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報告書

3次元六角体系用中性子輸送計算コードの整備,2; MINISTRIコードの改良及び機能拡張

杉野 和輝; 滝野 一夫

JAEA-Data/Code 2019-011, 110 Pages, 2020/01

JAEA-Data-Code-2019-011.pdf:3.37MB

実機高速炉炉心やロシアのBFS臨界実験体系の中性子輸送計算を高精度で行うことが可能な決定論的手法に基づく3次元六角体系用三角メッシュ離散座標法(SN法)輸送計算コードMINISTRIコード(Ver.7.0)を整備した。具体的には、これまで整備したMINISTRIコード(Ver.1.1)の非収束性の問題を詳細に分析し、適切な改良を行うことにより、大型炉心体系への適用における収束性を飛躍的に向上させることができた。改良後のMINISTRIを種々の高速炉炉心を対象にして検証を行った結果、同じ断面積を用いた多群モンテカルロ法計算結果に対して、実効増倍率で0.1%以内、出力分布で0.7%以内の一致が見られ、十分な精度を有することを確認した。また、計算時間に関しては、初期拡散計算機能の導入と並列処理化により、従来と比較して約10分の1への計算時間の短縮を図ることができた。更に、セル非等方ストリーミング効果取り扱い機能の導入、摂動計算ツールの整備、六角格子内三角メッシュ毎断面積指定機能の追加、六角メッシュ計算コードMINIHEX統合を行い、汎用性を高めた。

論文

Impact of perturbed fission source on the effective multiplication factor in Monte Carlo perturbation calculations

長家 康展; 森 貴正

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(5), p.428 - 441, 2005/05

 被引用回数:45 パーセンタイル:5.37(Nuclear Science & Technology)

相関サンプリング法と微分演算子サンプリング法を用いたモンテカルロ摂動計算に対して核分裂源分布の変化による実効増倍率の変化を評価する新しい手法を提案した。検証のために本手法をMVPコードに組み込んだ。高速体系と熱体系に対して簡単なベンチマーク問題を設定し、これらの問題を用いて本手法の有効性を検証した。結果として、本手法は核分裂源分布の変化による実効増倍率の変化を評価するのに非常に有効であることが確認できた。また、核分裂源分摂動の効果が非常に大きい場合があり、その効果を考慮しなければ反応度変化を正確に評価することができない場合があることも示された。そのような場合においても、新しい手法を用いて核分裂源分摂動の効果を評価することができ、反応度変化の評価は著しく改善される。

報告書

FCA XVII-1炉心におけるB$$_{4}$$C及びPu反応度価値の軸方向空間分布の解析

長家 康展; 大野 秋男; 大杉 俊隆

JAERI-Research 95-003, 40 Pages, 1995/01

JAERI-Research-95-003.pdf:1.37MB

高速炉における物質反応度価値の予測精度向上を目的として、高速炉臨界実験装置(FCA)を用いてB$$_{4}$$C及びPu反応度価値の軸方向空間分布を測定し、その解析を行った。測定に用いられた炉心はXVII-1炉心で、典型的な酸化物燃料炉心である。実験ではこの炉心の中心軸方向にサンプルを挿入して余剰反応度を測定し、サンプルを挿入していないときの余剰反応度との差から反応度価値を求めた。解析はいくつかの計算モデルを用いて行い、その結果を比較した。更にDUO$$_{2}$$燃料板のコーティング剤に含まれている水素の影響、炉心間ギャップの影響、輸送効果、メッシュ効果を調べ、実験値と比較した。B$$_{4}$$C及びPuの場合とも、炉心領域ではよい精度で計算値は実験値と一致するが、ブランケット領域では測定方法及び計算精度改善について検討する必要があることが明らかになった。

論文

Measurement of anisotropy of diffusion coefficient in plate cell

白方 敬章; 飯島 勉

Journal of Nuclear Science and Technology, 14(6), p.462 - 464, 1977/06

 被引用回数:3

高速臨界集合体は一般に板状の燃料および模擬物質で構成されており、そのような体系内の中性子拡散は厳密には等方でない。拡散係数の異方性はその体系の臨界性、Naボイド効果等各種の炉物理量に影響する。体系内のある領域のプレート・セルの方向を90度変換することに伴なう反応度変化は、摂動論によるとある種の感度係数を媒介にして拡散係数の異方性と単純に関係付けられることが明らかになった。感度係数は通常の等方摂動計算により求められる。FCA VП-1集合体においてある領域のプレート・セルの方向を90度変換した場合の反応度変化を測定し、その値からセルの非等方性を導き出した。一方、無限平板モデルによるセル計算によりプレート・セルの非等方性を計算し、実験値と比較したところ、内側炉心および外側炉心の双方でよい一致を得た。その結果結論として、プレート・セルの拡散の非等方性が臨界集合体の積分実験の手法により精度よく求められることが明らかになった。

論文

Higher order perturbation method in reactor calculations

三谷 浩

Nuclear Science and Engineering, 51(2), p.180 - 188, 1973/02

 被引用回数:23

反応度の変化を任意の高次項まで計算出来る摂動公式を簡潔な形で与えてある。通常、摂動の高次項を計算するには、固有函数展開の方法が種々の分野で広く用いられている。この方法を直接原子炉の計算に応用する時、種々の困難がある。特に非摂動系での固有函数を求めることが、裸の体系以外は非常に困難である。固有函数展開の方法を用いなくても、非摂動系でのadjoint functionを重み函数に選ぶと、高次摂動中性子束と反応度を逐次求めることが可能であることを示す。又この摂動中性子束を中性子の世代別の逐次代入法で解く。得られた公式は非常に簡潔であり、高次摂動項は当然ながら加えた摂動とその周囲の媒質との相互作用を含んでいる。しかし公式に含まれている積分は摂動領域のみにかぎられている。数値計算の結果、1時摂動法は常に反応度を低く見積っていることが明きらかになった。この方法は非常に一般的なので、今後原子炉の計算で広く応用されることが期待される。

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