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ブートストラップ法を用いた輸送計算コードにおける系統誤差評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14917
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 原子力学
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

橋本 慎太郎  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (60465995)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード粒子輸送計算 / ブートストラップ法 / 系統的不確かさ(系統誤差) / モンテカルロ法 / 核反応モデル / シミュレーション工学 / 放射線
研究成果の概要

放射線の遮蔽設計等で利用されるモンテカルロ粒子輸送計算コードの系統的不確かさを評価する方法を整備し、ブートストラップ法を利用した推定方法の有効性について検証を行った。分散分析(ANalysis Of Variance; ANOVA)の導入により、系統的および統計的不確かさの両方を評価する方法を提案した。コード内で使用される核反応断面積モデルを開発し、輸送計算結果におけるモデルの不定性の影響が評価できるようになった。ブートストラップ法を用いることにより、系統的不確かさが正規分布と非正規分布を取る場合の両方で、結果の信頼性を判断する手法について検討を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題により、放射線挙動解析コードによる計算結果の信頼性を真の意味で定量的に与えることができるようになった。加速器を初めとする放射線を扱う施設の遮へい設計や運用条件を議論するための有力なツールとして大きく利便性を向上させることになり、過剰な安全裕度の設定や別途信頼性の検証実験等を行う必要がなくなることから、非常に大きなコストカットが可能となる。本成果を原子力機構が開発している粒子輸送計算コードPHITS に組み込むことで、希望者が自由に利用できる計算コードとして公開され、直接的に社会や国民に資することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Estimation method of systematic uncertainties in Monte Carlo particle transport simulation based on analysis of variance2019

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Shintaro、Sato Tatsuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 56 号: 4 ページ: 345-354

    • DOI

      10.1080/00223131.2019.1585989

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Total cross section model with uncertainty evaluated by KALMAN2019

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Hashimoto, Tatsuhiko Sato
    • 学会等名
      2019 International Conference on Nuclear Data for Science and Technology (ND2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブートストラップ法を利用した PHITS における系統的不確かさの評価2019

    • 著者名/発表者名
      橋本慎太郎、佐藤達彦
    • 学会等名
      日本原子力学会 2019 年秋の大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] New analytical method to estimate systematic uncertainty in PHITS2018

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Hashimoto, Tatsuhiko Sato
    • 学会等名
      14th Specialists’ workshop on Shielding aspects of Accelerators, Targets, and Irradiation Facilities (SATIF-14)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PHITSにおける系統的不確かさ評価機能の開発2018

    • 著者名/発表者名
      橋本慎太郎
    • 学会等名
      放射線遮蔽設計法及び廃止措置における放射線安全に係るワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分散分析を用いたPHITSにおける系統誤差の評価法2018

    • 著者名/発表者名
      橋本慎太郎、佐藤達彦
    • 学会等名
      日本原子力学会2018年春の年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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