原子力発電プラント構造物の放射化計算のための革新的超高速計算フレームワーク

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原子力発電プラントの中性子輸送計算のためのベンチマーク問題として、体系を構成する構造物を均質に扱った1次元球体系問題を作成するとともに、その参照解を連続エネルギーモンテカルロコードにより得た。整備したベンチマーク問題を対象として、決定論手法に基づく中性子輸送計算の精度検証を行った。通常の多群ライブラリを用いて媒質の実効断面積を計算する方法に加えて、多群ライブラリ・フリーの計算スキーム（ACE-FRENDY-CBZシーケンス）をFRENDYコード及びCBZコードを用いて構築した。その結果、ACE-FRENDY-CBZシーケンスにより媒質の実効断面積を計算することで、同一媒質に含まれる核種間の共鳴干渉効果を精度良く考慮することが出来、中性子束の空間・エネルギー分布を、従来の多群ライブラリに基づく方法と比較して、より高精度に計算できることを明らかにした。また、2,000エネルギー群程度の詳細な群構造を採用することにより、全ての空間領域・エネルギー領域について、5%以内で中性子束の参照解を再現可能であることを示した。また、空間・角度に関する離散化について検討を行い、適切な条件を見出した。研究計画の時点では、連続エネルギー相当のエネルギー解像度に基づく計算が必要と考えていたが、以上の検討により、体系を構成する構造物を均質に扱ったモデルに対しては、連続エネルギー相当の計算手法は不要であり、2,000エネルギー群程度で実用上十分な精度が得られることを明らかにした。