Validation practices of multi-physics core performance analysis in an advanced reactor design study

先進的原子炉設計検討におけるマルチフィジックス炉心性能解析の妥当性確認

堂田 哲広  ; 加藤 慎也  ; 浜瀬 枝里菜 ; 桑垣 一紀  ; 菊地 紀宏  ; 大釜 和也   ; 吉村 一夫; 吉川 龍志  ; 横山 賢治   ; 上羽 智之 ; 田中 正暁  

Doda, Norihiro; Kato, Shinya; Hamase, Erina; Kuwagaki, Kazuki; Kikuchi, Norihiro; Ohgama, Kazuya; Yoshimura, Kazuo; Yoshikawa, Ryuji; Yokoyama, Kenji; Uwaba, Tomoyuki; Tanaka, Masaaki

安全かつ経済的で持続可能な先進的原子炉を実現するために革新的設計システム(ARKADIA)を開発している。本論文では、ARKADIAの一部である設計研究のためのARKADIA-Designに着目し、炉心設計の数値解析手法の妥当性確認について紹介する。ARKADIA-Designでは、炉物理、熱流動、炉心構造、燃料ピン挙動の解析コードを組み合わせたマルチフィジックス解析により、ナトリウム冷却高速炉の炉心性能を解析する。これらの解析の妥当性を確認するため、実験データ及び信頼できる数値解析結果を選定し、検証マトリックスを作成する。解析コードのモデル及び検証マトリクスの代表的な確認解析について説明する。

An innovative design system named ARKADIA is being developed to realize the design of advanced nuclear reactors as safe, economical, and sustainable carbon-free energy sources. This paper focuses on ARKADIA-Design for design studies as a part of ARKADIA and introduces representative verification methods for numerical analysis methods of the core design. ARKADIA-Design performs core performance analysis of sodium-cooled fast reactors using a multiphysics approach that combines neutronics, thermal-hydraulics, core mechanics, and fuel pin behavior analysis codes. To confirm the validity of these analysis codes, validation matrices are identified with reference to experimental data and reliable numerical analysis results. The analysis models in these codes and the representative practices for the validation matrices are described.