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

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K07011
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山本 俊弘 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (70355048)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 中性子 / 炉雑音 / 原子炉 / 異常診断 / 輸送理論 / モンテカルロ / 周波数領域

研究成果の概要

欧州委員会のCORTEX計画の一環として発電用原子炉の内の異常振動等によって発生する中性子雑音を周波数領域で高精度で解析するモンテカルロ計算手法を開発した。本計算手法を臨界集合体で行われた燃料振動実験及び吸収体振動実験に適用した。前者では十分な精度の計算結果が得られなかったが後者では実験結果と比較して妥当な結果が得られた。本計算手法を同じく臨界実験装置での中性子雑音を用いた水中ボイド速度測定実験に適用し本測定手法の特性を明らかにした。原子炉内における中性子雑音の一点炉近似からの乖離の原因を明らかにした。中性子雑音解析で使用する群定数等の各定数が中性子雑音に与える感度解析手法を開発した。

自由記述の分野

原子力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

モンテカルロ法の粒子輸送計算では、定常状態或いは時間依存の解析が従来から行われてきたが、原子力分野において複素数のウェイトを用いた周波数領域の解析は、研究代表者が世界に先駆けて開発したものである。この手法の炉心異常診断等への適用可能性を示したことで、モンテカルロ法の適用分野を大きく切り拓いたといえる。成果はCORTEX計画において高精度参照解として採用され計画の推進に貢献した。