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本研究の目的はWEB利用による教育用原子炉実験シミュレータの開発とし、研究期間を平成16年度より2年間とする。本原子炉実験シミュレータは、具体的モデルを京都大学原子炉実験所臨界集合体施設(KUCA)の軽水減速架台に置き、原子炉実験シミュレータによる擬似的な原子炉実験を通して原子炉物理の理解を深めることを目的とする。
研究開始1年目にあたる平成16年度内で実施した研究内容は以下の通り。
1)主要設備の準備状況
原子炉シミュレータ開発のための数値解析を行うPCクラスター(HIT社製、4CPU構成)を設備備品費より購入し、原子炉解析計算コードの導入・数値解析プログラム群の開発により、数値解析環境を整備した。
2)原子炉実験ミュレータの開発
原子炉実験シミュレータはシミュレータの操作する担当するGUI(Graphical User Interface)部と炉心特性評価部に分けることができる。以下にそれぞれについて開発状況を示す。
〓JAVA言語によるシミュレータの開発:開発したシミュレータをWEB上で公開するため、利用者のPC環境に依存しないJAVA言語でプログラムを作成した。原子炉実験はPC画面上に表示されたKUCA制御卓を模擬した操作レバー、操作ボタンのGUIを介した操作によって行う。同画面上のメニュー欄から、燃料板ピッチ、燃料フレーム列数、中性子検出器位置などを選択できる。また、下記の炉心特性評価部との連携が円滑に行えるような工夫を行った。
〓炉心特性評価部:今年度の開発では、利用者のPC環境が様々であることから、PC環境に大きな負担が掛からないような工夫をした。このため、想定しうる実験体系の中性子増倍特性をあらかじめ評価しておき、これらをデータベース化しておくことで、実験シミュレーションに必要な情報を必要に応じてデーターベースから読み込むことにした。炉心特性評価部では、上記主要設備であるPCクラスターにより、標準原子炉解析コード(SRAC、日本原子力研究所開発)により中性子多群拡散方程式の群定数を作成し、3次元固有値問題および3次元固定源問題の数値解析から中性子増倍特性を評価している。
3)今後の課題:上記の開発により原子炉実験ミュレータとしての基本機能を構成することができた。今後は、KUCAで実施される実験をより忠実に臨場感をもって模擬できるような改善をした後に、WEB公開を行う。
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