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報告書

POST: SRAC95を使用した臨界計算のための断面積処理プログラム

須山 賢也; 高田 友幸*

JAERI-Data/Code 98-035, 24 Pages, 1998/11

JAERI-Data-Code-98-035.pdf:0.85MB

``POST''は、臨界計算のための、SRAC95によって作成されたライブラリの処理システムである。作成されたライブラリは、ANISNあるいはAMPX作業形式ライブラリのフォーマットを有している。そのライブラリを使用することで、SRAC95によって作成した実効断面積を用いて、KENO-IVあるいはKENO-Vaによる臨界解析が可能となる。

報告書

枝管の反応度効果についての計算による検討

奥野 浩; 内藤 俶孝; 金子 俊幸*

JAERI-Tech 95-025, 21 Pages, 1995/03

JAERI-Tech-95-025.pdf:0.6MB

燃料溶液の入った容器に細い配管(枝管)が付いたときの反応度上昇割合を評価する簡易評価式を提案し、数値計算により妥当性を検討した。評価式は中性子収支を表す方程式に基づいたもので、既に複数ユニット燃料体系の臨界安全解析コードMUTUALに応用されているものに、さらに枝管側の中性子発生代表点が中心からずれることを取り入れた。2次元及び3次元燃料体系モデルを対象として、多群モンテカルロ法計算コードKENO-IVを用いた詳細計算と比較することにより、今回提案した簡易評価式の妥当性を確認した。円筒状の容器の側面に枝管が垂直に接続している体系において、中性子増倍率の非常に小さな増加(たとえば0.3%$$Delta$$k/k)に対応する無視できる配管の太さ及び本数と容器の直径との関係を示した。

報告書

モンテカルロ臨界計算プログラムKENOIVのための微分アルベドの作成

小室 雄一; 川崎 弘光*; 金子 俊幸*

JAERI-M 93-246, 19 Pages, 1994/01

JAERI-M-93-246.pdf:0.68MB

反射体付き体系の臨界計算をモンテカルロプログラムKENOIVで実行する場合、反射体を微分アルベドで近似すると計算時間を短縮できる。KENOIVには1次元SnプログラムANISNとHansen-Roach16群断面積の組合せで作成した微分アルベドが数種類の反射体について用意されているが、これを利用できるのは16群断面積をKENOIV計算に使用する場合に限られる。日本原子力研究所では臨界安全性評価コードシステムJACSの改良を進めている。このシステムには臨界計算用モンテカルロプログラムとしてKENOIV及びMULTI-KENO、多群定数ライブラリーとして26群及び137群MGCLが用意されている。今回、改良作業の1つとして26群MGCLとKENOIVあるいはMULTI-KENOの組み合わせの臨界計算に利用できる水の微分アルベドを26群MGCLとANISNにより作成した。

報告書

高速EWS環境における臨界・遮蔽計算コードの整備

増川 史洋; 高野 誠; 井上 修*; 原 俊治*

JAERI-M 93-024, 31 Pages, 1993/02

JAERI-M-93-024.pdf:0.84MB

最近のエンジニアリングワークステーション(EWS)の性能の向上は目覚しく、臨界・遮蔽解析コードを現実的な時間で実行することが可能である。本報では当研究室でよく使用される臨界・遮蔽解析コード、MAIL3,ANISN-JR,KENO-IV,ORIGEN2,CITATION,TWOTRAN,VIM,DORTを高速EWS SUN-4/2で使用可能なように移植・変換を行った際のノウハウをまとめるとともに、EWSで各コードを実行する際の使用手引きを示した。各コードの実行の際にI/Oアクセスファイルを容易に指定できるようにサブミットコマンドを作成した。

論文

Study on streaming neutron effect through calculation for reaction rate distribution with gold wire at the KUCA

安藤 真樹; 三澤 毅*; 代谷 誠治*

Annual Reports of the Research Reactor Institute, Kyoto University, 26, p.118 - 124, 1993/00

京都大学臨界集合体(KUCA)では、金線の放射化反応率分布を測定する場合、燃料体間のギャップ中に金線を挿入して行う。このようにして得た測定値と、均質化断面積を用いた計算値との間には、炉心・反射体境界近傍から反射体中にかけて大きな差が見られた。そこで本研究では、モンテカルロ計算コードKENO-IVを用い、ギャップ中と均質化媒質中の金線反応率分布を計算し、中性子のストリーミング効果を調べた。その結果、これまで実験値と計算値との比較において特徴的に見られた不一致の原因が、中性子のストリーミングであることがわかった。

論文

The Convenient Monte Carlo code MULTI-KENO for criticality safety analysis of transport casks

長田 和男*; 内藤 俶孝; 奥野 浩

Proc. of the 10th Int. Symp. on the Packaging and Transportation of Radioactive Materials,Vol. 1, p.177 - 184, 1993/00

輸送容器の臨界安全解析には、モンテカルロ法計算コードKENO-IVがしばしば用いられる。しかし輸送容器は燃料棒本数が限られているため、原子炉の炉心計算のように無限配列としてセル平均するのは適当ではない。このため、KENO-IVコードで用いられている「ボックス」を拡張した「スーパー・ボックス」を導入することにより、MULTI-KENOコードでは、輸送容器のような複雑な形状もセル平均することなく容易に取り扱えるようにした。このほか、六角配列計算を可能にしたほか、入力データの変更なしに断面図も描ける。MULTI-KENOコードは原研の臨界安全性評価コードシステムJACSに組込まれている。本報告ではMULTI-KENOコードにおける拡張機能を紹介するとともに、輸送容器を対象とした計算例を示した。

報告書

Sn計算におけるR-Z形状モデルに対する白色境界条件,反射境界条件および白色反射境界条件の妥当性に関する検討

高野 誠

JAERI-M 91-108, 25 Pages, 1991/07

JAERI-M-91-108.pdf:0.83MB

二次元Sn計算コードTWOTRANは炉心解析等に以前から広く使われているコードである。TWOTRANコードで扱える形状の一つにR-Z形状があるが、外周の境界条件としては無限配列セル計算の場合、白色境界条件又は反射境界条件しか用意されていない。本報では、実際の使用済PWR燃料棒セル計算をTWOTRANコードのR-Z形状で解析した際に生じた問題点を示し、一次元SnコードANISNやモンテカルロコードKENOによる結果との比較検討により、R-Z形状の外周境界条件としては白色境界条件および反射境界条件が不適当となる場合があることを示した。このため、新たに「白色反射境界条件」を提案し、これをTWOTRANコードに組み込み、他の境界条件を使用した場合と比較した結果、最も良好な結果を示すことが判明した。

論文

Nuclear criticality safety assessment of PRR-1 spent fuel storage

Petrache, C. A.*; 奥野 浩

Nucleus, 29, p.1 - 13, 1991/00

フィリピンPRR-1原子炉の減速、冷却及び上部遮蔽の役割を果たしているプール水を完全に抜いて、PRR-1内部にその使用済燃料を貯蔵した場合の臨界安全評価をJACS計算コードシステム(MGCL-B-IV,MAIL3.0及びMULTI-KENO)を用いて行なった。使用済燃料の貯蔵庫を単純化したモデルを設定し、このモデルに対して感度解析を実施した。中性子実効増倍率として0.64の値を得たので、この原子炉に対する漏水の修理が臨界の心配なく行なえることが分った。

論文

Effect of fuel burnup distribution on criticality safety

高野 誠; 増川 史洋

Proc. of the 91 Int. Conf. on Nuclear Criticality Safety,Vol. 1, p.II-107 - II-112, 1991/00

使用済燃料棒体系では、臨界解析の際に燃料棒軸方向の燃焼度分布に注目する必要がある。これは、燃料棒中央部に比べ両端部の燃焼度が小さいためである。本報では、燃焼度分布を詳細に考慮するため燃料棒軸方向を20領域に分割した計算モデルにより、燃焼度分布の効果をKENO-IVにより評価した。解析により、使用済燃料棒体系の臨界解析では燃焼度分布を十分考慮に入れる必要があり、燃料棒両端部の燃焼度分布を正確に把握することも重要であることがわかった。さらに、平均燃焼度が小さい時には分布を無視した場合、燃焼度が大きい時には分布を考慮した場合に、それぞれ中性子増倍率が大きくなることもわかった。

報告書

ベクトル化KENO IVコードの性能評価

折居 茂夫*; 樋口 健二; 浅井 清

JAERI-M 90-135, 54 Pages, 1990/08

JAERI-M-90-135.pdf:1.18MB

中性子輸送モンテカルロコードKENO IVをベクトル化し、そのコードのベクトルとスカラ性能を、富士通のベクトル計算機VP-100において評価した。ベクトル化KENO IVコードには、ベクトル化アルゴリズムとしてスタックベースアルゴリズムを採用した。プログラミングテクニックとして、間接データアクセス法をこのアルゴリズムに採用した。粒子数1,800個を用いた臨界計算に対して、オリジナルKENO IVコードに対するベクトル化コードの速度向上率は、VP-100において1.9倍であった。本報告では、実際に工学計算に使用されるモンテカルロコードをベクトル化した時、良い速度向上率を得られない問題を計算機の処理構造の面からとらえ、その解析結果を述べる。

報告書

水中の2ユニット体系における中性子相互干渉効果の測定と解析

三好 慶典; 須崎 武則; 石川 利光; 小林 岩夫

JAERI-M 90-112, 45 Pages, 1990/07

JAERI-M-90-112.pdf:0.88MB

原研の軽水臨界実験装置(TCA)を用いて、水平断面が正方形の2つの矩形炉心を配列した相互干渉体系に関する臨界実験を行なった。矩形炉心は濃縮度2.6w/oのUO$$_{2}$$燃料棒を17$$times$$17本配列して構成され、燃料棒格子の間隔は1,956cm、単位燃料セルの水対燃料体積比は1.83である。実験ではユニット間距離(水ギャップ厚さ)をパラメータとして臨界水位を測定し、各炉心の臨界水位の差から水位法を用いて、一方のユニットが他方のユニットへ与える反応度寄与、水ギャップの負の反応度効果、及び片側ユニットの未臨界度を評価した。またモンテカルロコードKENO-IVを用いて、臨界体系に関するベンチマーク計算を行うと共に、反応度効果を解析し、実験値との比較検討を行なった。

報告書

モンテカルロ・コードとモンテカルロ・シミュレータ・プログラム

樋口 健二; 浅井 清; 菅沼 正之*

JAERI-M 90-068, 65 Pages, 1990/03

JAERI-M-90-068.pdf:1.75MB

計算センタでは、これまでにKENO-IV、MORSE、VIM、MCNP等の4本の代表的モンテカルロ・コードについてVP-100上でのベクトル処理を行ってきた。この作業によりモンテカルロ・コードをベクトル計算機で高速化するための問題点が明らかとなった。その結果、現在のベクトル計算機によるモンテカルロ・コードの高速処理は難しい、との結論に達し、昭和62年度よりモンテカルロ計算を高速に行うモンテカルロ計算装置の開発に取り組んでいる。昭和63年度は概念検討を行うと共にシミュレーションによるモンテカルロ計算装置の性能評価を行った。本報告では、モンテカルロ・コードをベトクル処理する際の問題点、これらを解決するためのモンテカルロ・パイプライン及びシミュレータによるモンテカルロ計算装置の性能評価の結果について述べる。

報告書

Vectorization of KENO IV Code and an Estimate of Vector-Parallel Processing

浅井 清; 樋口 健二; 片倉 純一; 栗田 豊*

JAERI-M 86-151, 54 Pages, 1986/10

JAERI-M-86-151.pdf:1.39MB

多群臨界安全性コードKENO IVをベクトル化し、FACOM VP-100ベクトル計算機で実行した結果について報告する。ベクトル化したKENO IVは、それによってもたらされたオーバーヘッドのせいで、スカラ計算機上では当初1.4倍遅くなっている。しかし、ベクトル計算機上では、複雑な幾何形状に対しては1.4倍、単純な幾何形状に付いては3倍早くなっている。これ以上の速度向上倍率を得るためには、ソフトウェアではコンパイラの改良、ハードウェアでは、間接番地参照能力の向上、モンテカルロ・パイプラインと呼ぶベクトル要素分類命令が必要な事を述べた。最後にパイプライン化された並列計算機を想定した場合に得られる速度向上倍率を推定した。

報告書

中性子相互干渉体系に関するJACSコードシステムのベンチマーク計算

野村 靖; 井上 寛*; 奥野 浩

JAERI-M 86-082, 50 Pages, 1986/06

JAERI-M-86-082.pdf:1.21MB

原研で開発したJACSコ-ドシステムの内、モンテカルロ法計算コ-ドKENO-IVと多群定数ライブラリ-MGCLの組み合わせにより、米国で公開された相互干渉体系の臨界実験デ-タを用いてベンチマ-ク計算を実施し、計算精度を検証したので結果を報告する。実験体系は全部で4種類、108ケ-スあり、燃料の種類、物質的・化学的性状、ユニットの形状寸法、ユニット間の距離、配列形状、反射条件等が多種多様に変化している。また、keff計算値は0.945~1.025までの範囲に分布する結果になった。この分布の広がりはKENO-IVの統計計算の誤差から予測されるものより2~3倍大きく、keff計算値にバイアスエラ-を生じている事が考えられる。このkeff計算値にバイアスエラ-を生ずる原因として、燃料中の中性子の減速度、反射条件及びユニット間の距離の変化が確かめられた。

報告書

SIMCRI:A Simple Computer Code for Calculating Nuclear Criticality Parameters

中丸 昇一*; 菅原 伸彦*; 内藤 俶孝; 片倉 純一; 奥野 浩

JAERI-M 86-027, 49 Pages, 1986/03

JAERI-M-86-027.pdf:0.82MB

本報告書は臨界因子簡易計算コードSIMCRIの使用手引きである。このコードは、核燃料物質の単一ユニットに関する臨界計算を簡便に行うことを目的として開発した。SIMCRIコードは広汎なパラメ-タ・サ-ベイを迅速に実行する。また、モンテカルロ法臨界計算コードKENO-IVと同一の断面積ライブラリを用いるため、両コードの結果を容易に比較できる。SIMCRIコードは一点近似のB$$_{1}$$方程式により個有値問題及び固定中性子源問題を解き、中性子の無限増倍係数・実効増倍係数、臨界バックリング、中性子移動面積、拡散定数、等を算出する。SIMCRIコードは臨界安全性評価コード・システムJACSに収納されている。

論文

Vectorization of KENO-IV code

浅井 清; 樋口 健二; 片倉 純一; 栗田 豊*

Nuclear Science and Engineering, 92, p.298 - 307, 1986/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:75.69(Nuclear Science & Technology)

多群臨界安全性計算用モンテカルロ・コードKENO IVのベクトル化をおこなった。KENO IVは中性子1個ごとに、その発生から吸収または洩れによる死滅までの過程を追跡し統計量を収集する。したがってプログラム中の変数はすべてスカラ量である。今回のベクトル化では、一世代中の中性子に番号を与え、これらのスカラ変数をその番号を添字とする間接番地参照のベクトル変数とした。このために生じたオーバーヘッドによって、最初のベクトル化版KENO IVはスカラ版オリジナルに較べて40%遅くなったが、計算アルゴリズムの改良・修正によって逆に40%速くなった。これ以上の処理速度を得るためにコンパイラ及びハードウェアが持つべき機能についても述べた。

論文

Vectorization of KENO IV code

浅井 清; 樋口 健二; 片倉 純一; 栗田 豊*

Int.Meeting on Advances in Nuclear Engineering Computational Methods,Vol.2, p.844 - 856, 1985/00

抄録なし

報告書

ウラニウム・プルトニウム溶液系の臨界計算II (硝酸溶液系の基本的臨界パラメータの検討)

三好 慶典; 阿見 則男; 館盛 勝一

JAERI-M 84-219, 58 Pages, 1984/12

JAERI-M-84-219.pdf:1.43MB

現在当研究室では、硝酸ウラニル、硝酸プルトニウム、及びU/Pu混合硝酸溶液についての臨界実験を行う臨界安全性実験施設(CSEF)の設計作業を進めている。核設計及び臨界安全設計において、溶液燃料の臨界量及び体系の増倍係数等の臨界パラメータを評価する場合、燃料密度及び構成原子の個数密度を臨界計算コードの入力として求める必要がある。本報第I部でCSEF設計用として原子個数密度算出式を提案したが、ここでは、第I部に引き続き、上記3種の燃料の基本的な臨界パラメータを評価した。計算体系としては、無限体系、水反射円筒体系を選択し、燃料濃度、同位体組成、溶液酸性度及び原子価等の臨界条件への効果について検討を行った。計算コードとしてはJACSコードシステムのKENO-IVを用いている。

報告書

MULTI-KENO:A Monte Carlo Code for Criticality Safety Analysis

内藤 俶孝; 横田 匡彦*; 中野 鴻*

JAERI-M 83-049, 232 Pages, 1983/03

JAERI-M-83-049.pdf:5.63MB

モンテカルロ・コードKENO-IVを改良して、MULTI-KENOコードを臨界安全解析のために開発した。このコードには下記の機能が付け加わった。1)系をいくつかの部分系に分割し、各部分系で独立にボックス辺長をとることができるようにした、2)形状入力データの誤りを調べるために系をグラフィックで図示する、3)固定中性子源の問題も解ける、4)コア・バウンダリと内部領域の交叉を許す、5)ANISNタイプの中性子収支表を出力する。上記1)の機能を用いることにより、KENO-IVコードでは一般形状として取扱かわなければならなかった多くの場合でも、ボックス・タイプとして取扱うことができるようになった。このコードは現在FACOM-M200およびCDC6600の計算機で使用可能である。この報告書はMULTI-KENOコードの使用手引書である。

報告書

臨界安全評価コードシステムJACSのベンチマーク計算

片倉 純一; 小室 雄一; 横田 匡彦*; 内藤 俶孝; 平林 文夫*; 浅野 則雄*; 大村 博志*; 北野 照明*; 城 克彦*; 谷本 亮二*; et al.

JAERI-M 9859, 78 Pages, 1982/01

JAERI-M-9859.pdf:1.83MB

臨界安全評価コードシステムJACSのうち、多群定数ライブラリーMGCLとモンテカルロ計算コードKENO-IVの組み合せによる臨界計算の精度評価を行なうために、ベンチマーク計算を昨年度に引き続き実施した。ベンチマーク計算の対象に選んだ体系は、主に低・中濃度ウラン燃料およびプルトニウム含有率の高い燃料を使用した10種類の実験体系である。臨界計算の結果は、硝酸水浴液を用いた体系と燃料棒を軽水中に配列した体系では大きく異なり、前者は3~4%も実験値より低目に算出されるのに対し、後者は、実験値の約1%以内に入り、ほぼ妥当な結果を与えた。低目に算出される硝酸水浴液系でも、モンテカルロ計算における中性子散乱の方向余弦を乱数を用いて決定するように改良することにより、2~3%以上計算値が上昇し、実験値の2%以内には入るように改善された。

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