(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉心に装荷されたすべての燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する中性子束分布算出工程と、
前記中性子束分布算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶する中性子束分布記憶工程と、
前記中性子束分布記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子束分布と、前記中性子束分布記憶工程で記憶した前記変位後の中性子束分布とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子束分布算出工程と
を含むことを特徴とする中性子束分布の算出方法。
【請求項２】
前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位条件に対応する、ある前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、前記燃料集合体のみが前記変位条件に対応して変位した際の前記変位後の中性子束分布を重ね合わせて算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の中性子束分布の算出方法。
【請求項３】
前記中性子束分布算出工程は、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体を軸線方向に複数に分割して、前記燃料集合体の分割された各部分ごとに、当該燃料集合体の分割された各部分のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出し、
前記中性子束分布記憶工程は、前記燃料集合体の分割された各部分ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶し、
前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位条件に対応する、前記変位条件に対応する、ある前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体の分割された各部分ごとに、前記燃料集合体の分割された各部分のみが前記変位条件に対応して変位した際の前記変位後の中性子束分布を重ね合わせて算出する、ことを特徴とする請求項２に記載の中性子束分布の算出方法。
【請求項４】
前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を内挿法で算出する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の中性子束分布の算出方法。
【請求項５】
前記中性子束分布算出工程は、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが燃料集合体間ギャップが基準状態からゼロに変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の中性子束分布の算出方法。
【請求項６】
前記中性子束分布算出工程は、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが燃料集合体間ギャップが基準状態から２倍に変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の中性子束分布の算出方法。
【請求項７】
前記燃料集合体は、多角柱状に形成され、
前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位前の中性子束分布と、すべての前記燃料集合体の面ごとの前記変位後の中性子束分布の総和とを加算して、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を算出する、ことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の中性子束分布の算出方法。
【請求項８】
前記燃料集合体は、多角柱状に形成され、
前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位前の中性子束分布と、すべての前記燃料集合体の面ごとの前記変位後の中性子束分布の総積とを乗算して、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を算出する、ことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の中性子束分布の算出方法。
【請求項９】
前記燃料集合体は、多角柱状に形成され、
前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位前の中性子束分布とすべての前記燃料集合体の面ごとの前記変位後の中性子束分布の総和との和と、前記変位前の中性子束分布とすべての前記燃料集合体の面ごとの前記変位後の中性子束分布の総積との積とを加算して、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を算出する、ことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の中性子束分布の算出方法。
【請求項１０】
炉心に装荷されたすべての燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する中性子束分布算出工程と、
前記中性子束分布算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶する中性子束分布記憶工程と、
前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子もれ量を炉心解析で算出する中性子もれ量算出工程と、
前記中性子もれ量算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子もれ量を記憶する中性子もれ量記憶工程と、
前記中性子束分布記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子束分布と、前記中性子束分布記憶工程で記憶した前記変位後の中性子束分布とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子束分布算出工程と、
前記中性子もれ量記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子もれ量と、前記中性子もれ量記憶工程で記憶した前記変位後の中性子もれ量とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子もれ量を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子もれ量算出工程と、
前記予測中性子束分布算出工程と前記予測中性子もれ量算出工程とを実行した後に、算出した前記予測中性子束分布と、算出した前記予測中性子もれ量とに基づいて、前記炉心の変位による投入反応度を算出する反応度算出工程と
を含むことを特徴とする炉心の反応度評価方法。
【請求項１１】
炉心に装荷されたすべての燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する中性子束分布算出工程と、
前記中性子束分布算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶する中性子束分布記憶工程と、
前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子もれ量を炉心解析で算出する中性子もれ量算出工程と、
前記中性子もれ量算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子もれ量を記憶する中性子もれ量記憶工程と、
前記中性子束分布記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子束分布と、前記中性子束分布記憶工程で記憶した前記変位後の中性子束分布とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子束分布算出工程と、
前記中性子もれ量記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子もれ量と、前記中性子もれ量記憶工程で記憶した前記変位後の中性子もれ量とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子もれ量を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子もれ量算出工程と、
前記予測中性子束分布算出工程と前記予測中性子もれ量算出工程とを実行した後に、算出した前記予測中性子束分布と、算出した前記予測中性子もれ量とに基づいて、前記炉心の変位による投入反応度を算出する反応度算出工程と
をコンピューターに実行させることを特徴とする炉心の反応度評価プログラム。
【請求項１２】
炉心に装荷されたすべての燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する中性子束分布算出部と、
前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶する中性子束分布記憶部と、
前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子もれ量を炉心解析で算出する中性子もれ量算出部と、
前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子もれ量を記憶する中性子もれ量記憶部と、
入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子束分布と、前記中性子束分布記憶部に記憶した前記変位後の中性子束分布とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子束分布算出部と、
入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子もれ量と、前記中性子もれ量記憶部に記憶した前記変位後の中性子もれ量とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子もれ量を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子もれ量算出部と、
算出した前記予測中性子束分布と、算出した前記予測中性子もれ量とに基づいて、前記炉心の変位による投入反応度を算出する反応度算出部と
を含むことを特徴とする炉心の反応度評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中性子束分布の算出方法、炉心の反応度評価方法、プログラム及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料集合体が装荷された炉心が正常状態であることを確認するために反応度を監視する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、高速炉において、制御棒の干渉効果による反応度変化を予測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１６４９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
炉心は、地震時に、燃料集合体が変位して燃料集合体同士が集散を繰り返す際に、瞬間的に正の反応度が投入されるおそれがある。このため、炉心の耐震安全設計において、地震時における炉心の反応度を予測し、反応度が制限値を充足することを証明することが求められる。ところが、炉心の耐震安全設計に使用される地震シナリオは多岐に渡り、かつ、詳細なタイムステップでの解析を実行するため、炉心解析相当の詳細計算に基づく評価は、膨大な計算時間を要してしまう。
【０００５】
そこで、計算時間を短縮するため、炉心を２次元Ｒ−Ｚ円筒体系に近似してモデル化し、モデル化した炉心の反応度を評価することが知られている。この方法では、炉心を２次元Ｒ−Ｚ円筒体系に近似するため、複数の燃料集合体が装荷された実際の炉心の反応度との差異が大きくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、高精度な中性子束分布の算出方法、炉心の反応度評価方法、プログラム及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の中性子束分布の算出方法は、炉心に装荷されたすべての燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する中性子束分布算出工程と、前記中性子束分布算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶する中性子束分布記憶工程と、前記中性子束分布記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子束分布と、前記中性子束分布記憶工程で記憶した前記変位後の中性子束分布とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子束分布算出工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
この方法によれば、炉心に装荷された燃料集合体ごとに中性子束分布を高精度に算出することができる。
【０００９】
本発明の中性子束分布の算出方法における、前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位条件に対応する、ある前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、前記燃料集合体のみが前記変位条件に対応して変位した際の前記変位後の中性子束分布を重ね合わせて算出する、ことが好ましい。この方法によれば、炉心に装荷された燃料集合体ごとに中性子束分布をより高精度に算出することができる。
【００１０】
本発明の中性子束分布の算出方法における、前記中性子束分布算出工程は、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体を軸線方向に複数に分割して、前記燃料集合体の分割された各部分ごとに、当該燃料集合体の分割された各部分のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出し、前記中性子束分布記憶工程は、前記燃料集合体の分割された各部分ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶し、前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位条件に対応する、前記変位条件に対応する、ある前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体の分割された各部分ごとに、前記燃料集合体の分割された各部分のみが前記変位条件に対応して変位した際の前記変位後の中性子束分布を重ね合わせて算出する、ことが好ましい。この方法によれば、炉心に装荷された燃料集合体ごとに中性子束分布をより高精度に算出することができる。
【００１１】
本発明の中性子束分布の算出方法における、前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を内挿法で算出する、ことが好ましい。この方法によれば、炉心に装荷された燃料集合体ごとに中性子束分布をより高精度に算出することができる。
【００１２】
本発明の中性子束分布の算出方法における、前記中性子束分布算出工程は、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが燃料集合体間ギャップが基準状態からゼロに変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する、ことが好ましい。これにより、燃料集合体が大きく変位した場合における変位後の中性子束分布が算出される。この方法によれば、炉心に装荷された燃料集合体ごとに中性子束分布を高精度に算出することができる。
【００１３】
本発明の中性子束分布の算出方法における、前記中性子束分布算出工程は、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが燃料集合体間ギャップが基準状態から数倍に変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する、ことが好ましい。これにより、燃料集合体が大きく変位した場合における変位後の中性子束分布が算出される。この方法によれば、炉心に装荷された燃料集合体ごとに中性子束分布を高精度に算出することができる。
【００１４】
本発明の中性子束分布の算出方法における、前記燃料集合体は、多角柱状に形成され、前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位前の中性子束分布と、すべての前記燃料集合体の面ごとの前記変位後の中性子束分布の総和とを加算して、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を算出する、ことが好ましい。これにより、多角形柱状の燃料集合体について、すべての燃料集合体の面ごとの変位後の中性子束分布に基づいて、燃料集合体の変位による反応度に対する感度係数が算出される。この方法によれば、炉心に装荷された燃料集合体ごとに中性子束分布を高精度に算出することができる。
【００１５】
本発明の中性子束分布の算出方法における、前記燃料集合体は、多角柱状に形成され、前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位前の中性子束分布と、すべての前記燃料集合体の面ごとの前記変位後の中性子束分布の総積とを乗算して、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を算出する、ことが好ましい。これにより、多角形柱状の燃料集合体について、すべての燃料集合体の面ごとの変位後の中性子束分布に基づいて、燃料集合体の変位による反応度に対する感度係数が算出される。この方法によれば、炉心に装荷された燃料集合体ごとに中性子束分布を高精度に算出することができる。
【００１６】
本発明の中性子束分布の算出方法における、前記燃料集合体は、多角柱状に形成され、
前記予測中性子束分布算出工程は、前記変位前の中性子束分布とすべての前記燃料集合体の面ごとの前記変位後の中性子束分布の総和との和と、前記変位前の中性子束分布とすべての前記燃料集合体の面ごとの前記変位後の中性子束分布の総積との積とを加算して、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を算出する、ことが好ましい。これにより、多角形柱状の燃料集合体について、すべての燃料集合体の面ごとの変位後の中性子束分布に基づいて、燃料集合体の変位による反応度に対する感度係数が算出される。この方法によれば、炉心に装荷された燃料集合体ごとに中性子束分布を高精度に算出することができる。
【００１７】
本発明の炉心の反応度評価方法は、炉心に装荷されたすべての燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する中性子束分布算出工程と、前記中性子束分布算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶する中性子束分布記憶工程と、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子もれ量を炉心解析で算出する中性子もれ量算出工程と、前記中性子もれ量算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子もれ量を記憶する中性子もれ量記憶工程と、前記中性子束分布記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子束分布と、前記中性子束分布記憶工程で記憶した前記変位後の中性子束分布とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子束分布算出工程と、前記中性子もれ量記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子もれ量と、前記中性子もれ量記憶工程で記憶した前記変位後の中性子もれ量とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子もれ量を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子もれ量算出工程と、前記予測中性子束分布算出工程と前記予測中性子もれ量算出工程とを実行した後に、算出した前記予測中性子束分布と、算出した前記予測中性子もれ量とに基づいて、前記炉心の変位による投入反応度を算出する反応度算出工程とを含むことを特徴とする。この方法によれば、炉心の反応度を高精度に算出することができる。
【００１８】
本発明の炉心の反応度評価プログラムは、炉心に装荷されたすべての燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する中性子束分布算出工程と、前記中性子束分布算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶する中性子束分布記憶工程と、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子もれ量を炉心解析で算出する中性子もれ量算出工程と、前記中性子もれ量算出工程を実行した後に、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子もれ量を記憶する中性子もれ量記憶工程と、前記中性子束分布記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子束分布と、前記中性子束分布記憶工程で記憶した前記変位後の中性子束分布とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子束分布算出工程と、前記中性子もれ量記憶工程を実行した後に、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子もれ量と、前記中性子もれ量記憶工程で記憶した前記変位後の中性子もれ量とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子もれ量を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子もれ量算出工程と、前記予測中性子束分布算出工程と前記予測中性子もれ量算出工程とを実行した後に、算出した前記予測中性子束分布と、算出した前記予測中性子もれ量とに基づいて、前記炉心の変位による投入反応度を算出する反応度算出工程とをコンピューターに実行させることを特徴とする。このプログラムによれば、炉心の反応度を高精度に算出することができる。
【００１９】
本発明の炉心の反応度評価装置は、炉心に装荷されたすべての燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を炉心解析で算出する中性子束分布算出部と、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子束分布を記憶する中性子束分布記憶部と、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子もれ量を炉心解析で算出する中性子もれ量算出部と、前記炉心に装荷されたすべての前記燃料集合体について、前記燃料集合体ごとに前記変位後の中性子もれ量を記憶する中性子もれ量記憶部と、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子束分布と、前記中性子束分布記憶部に記憶した前記変位後の中性子束分布とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子束分布を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子束分布算出部と、入力された前記炉心の変位条件と、変位前の中性子もれ量と、前記中性子もれ量記憶部に記憶した前記変位後の中性子もれ量とに基づいて、前記変位条件に対応する前記燃料集合体の変位後の予測中性子もれ量を、炉心解析を行わず、四則演算のみで算出する予測中性子もれ量算出部と、算出した前記予測中性子束分布と、算出した前記予測中性子もれ量とに基づいて、前記炉心の変位による投入反応度を算出する反応度算出部とを含むことを特徴とする。この装置によれば、炉心の反応度を高精度に算出することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高精度な中性子束分布の算出方法、炉心の反応度評価方法、プログラム及び装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、燃料集合体が装荷された炉心の構造の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、燃料集合体の構造の一例を示す模式図であり、燃料集合体間ギャップが基準状態（ノミナル）の状態を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る炉心の反応度評価装置のブロック図である。
【図４】図４は、燃料集合体の構造の一例を示す模式図であり、燃料集合体間ギャップがゼロ（ゼロギャップ）に変位した状態を示す図である。
【図５】図５は、燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を記憶した第一感度係数テーブルを模式的に示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る炉心の反応度評価方法の概略を示すフロー図である。
【図７】図７は、燃料集合体の構造の他の例を示す模式図であり、燃料集合体間ギャップが数倍（図中は一例として２倍の場合を図示）に変位した状態を示す図である。
【図８】図８は、燃料集合体の構造の他の例を示す模式図であり、断面を複数に分割した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。
【００２３】
まず、図１、図２を参照して炉心Ｃ及び燃料集合体Ａｋ（ｋは１からＡＭＡＸ）の概要について説明する。本実施形態では、高速炉の炉心Ｃについて説明する。図１は、燃料集合体が装荷された炉心の構造の一例を示す模式図である。図２は、燃料集合体の構造の一例を示す模式図であり、燃料集合体間ギャップが基準状態（ノミナル）の状態を示す図である。図２は、燃料集合体Ａ１について図示しているが、他の燃料集合体Ａｋも同様に構成されている。炉心Ｃには、複数（ＡＭＡＸ）の燃料集合体Ａｋが装荷されている。本実施形態において、燃料集合体Ａｋは、六角柱状に形成されている。燃料集合体Ａｋは、軸線方向に平行な、６つの表面ｓを有する。本実施形態において、燃料集合体Ａｋは、軸線方向にｍ個に分割されている。燃料集合体Ａｋの分割された各部分を「メッシュ」という。具体的には例えば、燃料集合体Ａ１は、ｍ個のメッシュＡ１＿１〜メッシュＡ１＿ｍを含む。燃料集合体Ａ１には、複数の燃料棒Ｒが配置されている。燃料集合体Ａ１は、外周部に燃料棒Ｒが位置していない燃料集合体間ギャップＧを有する。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態に係る炉心の反応度評価装置のブロック図である。炉心の反応度評価装置１は、地震時の炉心Ｃの反応度を評価する。図３に示すように、炉心の反応度評価装置１は、制御部２と、記憶部３とを備える。
【００２５】
制御部２は、メモリ及びＣＰＵ（Central  Processing  Unit：中央演算装置）により構成される。制御部２は、専用のハードウェアにより実現されるものであっても、制御部２の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。制御部２は、中性子束分布算出部２１と、中性子束分布記憶制御部２２と、中性子もれ量算出部２３と、中性子もれ量記憶制御部２４と、予測中性子束分布算出部２５と、予測中性子もれ量算出部２６と、反応度算出部２７とを有する。
【００２６】
中性子束分布算出部２１は、炉心Ｃに装荷されたすべての燃料集合体Ａｋについて、燃料集合体Ａｋごとに、燃料集合体Ａｋのみが変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを炉心解析で算出する。炉心解析とは、燃料集合体Ａが装荷された炉心Ｃについての核的特性（実効増倍率、中性子束分布等）を計算する解析法である。燃料集合体Ａｋの変位は、燃料集合体Ａｋの燃料集合体間ギャップの変位とする。本実施形態において、燃料集合体Ａｋの変位は、燃料集合体間ギャップが変位無し状態である基準状態（ノミナル）からゼロ（ゼロギャップ）に変位したものとする。このときのギャップ変位幅を、「ノミナル−ゼロギャップ」という。燃料集合体間ギャップをゼロギャップに変位したものとするのは、この場合、燃料集合体同士が最も集まった状態となるためである。言い換えると、この場合、炉心Ｃに投入される反応度絶対値が最も大きくなると予測されるためである。また、本実施形態において、上述したように、燃料集合体Ａｋが軸線方向にｍ個に分割されている。これらにより、本実施形態において、中性子束分布算出部２１は、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを炉心解析で算出する。
【００２７】
図４、図５を参照して、中性子束分布算出部２１における情報処理についてより詳しく説明する。図４は、燃料集合体の構造の一例を示す模式図であり、燃料集合体間ギャップがゼロ（ゼロギャップ）に変位した状態を示す図である。図５は、燃料集合体ごとに、当該燃料集合体のみが変位した際の変位後の中性子束分布を記憶した第一感度係数テーブルを模式的に示す概略図である。
【００２８】
まず、中性子束分布算出部２１は、燃料集合体Ａ１のメッシュＡ１＿１のみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを炉心解析で算出する。つぎに、中性子束分布算出部２１は、燃料集合体Ａ１のメッシュＡ１＿２のみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを炉心解析で算出する。中性子束分布算出部２１は、このような処理を、燃料集合体Ａ１のすべてのメッシュＡ１＿１〜メッシュＡ１＿ｍについて実行して、メッシュＡ１＿１〜メッシュＡ１＿ｍごとに、各メッシュＡ１＿１〜メッシュＡ１＿ｍのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを炉心解析で算出する。さらに、中性子束分布算出部２１は、このような処理を、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて実行して、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを炉心解析で算出する。
【００２９】
中性子束分布記憶制御部２２は、中性子束分布算出部２１で算出した、すべての燃料集合体Ａｋについて、燃料集合体Ａｋごとに、燃料集合体Ａｋのみが変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを記憶部３の中性子束分布記憶部３１に記憶する。本実施形態において、中性子束分布記憶制御部２２は、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを記憶部３の中性子束分布記憶部３１に記憶する。
【００３０】
中性子もれ量算出部２３は、炉心Ｃに装荷されたすべての燃料集合体Ａｋについて、燃料集合体Ａｋごとに、燃料集合体Ａｋのみが変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを炉心解析で算出する。ここで、ｋｅｆｆは炉心Ｃの実効増倍率、ｋｉｎｆは炉心Ｃの無限増倍率を示す。中性子もれ量算出部２３における処理は、中性子束分布算出部２１と同様の処理であるため詳細な説明を省略する。本実施形態において、中性子もれ量算出部２３は、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを炉心解析で算出する。
【００３１】
中性子もれ量記憶制御部２４は、中性子もれ量算出部２３で算出した、すべての燃料集合体Ａｋについて、燃料集合体Ａｋごとに、燃料集合体Ａｋのみが変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを記憶部３の中性子もれ量記憶部３２に記憶する。本実施形態において、中性子もれ量記憶制御部２４は、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを記憶部３の中性子もれ量記憶部３２に記憶する。
【００３２】
予測中性子束分布算出部２５は、入力された炉心Ｃの変位条件である入力条件と、燃料集合体Ａｉの変位無し状態（以下、「変位前」という）の中性子束分布φｂａｓｅ,ｉと、記憶部３の中性子束分布記憶部３１に記憶した燃料集合体Ａｋが変位した際の変位後の燃料集合体Ａｉの中性子束分布φｋ→ｉとに基づいて、入力条件に応じた燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを、炉心解析をせず、四則演算による内挿法（直接内挿）で算出する。予測中性子束分布算出部２５は、変位条件に対応する、ある燃料集合体Ａｉの予測中性子束分布を、炉心Ｃに装荷されたすべての燃料集合体Ａｋについて、燃料集合体Ａｋごとに、燃料集合体Ａｋのみが変位条件に対応して変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを重ね合わせて算出する。本実施形態において、予測中性子束分布算出部２５は、入力された炉心Ｃの変位条件である入力条件と、燃料集合体Ａｉの変位前の中性子束分布φｂａｓｅ,ｉと、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の燃料集合体Ａｉの中性子束分布φｋ→ｉとに基づいて、入力条件に応じた燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを、内挿法で算出する。
【００３３】
ここで、入力条件は、炉心Ｃの反応度を評価する複数の地震シナリオである。より詳しくは、入力条件は、地震シナリオごとに、炉心Ｃの各燃料集合体Ａのギャップ変位方向とギャップ変位幅とを含む。本実施形態において、入力条件は、地震シナリオごとに、炉心Ｃの各燃料集合体Ａｋの各メッシュＡｋ＿ｔのギャップ変位方向とギャップ変位幅とを含む。変位前の中性子束分布φｂａｓｅ,ｉは、あらかじめ炉心解析により算出されたものが入力される。
【００３４】
より詳しくは、予測中性子束分布算出部２５は、次式で入力条件に応じた燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを算出する。ΔＧｋ，ｓ，ｉｎｐは、入力条件における各燃料集合体Ａのギャップ変位方向とギャップ変位幅とに基づいて算出した、各燃料集合体Ａの表面ｓごとのギャップ変位幅である。ΔＧｋ，ｓ，ｔｂｌは、中性子束分布記憶部３１に記憶された第一感度係数テーブルにおける燃料集合体Ａｋの表面ｓのギャップ変位幅である。本実施形態において、ΔＧｋ，ｓ，ｔｂｌは、ノミナル−ゼロギャップである。
【００３５】
【数１】
0006646324.tif 000002
【００３６】
このようにして、予測中性子束分布算出部２５は、地震シナリオに対する、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを算出する。
【００３７】
予測中性子もれ量算出部２６は、予測中性子もれ量を示す、実効倍増率ｋｅｆｆと無限倍増率ｋｉｎｆとの比であるｋｅｆｆ／ｋｉｎｆの予測値Ｌｄｉｓｐを算出する。より詳しくは、予測中性子もれ量算出部２６は、入力された炉心Ｃの変位条件である入力条件と、変位前の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｂａｓｅと、記憶部３の中性子もれ量記憶部３２に記憶した燃料集合体Ａｋが変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋとに基づいて、入力条件に応じた変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐを、炉心解析をせず、四則演算による内挿法（直接内挿）で算出する。変位前の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｂａｓｅは、あらかじめ炉心解析により算出されたものが入力される。予測中性子もれ量算出部２６は、変位条件に対応する、変位後の予測中性子もれ量を、炉心Ｃに装荷されたすべての燃料集合体Ａｋについて、燃料集合体Ａｋごとに、燃料集合体Ａｋのみが変位条件に対応して変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを重ね合わせて算出する。本実施形態において、予測中性子もれ量算出部２６は、入力された炉心Ｃの変位条件である入力条件と、変位前の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｂａｓｅと、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋとに基づいて、入力条件に応じた変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐを内挿法で算出する。
【００３８】
より詳しくは、予測中性子もれ量算出部２６は、次式で入力条件に応じた変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆを算出する。
【００３９】
【数２】
0006646324.tif 000003
【００４０】
このようにして、予測中性子もれ量算出部２６は、地震シナリオに対する、変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐを算出する。
【００４１】
反応度算出部２７は、算出した予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉと、算出した予測中性子もれ量Ｌｄｉｓｐとに基づいて、地震シナリオに対する、炉心Ｃへ投入される反応度を算出する。より詳しくは、反応度算出部２７は、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉと、変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐとに基づいて、燃料集合体Ａｉごとの変位による投入反応度を算出し、地震シナリオに対する、炉心Ｃへ投入される反応度を算出する。
【００４２】
より詳しくは、反応度算出部２７は、次式で地震シナリオに対する、炉心Ｃへ投入される反応度を算出する。
【００４３】
【数３】
0006646324.tif 000004
【００４４】
反応度算出部２７は、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉより反応率を算出し、体系積分の生成反応率と吸収反応率、及び、変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐに基づいて、実効倍増率ｋｅｆｆを算出する。核分裂反応あたりに発生する中性子数ν、中性子吸収断面積（吸収確率）Σａ、核分裂断面積Σｆは入力値である。本実施形態において、反応率の算出に用いるメッシュごとの核分裂断面積と中性子吸収断面積は、ノミナル−ゼロギャップ間におけるギャップ変位幅に対する内挿法（直接内挿）で算出する。
【００４５】
記憶部３は、制御部２の中性子束分布算出部２１と中性子束分布記憶制御部２２と中性子もれ量算出部２３と中性子もれ量記憶制御部２４と予測中性子束分布算出部２５と予測中性子もれ量算出部２６と反応度算出部２７とにおける情報処理を実行するために用いられる各種プログラム及び各種データベースが記憶されている。図３に戻って、記憶部３は、中性子束分布記憶部３１と、中性子もれ量記憶部３２とを備える。
【００４６】
中性子束分布記憶部３１は、すべての燃料集合体Ａｋについて、燃料集合体Ａｋごとに、燃料集合体Ａｋのみが変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを第一感度係数テーブルとして記憶している。本実施形態において、中性子束分布記憶部３１は、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを第一感度係数テーブルとして記憶している。
【００４７】
中性子もれ量記憶部３２は、すべての燃料集合体Ａについて、燃料集合体Ａｋごとに、燃料集合体Ａｋのみが変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを第二感度係数テーブルとして記憶している。本実施形態において、中性子もれ量記憶部３２は、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを第二感度係数テーブルとして記憶している。
【００４８】
次に、図６を用いて、上記構成を有する炉心の反応度評価装置１を用いた炉心の反応度評価方法について説明する。図６は、本発明の実施形態に係る炉心の反応度評価方法の概略を示すフロー図である。本実施形態に係る炉心の反応度評価方法は、テーブル作成判定工程（ステップＳ１）、中性子束分布算出工程（ステップＳ２）と、中性子束分布記憶工程（ステップＳ３）と、中性子もれ量算出工程（ステップＳ４）と、中性子もれ量記憶工程（ステップＳ５）と、予測中性子束分布算出工程（ステップＳ６）と、予測中性子もれ量算出工程（ステップＳ７）と、反応度算出工程（ステップＳ８）とを含む。
【００４９】
まず、制御部２は、テーブル作成判定工程（ステップＳ１）を実行する。より詳しくは、制御部２は、現在の炉心条件において、第一感度係数テーブルと第二感度係数テーブルとが作成されていない場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、ステップＳ２〜ステップＳ５を実行し、第一感度係数テーブルと第二感度係数テーブルとを作成する。言い換えると、制御部２は、炉心条件が変更されない限り、ステップＳ２〜ステップＳ５を一回実行し、第一感度係数テーブルと第二感度係数テーブルとを作成すればよい。制御部２は、現在の炉心条件において、第一感度係数テーブルと第二感度係数テーブルとが作成されている場合（ステップＳ１でＮｏ）、ステップＳ６に進む。
【００５０】
制御部２は、中性子束分布算出部２１で中性子束分布算出工程を実行する（ステップＳ２）。より詳しくは、制御部２は、中性子束分布算出部２１で、炉心Ｃのすべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを炉心解析で算出する。
【００５１】
制御部２は、中性子束分布算出工程を実行した後、中性子束分布記憶制御部２２で中性子束分布記憶工程を実行する（ステップＳ３）。より詳しくは、制御部２は、中性子束分布記憶制御部２２で、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを第一感度係数テーブルとして記憶部３の中性子束分布記憶部３１に記憶する。
【００５２】
制御部２は、中性子もれ量算出部２３で中性子もれ量算出工程を実行する（ステップＳ４）。より詳しくは、制御部２は、中性子もれ量算出部２３で、炉心Ｃのすべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを炉心解析で算出する。
【００５３】
制御部２は、中性子もれ量算出工程を実行した後、中性子もれ量記憶制御部２４で中性子もれ量記憶工程を実行する（ステップＳ５）。より詳しくは、制御部２は、中性子もれ量記憶制御部２４で、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを第二感度係数テーブルとして記憶部３の中性子もれ量記憶部３２に記憶する。
【００５４】
制御部２は、予測中性子束分布算出部２５で予測中性子束分布算出工程を実行する（ステップＳ６）。より詳しくは、制御部２は、予測中性子束分布算出部２５で、入力された炉心Ｃの変位条件である入力条件と、燃料集合体Ａｉの変位前の中性子束分布φｂａｓｅ,ｉと、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の燃料集合体Ａｉの中性子束分布φｋ→ｉとに基づいて、入力条件に応じた燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを内挿法（直接内挿）で算出する。このように、制御部２は、地震シナリオに対する、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを算出する。
【００５５】
制御部２は、予測中性子もれ量算出部２６で予測中性子もれ量算出工程を実行する（ステップＳ７）。より詳しくは、制御部２は、予測中性子もれ量算出部２６で、入力された炉心Ｃの変位条件である入力条件と、変位前の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｂａｓｅと、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋとに基づいて、変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐを内挿法（直接内挿）で算出する。このように、制御部２は、地震シナリオに対する、変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐを算出する。
【００５６】
制御部２は、予測中性子束分布算出工程及び予測中性子もれ量算出工程を実行した後、反応度算出部２７で反応度算出工程を実行する（ステップＳ８）。より詳しくは、制御部２は、反応度算出部２７で、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉと、変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐとに基づいて、炉心Ｃへ投入される反応度を算出する。
【００５７】
制御部２は、地震シナリオごとに、上記の処理を繰り返し実行する。このようにして、制御部２は、地震シナリオごとに、炉心Ｃへ投入される反応度を算出する。
【００５８】
本実施形態に係る中性子束分布の算出方法は、テーブル作成判定工程と、中性子束分布算出工程と、中性子束分布記憶工程と、予測中性子束分布算出工程とを含む。制御部２は、中性子束分布の算出方法を実行する場合、テーブル作成判定工程を実行し、Ｎｏと判定した場合、予測中性子束分布算出工程に進み、Ｙｅｓと判定した場合、中性子束分布算出部２１で中性子束分布算出工程を実行し、中性子束分布記憶制御部２２で中性子束分布記憶工程を実行し、予測中性子束分布算出部２５で予測中性子束分布算出工程を実行するように制御する。
【００５９】
以上のように、本実施形態の炉心の反応度評価装置１によれば、第一感度係数テーブルとして、すべての燃料集合体Ａｋについて、燃料集合体Ａｋごとに、燃料集合体Ａｋのみが変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを記憶している。炉心の反応度評価装置１は、第一感度係数テーブルに基づいて、入力条件に応じた燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを内挿法（直接内挿）で高精度に算出することができる。このように、燃料集合体Ａｉごとに、入力条件に応じた燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを算出することができる。このため、例えば、燃料集合体が装荷された炉心を２次元Ｒ−Ｚ円筒体系に一体として近似しモデル化した場合に比べて、実際の炉心Ｃについて炉心解析で算出する反応度により近い反応度を算出することができる。このように、炉心の反応度評価装置１は、炉心Ｃへ投入される反応度をより高精度に評価することができる。
【００６０】
本実施形態の炉心の反応度評価装置１は、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュＡｋ＿ｔごとに、メッシュＡｋ＿ｔのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを第一感度係数テーブルとして記憶する。また、予測中性子束分布算出部２５と予測中性子もれ量算出部２６とは、各燃料集合体Ａの表面ｓごとのギャップ変位幅に基づいて、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉや変位後の予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐを算出する。このため、炉心の反応度評価装置１は、より精度良く燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉや炉心Ｃへ投入される反応度を算出することができる。
【００６１】
炉心の反応度評価装置１は、炉心条件が変更されない限り、すべての燃料集合体Ａｋについて、燃料集合体Ａｋのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを算出する際に炉心解析を一回実行すればよい。炉心の反応度評価装置１によれば、地震シナリオに対する、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉは、第一感度係数テーブルを使用した内挿法で算出することができる。言い換えると、炉心の反応度評価装置１によれば、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉは、地震シナリオごとに炉心解析をせずに算出することができる。このため、炉心の反応度評価装置１は、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉの算出と炉心Ｃへ投入される反応度の算出とに要する計算時間を短縮することができる。
【００６２】
さて、これまで本実施形態に係る中性子束分布の算出方法、炉心の反応度評価方法、プログラム及び装置について説明したが、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００６３】
予測中性子束分布算出部２５は、次式のように、燃料集合体Ａｉの変位前の中性子束分布φｂａｓｅ,ｉとすべての燃料集合体Ａｋの表面ｓごとの変位後の中性子束分布φｋ→ｉの総和とを加算して、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを算出してもよい。これにより、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉの算出と炉心Ｃへ投入される反応度の算出とに要する計算時間をより短縮することができる。
【００６４】
【数４】
0006646324.tif 000005
予測中性子束分布算出部２５は、次式のように、燃料集合体Ａｉの変位前の中性子束分布φｂａｓｅ,ｉとすべての燃料集合体Ａｋの表面ｓごとの変位後の中性子束分布φｋ→ｉの総積とを乗算して、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを算出してもよい。これにより、燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉの算出と炉心Ｃへ投入される反応度の算出とに要する計算時間をより短縮することができる。
【００６５】
【数５】
0006646324.tif 000006
【００６６】
予測中性子もれ量算出部２６は、次式のように、変位前のｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｂａｓｅと、すべての燃料集合体Ａｋの表面ｓごとの変位後のｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋの総和とを加算して、予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐを算出してもよい。これにより、炉心Ｃへ投入される反応度の算出に要する計算時間をより短縮することができる。
【００６７】
【数６】
0006646324.tif 000007
【００６８】
予測中性子もれ量算出部２６は、次式のように、変位前のｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｂａｓｅと、すべての燃料集合体Ａｋの表面ｓごとの変位後のｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋの総積とを乗算して、予測ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｄｉｓｐを算出してもよい。これにより、炉心Ｃへ投入される反応度の算出に要する計算時間をより短縮することができる。
【００６９】
【数７】
0006646324.tif 000008
【００７０】
上記実施形態において、燃料集合体Ａｋの変位は、燃料集合体間ギャップが基準状態（ノミナル）からゼロ（ゼロギャップ）に変位したものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、図７に示すように、燃料集合体Ａｋの変位は、基準状態（ノミナル）から数倍に変位したものとしてもよい。図７は、燃料集合体の構造の他の例を示す模式図であり、燃料集合体間ギャップが２倍（倍ギャップ）に変位した状態を示す図である。実際の倍ギャップの幅は、入力される変位のとり得る範囲を包絡するような値を、任意に設定できる。このようにしても、炉心の反応度評価装置１は、入力条件に応じた燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉを内挿法（直接内挿）で高精度に算出することができる。
【００７１】
燃料集合体Ａｋは、軸線方向にｍ個に分割するのに加え、図８に示すように、軸線方向に直交する断面においても分割してもよい。図８は、燃料集合体の構造の他の例を示す模式図であり、断面を複数に分割した状態を示す図である。この場合、燃料集合体Ａ１は、より細分化された、６×ｍ個のメッシュを含む。この場合も、上記実施形態と同様に、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュごとに、メッシュのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子束分布φｋ→ｉを算出し、すべての燃料集合体Ａｋのすべてのメッシュについて、メッシュごとに、メッシュのみがゼロギャップに変位した際の変位後の中性子もれ量を示す、ｋｅｆｆ／ｋｉｎｆであるＬｋを算出すればよい。これにより、炉心の反応度評価装置１は、より精度良く燃料集合体Ａｉの変位後の予測中性子束分布φｄｉｓｐ,ｉや炉心Ｃへ投入される反応度を算出することができる。
【００７２】
燃料集合体Ａｋは、六角柱状に形成されているものとしたが、これに限定されず、例えば、四角柱状、八角柱状など多角柱状を含む他の形状であってもよい。その場合、数式１及び数式２は、燃料集合体の形状に合わせて変形すればよい。
【符号の説明】
【００７３】
１    炉心の反応度評価装置
２    制御部
２１  中性子束分布算出部
２２  中性子束分布記憶制御部
２３  中性子もれ量算出部
２４  中性子もれ量記憶制御部
２５  予測中性子束分布算出部
２６  予測中性子もれ量算出部
２７  反応度算出部
３    記憶部
３１  中性子束分布記憶部
３２  中性子もれ量記憶部
Ａ    燃料集合体
Ｃ    炉心
Ｇ    燃料集合体間ギャップ
ｓ    表面
【図１】
0006646324.tif 000009
【図２】
0006646324.tif 000010
【図３】
0006646324.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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