| 研究課題/領域番号 |
21K04940
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
山本 章夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50362265)
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| 研究分担者 |
遠藤 知弘 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50377876)
丸山 修平 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門 大洗研究所 高速炉サイクル研究開発センター, 研究職 (70742170)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 炉心解析 / 断面積調整 / 連続エネルギーモンテカルロ / 代理モデル / M推定 / 特異値分解 / ベイジアンモンテカルロ法 / Unscented Transformation / 革新型原子炉 / 有効部分空間法 / 連続エネルギーモンテカルロ法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究においては、①情報科学の分野で活用されている有効部分空間法(Active subspace, AS法)と計算モデル上の近似が非常に少ない連続エネルギーモンテカルロ法を組み合わせて断面積調整を行う、②ベイズ推定とモンテカルロ法を組み合わせたBayesian Monte-Carlo (BMC)法を用いることで、実験データの外れ値・ノイズなどに対する耐性が高い(ロバストな)断面積調整を実現し、①計算モデル誤差の影響を受けない、②実験データの質に依存しにくい、③誤差として正規分布の仮定を必要としない、などの特徴を有する断面積調整法を確立する。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、計算モデル誤差の影響を受けない、実験データの質に依存しにくい、誤差として正規分布の仮定を必要としない、などの特徴を有する断面積調整法を確立することである。2021年度において研究が前倒しで進んでいることから、2022年度は以下の取組を行った。
①ノイズや外れ値を考慮した断面積調整の検討：2021年度までの成果を元に、2022年度はノイズや外れ値を工学的に除外することなく断面積調整を実施出来る枠組みを検討した。機械学習で用いられているM推定を断面積調整理論に取り入れることで、ノイズや外れ値の影響を抑えつつ断面積調整が可能となることを確認した。M推定は、実測値と計算値の差異を元に、断面積調整に用いるデータの重みを決める手法であり、実測値と計算値が大きく離れている外れ値の影響を小さく出来る特徴がある。また、核特性間に相関がある場合、これを適切に考慮するために核特性を座標変換する手法と組み合わせた。M推定をGeneralized Linear Least Square(GLLS)法と組み合わせたが、今回の計算条件では、ベイジアンモンテカルロ法(BMC)と組み合わせても同等の性能が出ることを確認している。
②実機体系への適用：M推定を用いた断面積調整法を臨界集合体の解析に適用し、従来の断面積調整法と比較した。その結果、提案手法は、ノイズや外れ値に対する耐性が高いことを確認した。また、ノイズや外れ値がない場合は、従来の断面積調整法と同等の性能を有することを確認した。
③連続エネルギーモンテカルロ法での解析により断面積調整がなされた断面積ファイルを、高速炉実機体系の解析で使用されている断面積ライブラリの形式へ変換を行うツールを整備した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
2022年度に予定していた計画は全て実施した。また、2023年度に予定していた計画の一部(外れ値に耐性を有する断面積調整法の検討)を前倒しで2022年度に実施することが出来た。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究で当初予定していた①連続エネルギーモンテカルロ法に対するAS法の適用性確認、②AS+BMC法を用いた断面積調整の検討、③外れ値に耐性を有する断面積調整法の検討、についてはいずれも2022年度に概ね目処をつけることが出来た。2023年度は、2021年度及び2022年度の成果を活かし、本研究で開発した断面積調整法の妥当性確認を様々な体系に対して実施することなどに取り組む予定である。
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