デルタ追跡法モンテカルロ中性子輸送計算におけるボクセル利用

植木 太郎

no journal, , 

ボクセルによるモデル化は、モンテカルロ法による粒子輸送計算において、医学物理・コンピュータグラフィックス分野への応用のために利用されている。本発表においては、ボクセル重ね合わせモデルを利用する連続エネルギーモンテカルロ中性子輸送計算が、インデックス検索を伴うデルタ追跡法の下で、計算時間に関してスケール不変性を持つことを示す。具体的には、10の4乗から10の11乗に亘るボクセル要素数の増加に対して、臨界計算に要する時間がほぼ一定であることを示す。この不変性は、デルタ追跡法が、中性子によるボクセル要素境界横断のチェックを不要にしていること、及びインデックス検索コストが連続エネルギー断面積処理に比べて無視できることに起因する。適用事例として、ボクセル要素による燃料デブリ中へのランダムなSUS304の導入が、実効増倍率に及ぼす影響を紹介する。特に、SUS304が含有する鉄同位体の空間自己遮蔽効果のため、ボクセル要素サイズが1立方センチメートル以上になると、2%程度以上の実効増倍率上昇が生じるという、臨界管理上有用な結果を報告する。