不規則幾何形状を持つ溶液臨界系に対する多重相反境界要素解析手法の確立

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10558074
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 板垣 正文 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30281786)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 成田 正邦 秋田大学, 工学資源学部, 教授 (00001313) ; 榎戸 武揚 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10001992)
• Keywords: 再処理工程 / 地震動 / 溶液状核物質 / 臨界安全 / 不規則幾何形状 / 多重相反境界要素法 / 境界要素データ / プリプロセッサ

Research Abstract

本研究の目的は、地震動等に起因して遭遇する溶液状核物質の複雑幾何形状をモデル化し、多重相反境界要素法に基づく臨界安全解析システムを完成させることにある。一昨年は東海村の(株)JCOで溶液体系の臨界事故が発生し、溶液状核物質の臨界解析を狙いとした本研究の意義はますます重要性を帯びている。最終年度である本年度の実績は以下の通りである。
1)初年度に英国CM-BEASY社より導入した境界要素データ作成プリプロセッサBEASY-IMSの活用により、種々の不規則幾何形状データの作成と臨界解析結果の蓄積を進めた。
2)中性子吸収の大きな領域を別な領域が取り囲むような体系では、強吸収領域の中性子束分布は下に凸の特異な形状となり、この場合に対応する零次および高次のエネルギー2群基本解を昨年度に導いた。これに基づいて強吸収領域に対する多重相反法の新しい定式化を完成させ、それを組み込んだ計算プログラムによる数値解析の結果、その妥当性が検証された。これらに関わる一連の成果について、平成12年9月に英国ケンブリッジで開催された境界要素法国際会議BEM22で発表した。
3)昨年度、職業能力開発大学より提供を受けた大型動揺実験装置によるスロッシング実験データに基づいて境界要素解析を行い、パンケーキ型形状の核物質溶液はスロッシングにより大きな反応度増加をもたらすことを確認した。
4)多重相反境界要素プログラムのコーディングを再点検し、重複計算部分の合理化などにより、計算時間を従来よりも半減させた。臨界安全解析システムとしての完成をみた。
5)3年間にわたる研究の実績を集大成して成果報告書をとりまとめ、印刷を行った。