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論文

Measurement of temperature effect on low enrichment STACY heterogeneous core

渡辺 庄一; 山本 俊弘; 三好 慶典

Transactions of the American Nuclear Society, 91, p.431 - 432, 2004/11

温度反応度効果は、臨界事故時の過渡特性を特徴づける主要な因子である。STACYの非均質炉心において二種類の格子配列について一連の温度効果の測定を行った。炉心は、軽水炉用使用済燃料再処理施設の溶解槽を模擬し、軽水炉型の燃料棒と低濃縮度の硝酸ウラニル水溶液から構成される。さまざまな溶液温度における臨界液位を測定した。臨界液位差法を用いて温度による臨界液位の変化から反応度効果を求めた。また、SRACコード及び輸送計算コードTWODANTを用いて温度効果を計算した。温度効果の実験値は、「2.1cmピッチ」については-2セント/$$^{circ}$$C、「1.5cmピッチ」では-2.5セント/$$^{circ}$$Cとなった。また、計算値は実験値に対して約10%以内で一致した。

論文

Real time $$alpha$$ value measurement with Feynman-$$alpha$$ method utilizing time series data acquisition on low enriched uranium system

外池 幸太郎; 山本 俊弘; 渡辺 庄一; 三好 慶典

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(2), p.177 - 182, 2004/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:45.33(Nuclear Science & Technology)

未臨界度監視システムの開発の一環として、検出器信号を時系列データとして収録する機能とファインマン・アルファ法によりアルファ値を評価する機能を一つのシステムとして構築し、STACYの非均質体系の動特性パラメータ(アルファ値)の測定を行った。本システムには橋本の階差フィルターが組み込まれており、臨界状態における測定も可能である。本システムによる測定結果はパルス中性子法による測定と一致した。

論文

Fast vector computation of the characteristics method

久語 輝彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(3), p.256 - 263, 2002/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:73.33(Nuclear Science & Technology)

非均質中性子輸送計算法であるCharacteristics法のベクトル化手法として、Odd-Even Sweep(OES) 及び Independent Sequential Sweep (ISS)法を開発した。これらの手法はベクトル計算の有効的な利用のために、回帰演算を避けながらベクトル長を長くする。現実的な集合体を計算対象として、両手法の効果を調べた。両手法とも、スカラー計算に対するベクトル計算の計算速度向上比約15の高速演算を達成した。ISS法とOES法の比較という観点からは、ISS法がベクトル-スカラー速度比を低下させずに、記憶容量を節約できること、また、早い収束性を示すことから、ISS法がベクトル化手法として優れていると結論付けられる。

報告書

ベクトル計算機を用いたCharacteristics法の高速計算

久語 輝彦

JAERI-Research 2001-051, 39 Pages, 2001/11

JAERI-Research-2001-051.pdf:2.04MB

ベクトル計算機を用いて非均質中性子輸送計算法であるCharacteristics法の高速計算の研究を行った。ベクトル化手法としてOdd-Even Sweep(OES) 及び Independent Sequential Sweep (ISS)法を開発した。典型的な燃料集合体を対象として、両手法により集合体計算を行い、ベクトル計算の効果を調べた。その結果、両ベクトル化手法とも、ベクトル計算のスカラー計算に対する速度向上率15の高速演算を達成した。ISS法とOES法の比較という観点からは、最も時間を要する中性子伝播計算に要する計算時間に差がないこと、外部反復の収束性はISS法が優れていること、及びISS法の記憶容量はOES法の場合の1/5に節約できることがわかった。これらより、ISS法がベクトル化手法として優れていると結論付けられる。ベクトル計算においては、算術関数の代わりにテーブル内挿方式により指数関数を評価しても、全体では約20%の計算時間の節約にとどまる。粗メッシュリバランス法及びAitken加速法はともに有効であり、それらの組み合わせにより、収束に要する反復回数を1/4から1/5に低減できることを確認した。

論文

Spatially dependent resonance self-shielding calculation method based on the equivalence theory in arbitrary heterogeneous systems

久語 輝彦; 金子 邦男*

Mathematics and Computation, Reactor Physics and Environmental Analysis in Nuclear Applications, 2, p.2113 - 2122, 1999/09

任意の非均質体系において、空間依存共鳴断面積の簡便な計算手法を提案した。本手法は非均質系の共鳴自己遮蔽計算における等価定理の概念を一般の体系に拡張したものであり、衝突確率が計算可能な任意の体系に対して適用できる。NEACRP(現NEANSC)の国際ベンチマーク問題「ガドリニア入り燃料棒を含むBWR小格子燃焼計算」の解析を実施し、本手法の有効性を示した。

論文

空力構造連成解析の一手法; 複合並列計算環境でのシミュレーション事例

大西 亮一*; 木村 俊哉; 武宮 博*; 郭 智宏*

航空宇宙技術研究所特別資料, (41), p.47 - 52, 1999/02

空力構造連成計算のためのシミュレータを開発し、複数の並列計算機から成る環境に適用を図った。連成計算は、高アスペクト比翼の空力構造モデルを用いてNavier-Stokes式を構造方程式と結合させ解くことにより行っている。空力と構造の力学計算コードは、互いの終了を待たない同時実行方式で処理され、両コードを逐次的に実行した場合より計算時間において約20%短縮することができた。シンポジウムではシミュレータの概要、超臨界翼を用いた計算事例、及び空力と構造の計算をそれぞれ異なる種類の計算機上で実行し連成計算を試みた結果を示す。

論文

Measurement of control rod reactivity worth in axially heterogeneous fuel core (VHTRC-4) by PNS method

秋濃 藤義; 竹内 素允; 小野 俊彦; 藤崎 伸吾

PHYSOR 96: Int. Conf. on the Physics of Reactors, 2, p.E281 - E289, 1996/00

HTTRの核設計における制御棒の核計算精度を検討するため、軸方向にウラン濃縮度が2-4-6%と異なるVHTRC-4炉心の中央カラムにHTTRの制御棒模擬体を1本全長挿入した反応度価値をPNS法で測定した。測定値はBF$$_{3}$$検出器を燃料領域内の48点に配置した空間積分法及び即発中性子減衰定数を用いる修正King-Simmons式から求めた。測定値として20.0$$pm$$0.3$を得た。実験解析はSRACコード及びモンテカルロ法GMVPコードを用いて10群で行った。計算値は18.6$及び19.0$$pm$$0.3$となり測定値より7~5%小さく見積ったが、HTTRの核設計の要請精度10%以内を満たした。

論文

Temperature effect on critical mass and kinetic parameter $$beta$$$$_{eff}$$/$$wedge$$ of VHTRC-4 core

山根 剛; 秋濃 藤義; 安田 秀志

PHYSOR 96: Int. Conf. on the Physics of Reactors, 2, p.E290 - E299, 1996/00

高温ガス炉の炉心設計では、炉心温度の変化範囲が大きいため、炉物理パラメータに及ぼす温度の影響に関する核計算精度が重要となる。この核計算の精度評価を目的として、軸方向非均質装荷炉心VHTRC-4を用いて集合体昇温実験を実施し、臨界質量及び遅発臨界時動特性パラメータ($$beta$$$$_{eff}$$/$$wedge$$)$$_{c}$$を室温(21$$^{circ}$$C)と200$$^{circ}$$Cにおいて測定した。実験では、集合体温度の上昇により臨界質量及び($$beta$$$$_{eff}$$/$$wedge$$)$$_{c}$$がそれぞれ15%及び14%増加した。核データとしてENDF/B-IVを用いた場合とJENDL-3.2を用いた場合について核計算を行い、実験結果と比較した。その結果、臨界質量については、21$$^{circ}$$CにおいてENDF/B-IVによる計算で4%、またJENDL-3.2による計算で6%ほど過小評価したが、炉心サイズが大きくなる200$$^{circ}$$Cにおいては両計算ともに実験との一致が良くなる傾向にあった。($$beta$$$$_{eff}$$/$$wedge$$)$$_{c}$$については、計算値と実験値との差は5%以内であり、かなり良い一致が得られた。

論文

Computation on fuel particle size capable of being regarded as homogeneous in nuclear criticality safety analysis

奥野 浩; 内藤 俶孝; 奥田 泰久*

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(9), p.986 - 995, 1994/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:70.15(Nuclear Science & Technology)

核燃料施設で取扱われる粉末状燃料に対して、臨界安全評価上では最も厳しい状態として冠水状態がしばしば想定される。このような体系は非均質ではあるが、燃料粒径が非常に小さければ均質と見なしても反応度は殆ど変わらないであろう。水中に置かれた低濃縮の二酸化ウラン球状燃料粒塊の無限立方配列を対象に、濃縮度、水対燃料体積比及び燃料粒径を変えて中性子増倍率を計算した。計算には超多群衝突確率法計算コードを用いた。中性子増倍率の均質系からの変化割合は、共鳴を逃れる確率、次いで熱中性子利用率の変化割合に支配され、これらの量は低濃縮度ウラン(10wt%以下)、燃料粒径1mm以下では、平均ウラン濃度(または水対燃料体積比)に主に依存し、濃縮度に殆ど依存しないことが分かった。得られた関係式を用いることにより、均質と見なしてよい燃料粒径の大きさは無視しうる中性子増倍率の相対誤差との関係で決められる。

報告書

An Advanced method of heterogeneous reactor theory

B.P.Kochurov*

JAERI-Review 94-002, 161 Pages, 1994/08

JAERI-Review-94-002.pdf:4.27MB

この報告は研究者招聘制度によって原研に3ヶ月滞在した間に行った非均質炉理論の講義をまとめたものである。新解法では、まず単極あるいは双極近似を採用して原子炉方程式を階差式に変換し、エネルギーと空間を変数とする格子パラメータに関する統一的な理論を展開した。さらに一般的な双極近似を用いた少数群非均質炉理論を2次元問題から有限フーリエ変換により3次元問題へ拡張した。この方法に基づいて燃焼、制御棒の移動やゼノン毒作用のような遅い事象や即発遅発中性子に依存する速い事象の模擬を扱う3次元空間依存動特性コードを開発した。これによって軸方向に非均質的な数千のチャンネルを有する原子炉の解析が可能となった。

報告書

軸方向非均質炉心概念を用いた高転換BWR炉心の基本特性評価

森本 裕一*; 奥村 啓介; 石黒 幸雄

JAERI-M 92-067, 35 Pages, 1992/05

JAERI-M-92-067.pdf:1.06MB

軸方向非均質炉心概念を用いた高転換BWR炉心について、基本的な炉心特性を評価するため、Halingの原理に基づき、熱水力計算と結合した三次元炉心燃焼計算を行った。1.0に近い高い転換比を達成するため、本炉心の実効的な減速材対燃料体積比を0.25程度と小さくし、また、正の冷却材ボイド反応度係数を低減させるため、炉心は軸方向ブランケット部と核分裂性燃料部の多重層として構成される。燃焼解析の結果、冷却材ボイド反応度係数は均質炉に比べて負側へ移行できることを確認した。また、取出し燃焼度を45GWd/tとした場合、提案炉心の核分裂性プルトニウム残存比は1.03となる。

論文

The Concept of axially heterogeneous high conversion light water reactor and its application

奥村 啓介; 秋江 拓志; 石黒 幸雄

Proc. of Int. Conf. on the Physics of Reactors; Operation, Design and Computation, Vol. 4, p.101 - 110, 1990/00

高転換比と高燃焼度を同時に達成し得る軸方向非均質型高転換軽水炉の核設計検討を行った。先ず、現行3ループPWR程度の熱出力を確保できる二重扁平炉心を想定し、減速材対燃料体積比、炉心長、ブランケット厚さ等を変数とするパラメータ・サーベイを一次元炉心燃焼計算により実施した。その結果に基づき、具体的な二重扁平炉心の設計仕様を決定し、3次元炉心燃焼計算による詳細な炉心核特性評価を行った。径方向寸法及びPuインベントリが比較的大きくなるが、燃焼度56GWd/t相当、核分裂性Pu残存比0.86という高い燃焼性能が達成される。また、高転換軽水炉の核設計上の問題点であったボイド反応度特性及び制御性はともに良好である。さらに、径方向炉心寸法の縮小、高出力化を目的とし、二重扁平炉心を一般化した多重扁平炉心についても設計パラメータの最適化を図った。

報告書

FCAによる大型軸方向非均質炉心の炉物理研究(V); FCA XII-2集合体による実験と解析

岡嶋 成晃; 飯島 進; 早瀬 保*; 大部 誠; 小圷 龍男*; 辻 延昌*

JAERI-M 86-016, 51 Pages, 1986/02

JAERI-M-86-016.pdf:1.2MB

FCA XII-2集合体は軸方向非均質炉心模擬実験計画における3番目の炉心であり、厚さ30cmの内部ブランケットを有し、内部ブランケットの厚さの影響を検討するための体系である。測定項目は、(i)臨界性(ii)反応率分布とは反応率比(iii)サンプル反応度価値とナトリウムボイド反応度価値であり、分布測定については軸方向を対象とした。実験結果はJENDL-2と原研における標準的核特性計算手法を用いて解析を行い、軸方向非均質炉心の核特性計算精度について検討した。

報告書

FCA XII-1集合体におけるドップラー効果の測定

岡嶋 成晃; 向山 武彦

JAERI-M 85-218, 20 Pages, 1986/01

JAERI-M-85-218.pdf:0.55MB

FCA XII-1集合体において、内部ブランケットおよび炉心領域でのドップラー反応度価値を測定した。また、炉心領域がナトリウムポイド状態でのドップラー効果も測定した。実験にはサンプル加熱法を用い、室温から800$$^{circ}$$Cまでサンプル温度が上昇した場合の反応度変化を1$$times$$10$$^{-}$$$$^{7}$$$$Delta$$k/kの精度で測定した。解析には、70群群定数JFS-3-J2を用い、測定値と比較した。内部ブランケット領域および炉心領域では,計算値と実験値は良い一致を示した。一方、ナトリウムポイド状態に対しては、計算は実験値を過小評価している。

論文

Semicircle theorem for the rotating flow in an azimuthal magnetic field with respect to azimuthal perturbations

笹倉 浩

Journal of the Physical Society of Japan, 53(5), p.1587 - 1589, 1984/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:59.15(Physics, Multidisciplinary)

方位方向磁場中の異方性回転流の不安定性がフリュート・モード擾乱に対して研究されている。密度Poと動径距離で割られた磁場の強さHo/rは共にその動径微分が非負であると仮定されている。不安定なフリュート・モードの複素・位相角速度は直?が√(b-a)$$^{2}$$-4(Va$$^{2}$$/r$$^{2}$$)mの円の上半面内に存在しなければならぬことが示される。この表式の自乗が負の時は回転流は安定である。ここで、aとbはそれぞれ回転流の角速度の下限と上限であり、Va(r)はアルフヴェン速度であり、添字mは最小値を意味している。

報告書

Experimental Study of LMFBR Heterogeneous Core at FCA

中野 正文; 飯島 進; 白方 敬章; 弘田 実彌

JAERI-M 8117, 18 Pages, 1979/03

JAERI-M-8117.pdf:0.66MB

非均質高速炉心の核特性評価に関する基礎研究としてFcAVII-3集合体により一連の実験を行った。実験体系は炉心中心に盤状の内部ブランケット(IB)を入れた単純形状の円筒炉心であり、IBの組成や厚みを変えて、臨界性、Naポイド効果、サンプル反応度価値、反応率分布等を系統的に測定した。IB中心から炉心中央までのNaポイド効果は、IB内の$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$UPu原子数密度の増加とともに減少する傾向が観測されたが、その変化はIBの組成にはあまり敏感ではない。IBの厚さが20cmから40cmに増すと炉心領域のNaポイド効果は約35%の減少を示した。IB厚さ30cmのFcAVII-3-1集合体について、JAERI-Fast VersionII、拡散近似による解析を行い測定値と比較した。計算値は低エネルギに感度の高い$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$U(n,f)、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{8}$$U(n,$$alpha$$)等をIBで過少評価する。Puサンプル反応度価値の計算値は炉心領域の測定値をよく再現できない。Naポイド効果のC/E値はIBと炉心の境界で20%以上の不連続性を示した。

報告書

HTGRへの$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{3}$$U供給を目的としたTh-ブランケットLMFBRの検討

吉田 弘幸; 太田 文夫*

JAERI-M 7763, 60 Pages, 1978/07

JAERI-M-7763.pdf:1.84MB

HTGR-LMFBRからなる共存エネルギー・システムの燃料自給性を満足させるLMFBRを見出すことを目的として、Puおよび$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{3}$$Uについて良好な増殖性能を有するTh-Blanket LMFBRについての検討を行った。本システムでのHTGRは0.85の転換比を仮定し、LMFBRには1000MWe級conventional two zoned core LMFBR、Axial-parfait heterogeneous core LMFBRを考慮した。本研究の結果、増殖性能(燃料自給性)に加えて、安全性(Na-ボイド係数)、経済性(燃料サイクルコスト)の点から見ても、Axial-parfait heterogeneous core LMFBRが上記共存システムに投入されるLMFBRとして適しているとの結論を得た。

論文

Role of chain transfer in heterogeneous polymerization of ethylene

渡辺 光崇; 和田 武*; 武久 正昭; 町 末男

J.Polym.Sci.,Polym.Chem.Ed., 12(9), p.2027 - 2033, 1974/09

析出系重合では、連鎖移動反応は生成ポリマーの平均分子量を低下させるのみでなく、重合速度やそれに対する線量率の依存指数、生成ポリマーの分子量分布等に大きな影響をあたえる。本研究は、連鎖移動をよく起こすn-ブタノールとそれを起こし難しい第三ブタノールを重合溶媒に用いた系の重合挙動を比較検討し、析出系重合における連鎖移動の役割を解明したものである。

論文

A Novel scheme of heterogeneous polymerization of ethylene

渡辺 光崇; 和田 武*; 武久 正昭; 町 末男

J.Polym.Sci.,Polym.Chem.Ed., 12(8), p.1619 - 1628, 1974/08

析出重合では、ラジカルはモノマーを次々に付加していくにつれその溶解性を失い、やがて反応系内に析出してくる。すなわち反応系内には物理状態の異なる二種の生長鎖が存在し、この両者が並行して反応する。そのため生成ポリマの分子量分布は双峰となる。本研究では速度論的結果の検討に加え、GPCにより測定された双峰ピークの分離を電子計算機によって行ない、各々の物理状態の生長鎖の動力学的挙動を明らかにし、エチレンの析出重合の新しい動力学的モデルを提案した。

論文

Radiation-induced heterogeneous polymerization, 2; Polymerization of acrylonitrile in the presence of DMF

和田 武*; 武久 正昭

Polym.J., 5(3), p.255 - 262, 1973/03

 被引用回数:4

DMF存在下でのANの放射線析出系重合を0~80$$^{circ}$$Cで行なった。重合はモノマーのモル組成が0.4以上ではポリマーの析出を伴なって進行した。定常重合速度の線量率依存性はバルク重合では0.9であったが、DMF存在下では0.5となった。これは均一系重合と同様にラジカルの埋め込みによる一次停止が起らないことを示している。DMFの存在によって生長鎖のmobilityが比較的大きいことによると思われる。m=0.54,35$$^{circ}$$Cでの速度定数としてkp=2.6,kt=4.5$$times$$10$$^{2}$$,ktrs=1.5$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$が得られた。

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