を含めて、そのまま記載している。

The SIMMER-III computer code, developed at the Japan Atomic Energy Agency (JAEA, the former Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corporation), is a two-dimensional, multi-velocity-field, multi-component fluid-dynamics code, coupled with a space- and time-dependent neutron kinetics model. The code is being used widely for simulating complex phenomena during core-disruptive accidents (CDAs) in liquid-metal fast reactors (LMFRs). In parallel to the code development, a comprehensive assessment program was performed in two phases: Phase 1 for verifying individual fluid-dynamics models; and Phase 2 for validating its applicability to integral phenomena important to evaluating LMFR CDAs. The SIMMERIII assessment program was participated by European research and development organizations, and the achievement of Phase 1 was compiled and synthesized in 1996. This report has been edited by revising and reproducing the original 1996 informal report, which compiled the achievement of Phase 1 assessment. A total of 34 test problems were studied in the areas: fluid convection, interfacial area and momentum exchange, heat transfer, melting and freezing, and vaporization and condensation. The problems identified have been reflected to the Phase 2 assessment and later model development and improvement. Although the revisions were made in the light of knowledge base obtained later, the original individual contributions by the participants, both positive and negative, are retained except for editorial changes.