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金子 邦男*
JNC TJ9400 2003-003, 150 Pages, 2003/03
JNC-TJ9400-2003-003.pdf:5.69MB
昨年度決定した詳細群ライブラリ仕様に基く900群ライブラリをJENDL-3.2評価済核データに評価されている高速炉ベンチマークで使用される27核種について作成するとともに、900群ライブラリを効率的に使用できるように新SLAROMコードを改良した。同時に、炉心計算のために新SLAROMコードで計算された実効断面積を使用する集合体計算機能と計算実効断面積を任意の群数に縮約する機能を新SLAROMコードに加える改良作業を実施した。 その後、作成900群ライブラリと改良SLAROMコードを用いて、中性子スペクトルの異なる3種類の高速炉および中速炉のセル計算を実施し、改良SLAROMコードの計算結果と連続エネルギーモンテカルロコードMVPによる計算結果を比較した。その結果、作成900群ライブラリを使用する改良SLAROMコードはMVPと同等の核特性計算精度を持つ事が確認された。
金子 邦男*
JNC TJ9400 2002-002, 80 Pages, 2002/03
JNC-TJ9400-2002-002.pdf:1.97MB
本年度は、重核の非分離共鳴の評価エネルギー範囲の検討から、微細群共鳴断面積の上限エネルギーを50KeVに上げ、それに伴う炉定数作成システムの改良を実施した。同時にこれまでの研究成果を反映させ、汎用炉定数作成システムに遅発中性子データ処理機能を付加し、汎用炉定数作成システムを完成させた。また、次世代炉定数のエネルギー構造やデータ構造およびデータ内容を定め、 151群次世代炉定数の仕様を決定した。そして、この 151群次世代炉定数の仕様に基づき、次世代炉定数の具体的なライブラリーフォーマットを定めた。一方、高速炉核計算で当該次世代炉定数ライブラリーを使用できるように、高速炉用格子計算コードの改良を実施した。以上の作業を実施した後、本研究で完成させた汎用炉定数作成システムにより、 JENDL-3.2評価済核データを使用し、92核種の 151群次世代炉定数と29核種の微細群共鳴断面積ライブラリー作成した。そして、作成 151群次世代炉定数と微細群共鳴断面積ライブラリーを使用して、改良高速炉用格子計算コードにより高速炉のベンチマークテスト計算を実施し、その計算結果を連続エネルギーモンテカルロコードの計算結果と比較することにより、 151群次世代炉定数が十分な核特性計算精度を持つ事を確認した。
金子 邦男*
JNC TJ9400 2002-001, 96 Pages, 2002/03
本年度は、現在考えられている様々な概念の高速炉炉心に広く適用できる詳細核特性解析システムを開発することを目的として、その基礎となる詳細群ライブラリーの検討とその仕様決定を実施した。即ち、世界で最も進歩している欧州の炉物理解析システムERANOS(European reactor Analysis optimuzed System)と「次世代炉定数の整備」研究で整備された炉定数作成システムの改修作業を実施した。その後、改修炉定数作成システムの機能検証として、 450群のプロトタイプ炉定数ライブラリーを作成した。そして、作成プロトタイプ炉定数ライブラリーを使用して小型高速炉の解析等のベンチマークテストを実施し、プロトタイプ炉定数ライブラリーが十分な核特性計算精度を持つ事を確認した。更には、詳細 900群炉定数ライブラリー作成で必要となる計算機メモリー、ライブラリーのディスク容量、計算時間等のコンピュータ資源を推定した。また、詳細解析システムで使用されるセル計算コードの開発課題の摘出を行った。
金子 邦男*
JNC TJ9400 2001-007, 138 Pages, 2001/03
JNC-TJ9400-2001-007.pdf:4.08MB
本年度は、昨年度実施した「次世代炉定数の整備」研究で整備したPRENJOY
NJOY97POSTNJOYPDSMAKEコードからなる基本的な汎用炉定数作成システムにJFS3ライブラリー作成で使用されている重核の共鳴処理コードTIMS-1の導入・整備を行い、汎用炉定数作成システムを完成させた。そして、このTIMS-1コードの導入により、当該汎用炉定数作成システムで、新SLAROMコードのPEACOモジュールが使用する詳細群共鳴断面積ライブラリーMCROSS作成に必要な非分離共鳴エネルギー領域のポイント断面積作成が可能となった。また、TIMS-1の導入・整備ではUNIXマシーンへのコード移植を行うと共に入力データの簡素化や核データ処理機能の高度化を行い、比較的簡単な入力で重核の共鳴処理が可能となるようにTIMS-1コードの改良を実施した。更には、次世代炉定数の基本性能を十分に発揮させ、核特性解析精度を向上させると共に核特性解析以外のより広い分野でも次世代炉定数が利用されるように、当該炉定数の詳細仕様の検討を実施した。即ち、昨年度の研究でのZPPR-13A炉心の反応率分布解析で得られた知見により、将来の汎用炉定数ライブラリーの群数とエネルギー構造を定める検討を実施し、汎用炉定数ライブラリーの具体的なエネルギー群構造を提案した。そして、炉心特性解析分野だけでなく、炉心安全解析、核設計等の幅広い分野にわたる応用を想定して、次世代炉定数のデータ構成およびデータ内容を具体的に検討した。
金子 邦男*
JNC TJ9400 2000-005, 182 Pages, 2000/03
JNC-TJ9400-2000-005.pdf:4.74MB
本年度は汎用超微細群スペクトル計算モジュールPEACOを高速炉セル計算コードSLAROMに組み込んだ。この改良SLAROMコードを使用する決定論手法と確率論的手法である連続エネルギーモンテカルロコードMVPにより、2次元RZ均質モデルを用いて径方向非均質炉心であるZPPR-13Aの反応率分布計算を実施した。両者の計算結果を比較検討する事によりPEACOモジュールが高精度の共鳴実効断面積機能を有すること、決定論手法とMVPコードの反応率分布計算結果を1%以内で一致させるには、鉄等の構造材核種と酸素の断面積変化を反映する高エネルギー領域を細かくした群構造を持つライブラリーを使用する必要がある事が明らかになった。また、次世代炉定数作成のため、NJOY97.V107コードを導入し、NJOY97.V107コードの前処理コードと後処理コードを作成して汎用炉定数作成システムを構築した。そして、この汎用炉定数作成システムを使用し、JENDL-3.2評価済核データを用い、70群の新JFS3ライブラリーを作成した。更に、この汎用炉定数作成システムの検証を行うため、新JFS3ライブラリーを使用し2次元RZ均質モデルによるZPPR-9炉心の核特性解析とZPPR-9炉心の非均質セル計算を決定論手法で実施した。同時に、MVPコードによる解析も実施した。両者の計算結果の比較から、PEACOモジュールによる共鳴断面積を用いる決定論手法は、ZPPR-9炉心の反応率分布およびNaボイド反応度計算精度を向上させることが明らかになった。そして、本研究で作成した新JFS3ライブラリーは、従来使用されてきたJFS3-J3.2ライブラリーと同程度の核特性計算性能を持つことが確認された。
金子 邦男*
JNC TJ9400 99-005, 200 Pages, 1999/03
本年度は確率論的手法である連続モンテカルロコードMVPと決定論的手法により、2次元RZ均質モデルをもちいて径方向非均質炉心であるZPPR-13Aの反応率分布計算を実施した。両者の計算結果を比較検討する事により、決定的論による反応率分布計算における共鳴実効断面積計算手法の問題点とエネルギー群数効果および散乱断面積の非等方成分の影響を明らかにした。さらには、共鳴実効断面積計算手法として欧州等で広く使用されているマルチバンド法の導入準備として、マルチバンドパラメータ作成コードGROUPIEを整備し、その機能確認を行った。また、共鳴実効断面積計算の高度化のため、昨年度改良を実施した熱中性子炉標準コードシステムSRAC95の超詳細群スペクトル計算モジュールPEACOは、衝突確率を内挿するため共鳴物質数は2種類以内という制限があった。そこで、本年度は、衝突確率計算を群毎に直接計算する事により、用意されている全幾何学形状で40.868keV以下の高精度の共鳴実効断面積を計算できるようした。そして、PEACOルーチンの汎用化をさらに進めるため、ナトリウムと鉄などの構造材核種の超詳細群共鳴断面積ライブラリーを作成した。このライブラリー整備により、ナトリウムや構造材核種の実効共鳴断面積を高精度に計算する事が可能となると共に、ナトリウムおよび構造材核種と重核の共鳴干渉効果を正確に取り扱えるようになった。
金子 邦男*
PNC TJ9660 98-001, 210 Pages, 1998/03
従来の決定論手法とは全く異なる統計的原理に基づく連続エネルギーモンテカルロ手法を用いてZPPR-10A炉心解析を実施し、JUPITER解析の高度化を図った。この高度化より、従来使用されてきた決定論手法との比較検討を行い、両者の結果の差違を確認した。さらには、近年の高速炉開発は、ウラン、プルトニウム燃料のみから構成される従来型高速増殖炉の概念にとどまらず、その消滅あるいは燃料としてマイナーアクチニド(MA)を添加した燃料を使用する炉心、効率的なMA消滅を行うため水素を添加した燃料を採用する炉心等、その炉心スペクトルも多様化している。そこで、従来の高速炉用炉定数セットを発展させ、多様な炉心解析に使用できる汎用炉定数セットを作成する為、最新の炉定数処理コードの導入・整備を実施した。導入コードはPENDF作成コード群(Red Cullen Codes)と世界で最も炉定数作成システムコードとして優れているNJOYコードの最新バージョンである。これら導入コードを用いて、Pu-238-B6とMN-55-B6のJFS3-70群炉定数作成を行い、導入コードの機能確認を行った。また、昨年度導入整備した熱中性子炉標準コードシステムSRAC95を高速炉解析に利用する為、超詳細ライブラリーMCROSSの上限エネルギーを高速炉解析で必要となる40keVまで拡張し、SRACコードのPEACOルーチン改良を実施した。そして、改良SRACコードによりZPPR-9炉心のドップラー実験解析を実施し、改良SRACコードの高速炉解析機能を検証した。
金子 邦男*
PNC TJ9660 97-001, 166 Pages, 1997/03
従来の決定論手法とは全く異なる統計的原理に基づく連続エネルギーモンテカルロ手法を用いてZPPR-13A炉心解析を実施し、JUPITER解析の高度化を計った。この高度化より、従来使用されてきた決定論手法と連続エネルギーモンテカルロ手法の解析結果の比較を実施し、その差違を明らかにした。また、この比較により、連続エネルギーモンテカルロ手法によるJUPITER解析の今後の課題が示された。さらには、近年の高速炉の多様な利用に関する研究の進展に対応して、通常の高速炉スペクトルの範疇を超える体系での炉心解析手法の道具として、最近公開された熱中性子炉の標準コードシステムSRACの最新版を導入整備した。そして、導入したSRACコードを使用して、ZPPR-9炉心のドップラーサンプル実験解析と軽水炉によるMA消滅解析を実施した。ZPPR-9炉心のドップラーサンプル実験解析では、従来システムでは考慮できない断面積の微細構造に由来する効果を検討する事ができ、共鳴相互干渉効果を取り入れた解析手法の整備が完了した。このドップラーサンプル実験解析結果から、超微細群の上限エネルギーを最近の評価済核データファイルでの238U非分離共鳴上限エネルギーである150keVまで拡張し、高速炉解析に摘要できるようにSRACコードを改良する必要がある事が示された。また、軽水炉によるMA消滅解析では、高速炉と軽水炉のMA消滅性能比較を実施し、中性子スペクトルの違いによるMA消滅特性の差違を確認した。一方、本解析で作成したMVP及びSRACコードの入力データを計算機上にファイルとして整理し、データベース化を行った。