Development of severe accident simulation code for sodium-cooled fast reactors: SIMMER-V, 1; Overview of the SIMMER-V code development

ナトリウム冷却高速炉のシビアアクシデント解析コードSIMMER-Vの開発,1; SIMMER-Vコード開発の概要

田上 浩孝 ; 石田 真也  ; 岡野 靖; 山野 秀将   ; 久保 重信 ; Payot, F.*; Saas, L.*; Trotignon, L.*; Gubernatis, P.*; Dufour, E.*; 飛田 吉春

Tagami, Hirotaka; Ishida, Shinya; Okano, Yasushi; Yamano, Hidemasa; Kubo, Shigenobu; Payot, F.*; Saas, L.*; Trotignon, L.*; Gubernatis, P.*; Dufour, E.*; Tobita, Yoshiharu

特殊な炉心設計を有する大型非均質炉心を含む将来的なナトリウム冷却高速炉(SFR)のシビアアクシデント(SA)解析のために、原子力機構はCEAと共同でSIMMER-Vを開発している。SAの事象推移は従来、個々の燃料集合体内で発生するピン破損と鉛直方向燃料分散が主体となる起因過程(IP)をSAS4Aで、炉心損傷領域が全炉心へと拡大する遷移過程をSIMMER-IIIもしくはSIMMER-IVで解析を行ってきた。SIMMER-Vの共同開発の範囲は限定的であるが、SIMMER-Vの計算を他の計算領域や他のコードと連携させるための柔軟なインタフェースを提供すること、また、詳細な燃料ピンモデルや燃料同位体組成を柔軟に扱えるモデルのような新しい先進物理モデルを追加することにより、コードの適用性を大幅に拡大することを目指している。前者はCEAが、後者は原子力機構(JAEA)が担当する。コード開発と並行して、新しいモデルや手法の検証と妥当性確認が実施された。本論文では、SIMMER-Vコード開発プログラムの目的と全体的な枠組み,代表的な新要素,最近の開発の進展について述べる。

JAEA has been developing the SIMMER-V code in collaboration with CEA to perform severe accident (SA) simulations of future sodium-cooled fast reactors (SFRs) including a unique core design with large-scale heterogeneous cores. An SA sequence in SFRs has been analyzed by: the SAS4A code for the Initiation Phase (IP), in which fuel pin disruption and vertical fuel dispersion occur in individual fuel subassemblies; and the two-dimensional SIMMER-III or three-dimensional SIMMER-IV code for the Transition Phase (TP), in which core disruption extends to the whole core. The joint development of SIMMER-V is of limited scope but aims at significantly expanding the code applicability by providing flexible interfaces to couple a SIMMER-V calculation with other computational domains or other codes, and by adding new advanced physical models such as a detailed fuel pin model and a model of flexible treatment of fuel isotopic composition. The former tasks are conducted by CEA the latter tasks by JAEA. In parallel to the code development, verification and validation of the new models and methods have been performed. This paper describes the objectives and overall framework of SIMMER-V code development program, representative new elements, and recent development progress.