2001 年度実績報告書

ミクロ現象とマクロ現象の相関の解明とモデル化

研究課題

研究課題/領域番号	11680514
研究機関	東京工業大学
研究代表者	二ノ方壽東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (60251675)
研究分担者	松村壽晴核燃料サイクル開発機構, 大洗工学センター・基盤技術開発部, 主任研究員澤田哲生東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (20235469)
キーワード	モンテカルロ法 / 中性子輸送計算 / 核熱結合現象 / 乱流 / 直接シュミレーション / ミクロ現象 / マクロ挙動
研究概要	高速炉や軽水炉炉心内の局所中性子束分布と時間変化、冷却材や炉心溶融物質の局所瞬時的ミクロな挙動など実験では取得不可能なデータを計算により求めることが要求されることが多い。本年度は、これらのミクロな物理量を計算しマクロな物理挙動のモデル化手法を確立することを目的として、高速炉の炉心損傷時における燃料溶融移動反応度フィードバック解析、軽水炉核熱結合不安定事象解析、原子炉炉心熱流動解析を実施した。まず、金属燃料高速炉炉心通常運転時、次に溶融炉心コンパクションに対し、有限体系での中性子増倍率を拡散近似およびモンテカルロ法により求め、その核計算精度を定量評価し、マクロ挙動を記述する一点近似高速炉炉心動特性解析コードの反応度フィードバック係数モデルの改善を行った。さらに、中性子輸送に関するミクロ量を均質化してマクロ量で記述する近代ノード法コードの開発を終了し、集合体不連続因子モデルによるミクロ現象とマクロ現象の相関分析の精度を向上させるとともに、計算の精度および効率を検証するために、炉心核熱水力チャンネルマッピング法を用いて、実機よりも大幅に少ないチャンネル数で炉心を近似する小規模モデルで巨視的な中性子束領域振動の解析を実施し、実機データと比較してその妥当性を確認した。また、原子炉内熱伝達の微細な構造を支配する乱流現象を解析するためのステップとして、連続体近似に基づく3次元乱流擬似直接シミュレーションコードコードを開発し、管内や正方ダクト内の詳細な流速分布および乱流の非等方性に起因する第二種二次流れを考慮した伝熱壁面上の壁せん断応力分布から、マクロな物理量としての摩擦係数および熱伝達係数のモデル化を実施するとともに、構造の複雑さゆえに計測かつ計算不可能なミクロ現象が関係する二相流流量配分について、エントロピー生成最小原理に基づくモデルの提案を行い、その妥当性を確認した。

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] A.Hotta, M.Honma, H.Ninokata, Y.Matsui: "BWR Regional Instability Analysis by TRAC/BF1-ENTREE-I : Application to Density-wave Oscillation-, 135, 1-16 (2001)"Nuclear Technology. 135. 1-16 (2001)
[文献書誌] A.Hotta, M.Zhang, H. Ninokata: "BWR Regional Instability Analysis by TRAC/BF1-ENTREE-II:Application to Ringhals Unit 1 Stability Test-"Nuclear Technology. 135. 17-38 (2001)
[文献書誌] H.Shirai, H.Ninokata: "Prediction of the equilibrium two-phase flow distributions in inter-connected subchannel systems"Journal of Nuclear Science and Technology. 38(6). 379-387 (2001)
[文献書誌] T.Sawada, H.Endo, H.Ninokata: "A concept of recriticality-free fast reactor under core degradation accidents and the feasibility of associated practical measure"Proc. 9^<th> International Conference on Nuclear Engineering (ICONE9). on CD-ROM. (2001)
[文献書誌] 二ノ方寿, 青木尊之, 功刀資彰, 越塚誠一, 藤井貞夫, 村松寿晴: "原子炉熱流動の微視的シミュレーション(1)微視的シミュレーション研究の必要性と全体概要"日本原子力学会2001年春の年会予稿集. II(熱流動部会企画セッション). (2001)
[文献書誌] 三沢丈治, 前川勇, 二ノ方寿: "矩形ダクト内乱流解析に関する基礎的研究"日本原子力学会2001年秋の大会予稿集. II. J15 (2001)

2001 年度 実績報告書

ミクロ現象とマクロ現象の相関の解明とモデル化

研究代表者

二ノ方 壽 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (60251675)

研究成果

[文献書誌] A.Hotta, M.Honma, H.Ninokata, Y.Matsui: "BWR Regional Instability Analysis by TRAC/BF1-ENTREE-I : Application to Density-wave Oscillation-, 135, 1-16 (2001)"Nuclear Technology. 135. 1-16 (2001)

[文献書誌] A.Hotta, M.Zhang, H. Ninokata: "BWR Regional Instability Analysis by TRAC/BF1-ENTREE-II:Application to Ringhals Unit 1 Stability Test-"Nuclear Technology. 135. 17-38 (2001)

[文献書誌] H.Shirai, H.Ninokata: "Prediction of the equilibrium two-phase flow distributions in inter-connected subchannel systems"Journal of Nuclear Science and Technology. 38(6). 379-387 (2001)

[文献書誌] T.Sawada, H.Endo, H.Ninokata: "A concept of recriticality-free fast reactor under core degradation accidents and the feasibility of associated practical measure"Proc. 9^<th> International Conference on Nuclear Engineering (ICONE9). on CD-ROM. (2001)

[文献書誌] 三沢 丈治, 前川 勇, 二ノ方 寿: "矩形ダクト内乱流解析に関する基礎的研究"日本原子力学会2001年秋の大会予稿集. II. J15 (2001)

2001 年度実績報告書

二ノ方壽東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (60251675)

[文献書誌] 三沢丈治, 前川勇, 二ノ方寿: "矩形ダクト内乱流解析に関する基礎的研究"日本原子力学会2001年秋の大会予稿集. II. J15 (2001)