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報告書

高温工学試験研究炉(HTTR)臨界試験の予備解析結果; モンテカルロコードMVPに基づく解析

野尻 直喜; 中野 正明; 安藤 弘栄; 藤本 望; 竹内 光男; 藤崎 伸吾; 山下 清信

JAERI-Tech 98-032, 59 Pages, 1998/08

JAERI-Tech-98-032.pdf:2.48MB

高温工学試験研究炉(HTTR)の臨界試験の事前評価として、連続エネルギー法に基づくモンテカルロ計算コードMVPにより核特性解析を行った。拡散理論による炉心計算では直接モデル化が困難であった、燃料コンパクト、燃料棒、燃料棒挿入孔、反応度調整材等の燃料体内の非均質構造、制御棒及び制御棒挿入孔、後備停止系ほう素ペレット落下孔、炉心構成要素間の間隙等を詳細にモデル化した。解析により、初回臨界は16カラム前後燃料を装荷した状態で到達する見込みであること、その際第1,2,3リング制御棒を全引き抜きし中心制御棒だけを操作することで臨界調節が可能であることを確認した。また、臨界時の制御棒位置、過剰反応度、炉停止余裕等を求めた。これらの解析結果を臨界試験の計画策定に用いた。

報告書

FCAにおける高温ドップラー効果測定,4; モンテカルロ計算コードMVPによる箔加熱・反応率測定法の解析モデルの検討

安藤 真樹; 岡嶋 成晃

JAERI-Research 97-014, 22 Pages, 1997/03

JAERI-Research-97-014.pdf:0.77MB

箔加熱・反応率測定によるドップラー効果測定実験の解析を、1次元セル計算コードPEACO-Xを用いて球モデルで行うことを念頭に置き、反応率計算を精度良く行うことのできる計算モデルを得ることを目的とした。モンテカルロ計算によりモデル化の問題点として、炉心燃料セルの非均質効果による中性子スペクトルの相違とディスク形状箔の球モデル化に伴う自己遮蔽効果の相違の2点に着目し、ベクトル化連続エネルギー・モンテカルロ計算コードMVPを用い、1)炉心燃料セル非均質効果がドップラー効果の計算値に及ぼす影響。2)ディスク形状箔の球モデルとして適切なモデルの選択、について検討した。その結果、炉心燃料セルの均質化により、2keV以下のエネルギー領域において$$^{238}$$Uの中性子捕獲反応率への寄与が減少したが、ドップラー効果に対する炉心燃料セル均質化の影響は無視できる程小さいことが分かった。ディスク形状箔の$$^{238}$$U捕獲反応率のエネルギー分布を各球モデルでの値と比較した結果、背景断面積をディスク形状箔と等しくした球モデルが適切なモデルであることが分かった。

報告書

Pre-analyses of SS316 and SS316/Water bulk shielding experiments

今野 力; 前川 藤夫; 岩井 厚志*; 小迫 和明*; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 前川 洋

JAERI-Tech 94-019, 43 Pages, 1994/10

JAERI-Tech-94-019.pdf:1.64MB

93 ITER/EDA緊急タスクの一つとして、JA-3(バルク遮蔽実験:第1段階A「SS316とSS316/水実験の予備・本解析と準備」)が認められた。本レポートは、SS316とSS316/水実験の予備解析の結果をまとめたものである。SnコードDOT3.5と断面積セットFUSION-40を用いた解析結果から、SS316実験体系は、直径1.2m、厚さ1.1mの円筒形状で、厚さ0.2mの中性子反射体を付けたものがよいことがわかった。また、SS316/水実験では、SS316と水の非均質構造による遮蔽性能に対する影響は、30mmまでの厚さの水に対しそれほど大きくなかった。更に、実験室の壁で反射した中性子によるバックグランドを低減させるための方法をSnコードDOT-DDと断面積セットDDXLIB3を使って調べた。その結果、厚さ0.1m以上のポリエチレンの追加遮蔽体を設置したものが最も有効であった。これらの予備解析結果を基に、SS316とSS316/水実験のための最終的な実験体系の構成を決定した。

報告書

二酸化ウラン燃料粒径の反応度に及ぼす効果; 連続エネルギーモンテカルロ法による計算

桜井 良憲*; 奥野 浩; 内藤 俶孝

JAERI-M 91-137, 35 Pages, 1991/09

JAERI-M-91-137.pdf:0.88MB

粉末あるいはスラリー燃料の反応度非均質効果を調べるため、小さな3次元セルについての臨界計算を実施した。計算対象は$$^{235}$$U濃縮度5wt%の二酸化ウラン球状燃料無限格子配列-水体系で、水と燃料の体積比を一定のまま燃料球直径を0(均質)から6mmの間で変化させた。中性子輸送方程式を連続エネルギーモンテカルロ法で解いて、反応率を計算した。さらに、無限増倍率、四因子及びそれらの均質系からの変化割合を得た。均質系から比均質系に移ると無限増倍率は増加した。この反応度増加が、主に共鳴を逃れる確率pによるものであることを確認した。さらに、たとえば0.3%の反応度上昇が無視できるとすれば、均質と見なせる寸法は100$$mu$$m程度になることが分った。

報告書

サンプル反応度価値解析のための非均質効果計算コードの作成; サンプルサイズ効果とセル内隋伴中性子束分布効果の考慮

岡嶋 成晃; 前田 章雄*; 向山 武彦

JAERI-M 88-035, 33 Pages, 1988/03

JAERI-M-88-035.pdf:1.02MB

高速炉臨界実験解析において、中心サンプル反応度価値の実験値と計算値の不一致は、炉物理分野での問題の一つである。この不一致の改善のため、計算において2つの非均質効果を考慮することが示された。

報告書

DELIGHT-6(Revised)コードとSRACコードによる高温ガス炉用球状燃料の核特性解析とその解析結果の比較検討

山下 清信; 新藤 隆一

JAERI-M 87-015, 31 Pages, 1987/03

JAERI-M-87-015.pdf:0.87MB

現在、日本原子力研究所が開発を進めている高温工学試験研究炉の試験計画の一つとして球状燃料を六角黒鉛ブロック内に装荷したペブル・イン・ブロック燃料の照射試験を予定している。そこで、高温ガス冷却・格子燃焼計算コ-ドDERIGHT-6(Revised)及び熱中性子炉体系標準解析コ-ドシステムSRACを用いて高温ガス炉用球状燃料の核特性解析を行うと共に、その解析精度の把握を目的として両コ-ドの解析結果の比較検討を行なった。主な特性解析項目を以下に示す。(1)格子無限増倍率 (2)燃焼特性 (3)燃料及び減速材の温度効果 これらの特性解析を通じて、両コ-ドで得られた核特性解析結果には良好な一致が見られたことから 両コ-ドにおける球状燃料に対する計算精度はほぼ同程度である事が明かとなった。

報告書

SLAROM:A code for cell homogenization calculation of fast reactor

中川 正幸; 土橋 敬一郎

JAERI 1294, 82 Pages, 1984/12

JAERI-1294.pdf:3.12MB

高速炉用格子均質化コードSLAROMの改訂版を作成した。本報告には、SLAROMの中で用いられている計算手法、入力データとジョブ制御文の説明、コードの構成、ファイル使用法及び例題について述べられている。本コードは断面積ライブラリーとして、JFS2又はJF3型炉定数セットを用いる。多群積分型輸送方程式は、衝突確率法によって解かれ、セル固有値、セル内中性子束分布及び中性子スペクトルが得られる。これを重みとしてセル平均巨視及び微視実効断面積を計算し、PDSファイルに保存する。非等方拡散係数もBenoiskのの式に基づき求められる。またセル内反応率分布、炉心の一次元拡散計算を行う機能も有しており、断面積の縮約に用いられる。衝突確率は14種類の幾何形状につり求めることが出来、スーパーセル内計算も可能である。

論文

Double heterogeneity effect of fuel pin and subassembly in a fast power reactor

中川 正幸; 井上 英明*

Nuclear Science and Engineering, 53(2), p.214 - 228, 1983/00

原型炉クラスの高速炉において、燃料ピンとサブアッセンブリーの二重非均質性が、各種核特性に及ぼす効果を定量的に研究した。幾何形状に対しては、燃料ピンをスミアするモデルで充分精度が良いことを示した。また共鳴遮蔽因子に対しては、クラスター系での非物質効果を取りいれる方法を提案し、これによる計算結果を示した。非均質効果の大きさは、keffに対し0.5%、Naボイド反応度に対して26%、ドップラー反応度に対し7%、そして反応率分布に対しても重要であることを示した。

報告書

Study of Analytical Method for Sodium Void Reactivity in Fast Critical Assemblies

中川 正幸

JAERI-M 8138, 197 Pages, 1979/01

JAERI-M-8138.pdf:4.5MB

高速臨界集合体中で測定された種々の核特性値の解析手法を研究し、ナトリウムポイド反応の解析に応用した。まず非均質系で積分型輸送方程式を解くSLAROMコードを開発し、JAERI Fastセットを用いて、種々の体系のNaボイド反応度を解析した。この時中性子ストリーミング効果を考慮することにより精度が良くなることを示めした。また詳細スペクトルコードESELEM5を作成し、ZPPR-2とMZAにおける実験を解析して、炉定数による結果と比較検討した。詳細法の方が10~15%正の側になることが分かった。また炉定数の精度改良として弾性除去断面積の遮蔽因子を作成し、実際の解析も行った。このように本報告は、Naボイド反応度の解析手法、コード、解析モデル、解析結果についての研究成果を綜合的にまとめたものである。

報告書

FCA-1集合体による非均質効果実験; FCAによる高速実験炉模擬実験報告

溝尾 宣辰; 白方 敬章; 野本 昭二; 安野 武彦; 弘田 実彌; 小西 俊雄*

JAERI-M 7886, 39 Pages, 1978/10

JAERI-M-7886.pdf:1.37MB

V-1集合休は高速実験炉「常陽」のモックアップのためにくまれた炉心である。この炉心の非均質効果を調べるためにBunching実験を行った。炉心の一部分の領域のBunching実験値より、それらの単純な算術和によって炉心全体のBunching効果を推定して、Bunching領域の大きさと炉心全体のBunching効果の推定値との関係を実験的に調べた。すなわち、円筒型炉心の動径上の数点において、抽出し全体をBunchingして、Bunching効果のr-dependenceを測定し(十字形実験)、炉心中心抽出しの1packづつをBunchingしてz-dependenceを測定した(Single Pack Bunching実験)。さらに、炉心内中性子の輸送についての異方性を考慮して、X-Y-Zの直交座標系の軸上数packをBunchingして、各軸上におけるBunching効果の空間依存性を調べ(Zone Bunching実験)、最後に炉心全体のBunchingを行った(Bulk Bunching実験)。

報告書

ガス冷却高速炉の非均質効果に関する検討

大杉 俊隆; 吉田 弘幸; 太田 文夫*

JAERI-M 7608, 110 Pages, 1978/03

JAERI-M-7608.pdf:2.59MB

ピン型燃料の1000MWeガス冷却高速部(GCFR)の非均質効果の検討を行なった。検討の対象とした炉特性は、臨界性、中性子スペクトル、中性子束分布、出力分布、増殖比、ドップラー効果、ヘリウム・ボイド効果および蒸気侵入効果である。セル計算は衝突確率法に基づいて行ない、方向依存拡散係数はBenoistの式により求めている。得られた結論は以下の通りである。(1)臨界性に対する比非均質効果は比較的大きく-0.46%$$Delta$$k/kであり燃焼と共に若干小さくなる。(2)蒸気侵入効果に対する非均質効果は非常に大きく、侵入した水の量0.01g/ccに対して0.05%$$Delta$$k/k、0.03g/ccに対して0.12%$$Delta$$k/k、0.05g/ccに対して0.14%$$Delta$$k/kとなる。燃焼と共に若干大きくなる。(3)他の諸特性についての非均質効果は無視できる大きさである。(4)300MWeGCFRについても1000MWeGCFRと同様の結論が得られた。

報告書

ESELEM 4: A Code for calculating fine neutron spectrum and multi-group cross sections in plate lattice

中川 正幸; 桂木 学; 成田 秀雄*

JAERI 1245, 46 Pages, 1976/07

JAERI-1245.pdf:2.29MB

高速炉の設計研究や臨界集合体における実験の解析には、多群計算が行なわれる。従ってその多群断面積の精度は重要な影響をもつ。ESELEM4コードは、核データファイルから、板状非均質系において、積分型輸送方程式を解き、詳細中性子スペクトルを求め、これを重みとして、多群断面積を計算する。従って炉定数セットより精度の高いものが作られる。詳細群巾は、0、0008レサジーで、2MeV以下を扱う。2MeV以上は粗群で扱う。計算時間とコアメモリーの短縮のため、種々の手法が用いられている。特にreurrenu tormulu は、減速の源を得る有用な手法である。又ライブラリーを作るために、別にPRESMコードも作成された、これらは、JAERI Fast セットと相補性のあるシステムとなる。

論文

Multiregion equivalence relation for resonance heterogeneity effects

石黒 幸雄

Nuclear Science and Engineering, 55(3), p.349 - 351, 1974/03

 被引用回数:1

高速炉集合体格子内の共鳴実効断面積は、通常2領域問題で確率された等価定理を適当に用いて計算されている。しかし、高速炉集合体で実際に出くわす複雑な板状配列では、どのようにこれまで得られている等価定理を適用するかは、極めて困難な問題である。このノートでは、複雑な高速炉系多領域格子内で成立する等価定理を導入し、個々の平板の共鳴実効断面積はABBN型群定数セットで計算できることを示したので報告する。

論文

Analysis of sodium void reactivity measured in FCA V-1 assembly

中川 正幸; 高野 秀機; 桂木 学

Journal of Nuclear Science and Technology, 10(7), p.419 - 427, 1973/07

高速実験炉「常陽」のモックアップFCAV-1炉心で測定されたナトリウムボイド実験の解析を行った。実験は主に、単チャンネル及び多チャンネル広領域のものと、中心部分ボイドである。解析にはJAERI70群セットが用いられた。通常の均質2次元拡散計算では、計算値が中心部で実験値の0.6、炉心端で0.88であったが軸方向ストリーミング効果を入れることにより、すべて0.9程度の良い値が得られた。またセル非均質効果としてfluxの空間詳細構造を考慮した。この効果は、炉心中心部で、20%の負の寄与となる。一方炉定数の計算法でボイド効果に影響が大きいと思われる弾性散乱除去断面積の詳細計算を行い、もとのセットと比較検討した。

論文

A note on the heterogeneity effect of sodium scattering resonance on neutron spectrum

東稔 達三

Journal of Nuclear Science and Technology, 6(1), p.43 - 44, 1969/00

抄録なし

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