並列処理によるプルトニウム溶液超臨界時の放出エネルギーのシミュレーション

• Project/Area Number: 10780317
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nuclear engineering
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 小原 徹 東工大, 原子炉工学研究所, 助手 (40221858)
• Project Period (FY): 1998 – 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 1999: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 1998: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 臨界安全 / 溶液燃料 / 超臨界 / 過度解析 / シミュレーション / TRACY / 臨界事故 / 各燃料再処理

Research Abstract

プルトニウム溶液体系の超臨界時の過渡状態を正確にシュミュレートする場合には以下の3つの物理現象を正確にかつ高速に扱う必要がある。すなわち、
1. 中性子連鎖反応による核分裂連鎖反応の空間分布(核反応モデル)
2. 核分裂の発熱による溶液の膨張、対流、蒸発の発生(熱流動モデル)
3. 核分裂による放射化分解ガスのマイクロバブルの発生及び消滅(放射化ガスモデル)
である。本研究では、3台の計算機で上記の物理現象を別々に並行してシュミレーションを行いながら互いにフィードバックをかけることで、全体の事象のシミュレーションを正確かつ高速に行う方法の確立を目指している。
本年度は、3台の計算機による並列処理システムの検討及び核反応モデルのシミュレーションのための物理モデルのコード化(計算プログラム化)を行った。並列処理システムの検討では、本シミュレーションを行うのに適した計算機の検討及び数値解析能力のテストを行った。また、核反応モデルのコード化では、2次元の空間依存過渡解析コードを独自に開発した。本コードは、中性子束の空間分布計算に中性子拡散理論を用い、動特性計算には改良準静的近似解法を用いている。なお、シミュレーションに必要な各種パラメーターの計算には既存のコードであるSRAC95及びJENDL-3.2核データライブラリーを用いている。更に、日本原子力研究所の燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)と情報の交換をおこない、NUCEFの過渡臨界実験装置(TRACY)行われている溶液燃料の過渡臨界実験の結果と今回開発したコードによる解析結果の比較検討を行った。以上の本年度の研究の結果、並列処理による本シミュレーションの方法の確立について一定の見通しを得ることができた。