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植木 太郎
Proceedings of 12th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC2023) (Internet), 9 Pages, 2023/10
モンテカルロ法ソルバーSolomonは、C++14標準で記述されたオブジェクト指向の中性子輸送計算コードである。Solomonは、通常の臨界安全解析機能と乱雑化媒質の臨界性評価機能で構成されており、後者に関して、不完全確率的乱雑化ワイエルシュトラス関数(IRWF)による乱雑化媒質のクラスが装備されている。このため、乱雑化媒質の臨界性揺らぎを、多数のIRWFレプリカを生成して、レプリカ毎に臨界計算を実施することにより評価できる。一方で、必要とされるIRWFレプリカ数を事前に知ることは不可能である。この問題への対処のため、Solomonに、乱雑化増幅機能を装備した。具体的には、オン-オフ型への有界増幅をIRWFレプリカに適用することにより、中性子実効増倍率の上限値推定に関して、レプリカ生成数の95%以上の削減が可能となる。また、Solomonには、ボクセル重ね合わせ機能も装備されている。この機能の有望な応用として、ステンレス鋼(SUS304)中の鉄同位体による共鳴吸収反応の評価例を示す。
植木 太郎
Progress in Nuclear Energy, 144, p.104099_1 - 104099_7, 2022/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)確率的乱雑化ワイエルシュトラス関数(RWF: randomized Weierstrass function)は、無秩序な物質混合で生成する乱雑化媒質の臨界性不確かさ評価のための手法である。本論文は、実用面でのRWFの精緻化を、周波数領域変数の上下限指定を伴うスペクトル範囲制御により達成したことを報告する。臨界解析実務への具体的効果は、空間分布が不確定な燃料デブリを想定した乱雑化媒質に対して、逆冪乗則パワースペクトルの下での公平な臨界性不確かさ評価を可能にすることである。数学的側面においては、RWFの三角関数項の無限和が、任意の低周波数領域を含むように拡張され、スペクトル範囲制御という唯一の目的のために有限項に切り捨てられている。これは、精緻化RWFが、ワイエルシュトラス関数のフラクタル特性への収束の問題と切り離されたことを意味する。このため、精緻化RWFは、不完全確率的乱雑化ワイエルシュトラス関数(IRWF: Imcomplete RWF)と命名される。適用事例として、3次元化されたIRWFを、中性子減速環境下の3種燃料から成る乱雑化燃料混合体に適用して中性子実効増倍率の不確かさをモンテカルロ法コードSolomonにより評価したことを報告する。
random media荒木 祥平; 山根 祐一; 植木 太郎; 外池 幸太郎
Nuclear Science and Engineering, 195(10), p.1107 - 1117, 2021/10
被引用回数：2 パーセンタイル：30.55(Nuclear Science & Technology)燃料デブリのように乱雑な性状をもつ核燃料物質の臨界管理は事故後の安全対策において重要な課題のひとつである。様々な乱雑で管理されていない自然現象を
ノイズを用いて記述できることから、乱雑な性状をもつ核燃料物質についてもスペクトル分布を持つモデルが適用可能と考えた。本研究では、モデルで表現される核燃料物質について、中性子実効増倍率と減速条件の関係を検討した。減速条件の指標としてコンクリートと核燃料物質の体積比を定めた上で、乱雑化ワイエルストラス関数(RWF)に基づくスペクトル分布を持つモデルから多数の乱雑性状を生成した。生成された各々の乱雑性状について、2群エネルギーモンテカルロ計算により増倍率を計算し、結果を分散,歪み度,尖り度を用いて整理した。これらの統計量は最適減速条件において極値を持つことが見出された。また、モデルで表現される核燃料物質について、増倍率の分布範囲、分布の歪み、外れ値の出現を推定できる可能性が示唆された。
植木 太郎
Journal of Nuclear Science and Technology, 55(10), p.1180 - 1192, 2018/10
被引用回数：4 パーセンタイル：38.11(Nuclear Science & Technology)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。
栗田 源一; 安積 正史; 津田 孝
Journal of the Physical Society of Japan, 62(2), p.524 - 535, 1993/02
被引用回数：4 パーセンタイル：43.65(Physics, Multidisciplinary)トカマクの鋸歯状崩壊現象に於ける、磁力線の乱雑化によって引越された異常電子粘性及び異常イオン粘性の効果が、径方向の単純増加関数である安全係数をもつ平衡に対して、簡約化された抵抗性MHD方程式を解くことによって調べられた。摂動がある振幅を越えて成長すると、最も不安定なモードは、純粋な抵抗性モードから、異常電子粘性によって引越されるモードにかわり、いくつかの実験で観測され、「磁気トリガー」として知られているように急激な成長率の増加を示す。その後成長率は、異常イオン粘性によって減少させられる。鋸歯状崩壊の時間は、異常電子粘性による暴発的成長にも拘らず、引延ばされる。しかしながら、それは、異常イオン粘性の効果によって、完全に安定化されることはない。
植木 太郎
no journal, ,
軽水炉の炉心溶融の際に生成される二酸化ウラン・コンクリート混合物の臨界性評価に関して、ワイエルシュトラス関数に基づく確率的乱雑化モデルを構築した。独立な試行により連続変動媒質を複製し、デルタ追跡法と呼ばれるシミュレーション粒子追跡技法を用いて、モンテカルロ法臨界計算を実施した。中性子実効増倍率の評価値には、数パーセント程度の揺らぎが生じることがわかった。
植木 太郎
no journal, ,
乱雑化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。そこで、本発表では、体積割合の空間変動に重ね合わせブラウン運動を適用し、確率過程のKarhunen-Loeve展開により実行する確率的乱雑化モンテカルロ法臨界計算技法を報告する。
植木 太郎
no journal, ,
乱雑な体系のモデリングに有用な確率的乱雑化ワイエルシュトラス関数モデルを拡張し、広範な物質混合状態に関して、臨界性評価の揺らぎ定量化を可能にした。また、拡張モデルによる解析例を、モンテカルロ計算ソルバーSolomomに実装することにより示した。
植木 太郎
no journal, ,
ワイエルシュトラス関数による確率的乱雑化モデルは、2種類の物質からなる分布不明の系の臨界性評価に対して有効である。本予稿では、さらに多くの物質からなる分布不明の系を取り扱えるように、各物質の平均体積割合の分割指定と異なる物質間組み合わせペアにより構成される乱雑化モデルを開発し、Solomonにより検証したことを報告する。
植木 太郎
no journal, ,
自然・工学現象のパワースペクトル測定においては、周波数領域変数に上下限が存在する。そこで、本予稿においては、逆冪乗則パワースペクトルの周波数領域変数の範囲を任意に設定できる機能を、確率的乱雑化ワイエルシュトラス関数に導入したことを報告する。この新機能は、ワイエルシュトラス関数のフラクタル性への収束との関係性を断ち切ることから生まれるため、不完全確率的乱雑化ワイエルシュトラス関数(IRWF: incomplete randomized Weierstrass function)と命名される。IRWFの工学的有用性を示す中性子実効増倍率の不確かさ評価例を、十分に中性子減速されている環境下での燃料デブリ体系について、報告する。
植木 太郎
no journal, ,
デブリ臨界管理手法整備において開発中のモンテカルロ法ソルバーSolomonには、不完全乱雑化ワイエルシュトラス関数(Incomplete Randomized Weierstrass Function)に基づく乱雑化レプリカ生成機能が備わっている。また、Solomonには、中性子のデルタ追跡法も備わっており、多数のレプリカの実効増倍率(keff)計算を通して臨界性揺らぎを評価することが可能である。ところが、keffの上限値を得るために必要なレプリカ数について、目安・指標となるものが存在しない。そこで、本発表においては、有界増幅された乱雑化により、100レプリカ程度でkeff上限値を得ることができることを示す。また、有界増幅の手法を、有界増幅なしの6000レプリカから得られるkeffに対して、一般化極値統計解析から厳密に評価した結果を示す。
