2017 Fiscal Year Research-status Report
炉心異常診断のための中性子輸送理論による高精度炉雑音解析に関する研究
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17K07011
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山本 俊弘 京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (70355048)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 原子炉 / 炉雑音 / 中性子 / 輸送理論 / モンテカルロ法 / 周波数領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炉心内の燃料集合体の振動現象等に起因する周波数領域の中性子雑音を中性子輸送理論に基づき解析する手法としてモンテカルロ法を用いた手法の開発を行った。本年度は、同手法の汎用性をより高めるために、従来法とは異なり、領域分割を必要としない手法の開発に取り組んだ。限定的な条件ながら、領域分割を行わずに計算可能な手法を見出すことができ、これにより適用可能となる周波数領域を拡張させる見通しが得られた。ただし、より周波数領域を拡張させるためにはさらなる検討が必要となる。
さらに、周波数領域の炉雑音解析手法を、汎用連続エネルギーモンテカルロコードMCNPへ組み込みを行ったところ、いわゆるプラトー領域の周波数範囲内（0.01～30Hz）で解析を行うことに成功した。これを用いて、実機沸騰水型発電炉の模擬炉心内での炉雑音伝播特性の解析を行った。この解析により、炉雑音の周波数特性の位置依存性が顕著に見られ、特に雑音が発生する位置近傍では汎用的に使われている一点炉近似から大きくずれることが分かった。この原因として、炉雑音に含まれる高次モードの影響によるものであることを明らかにした。本事業は、欧州委員会EURATOMの炉雑音に関する研究計画CORTEX計画の一部として実施している。同計画の年次会合に参加し、関係者と計画の進め方について協議を行った。同計画の参加機関のひとつであるフランス原子力・代替庁CEAのモンテカルロ計算コード開発チームと連携し情報交換を行い、同チームからの開発手法に関する情報を入手し本計画の遂行に反映させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
汎用連続エネルギーモンテカルロコードMCNPへの組み込みと実機での炉雑音解析は、当初計画では平成30年度以降を予定していたが、限定的ながら平成29年度中に達成することができた。この成果を、査読付論文として発表することができた。
また、新たに、炉雑音の周波数特性の位置依存性が見られるという現象を見出し、高次モードの影響であることを解明した。当初計画していなかった研究開発課題を新たに発掘することができた。
領域分割を必要としないモンテカルロ法のアルゴリズムについては、適用できる周波数にまだ制限があり、当初の予定どおりには進捗しておらず、引き続き問題解決に取り組む必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、開発手法の汎用性をより高めるべく、領域分割を要しないモンテカルロアルゴリズムの開発を行う。そして、この手法の汎用連続エネルギーモンテカルロコードMCNPへの組み込みを試みる。
開発したコードを用いて、CORTEX計画で提供される欧州の研究用原子炉での炉雑音実験の解析を行い、開発した手法の検証を行う。
次に、同じく同計画で提供される実機加圧水型発電炉の炉雑音解析に適用する。
29年度に見出した、周波数特性の位置依存性に高次モードが影響していることを解明するための研究を行う。
燃料集合体の振動などの雑音源を周波数領域での中性子雑音輸送方程式で記述する数理モデルを作成する。さらにそれを汎用連続エネルギーモンテカルロコードに導入するためのコード開発を行う。
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| Causes of Carryover |
旅費が予算額未満で収まったため。
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