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3次元六角体系用中性子輸送計算コードの整備; NSHEX, MINIHEX, MINISTRIコードの整備

Development of neutron transport calculation codes for 3-D hexagonal geometry; Development of NSHEX, MINIHEX and MINISTRI codes

杉野 和輝

Sugino, Kazuteru

実機高速炉炉心やロシアのBFS臨界実験体系の中性子輸送計算を高精度で行うことが可能な決定論的手法に基づく3次元六角体系用離散座標法(SN法)輸送計算コード、すなわち、ノード法に基づくNSHEXコード,六角メッシュ有限差分法に基づくMINIHEXコード,三角メッシュ有限差分法に基づくMINISTRIコードをそれぞれ整備した。NSHEXについては、精度向上のためのノード内多項式展開次数の拡張と収束性改善のための初期有限差分計算の導入を行った。MINIHEXについては、負の中性子束発生時の処理の見直しを行った。また、MINIHEXの基本アルゴリズムを変更することによりMINISTRIを新たに作成した。整備後のNSHEX, MINIHEX, MINISTRIの各計算コードを種々の高速炉炉心体系に適用した。その結果、計算精度の観点からは十分な性能を有することを確認した。しかしながら、各計算コードに共通した問題点として、適切な加速法の導入等により、計算時間の短縮や収束性の改善が必要であることがわかった。さらに、摂動計算等の後処理を行うための機能の整備が望まれる。そこで、計算コードを改善するうえでの今後の主要課題を整理した。

Transport calculation codes for 3D hexagonal geometry have been developed: nodal code NSHEX, hexagonal-mesh finite difference code MINIHEX, and triangle-mesh finite difference code MINISTRI, which can perform neutron transport calculations with high accuracy for fast reactor cores. NSHEX is improved by extending the polynomial expansion order of intranode fluxes for better accuracy. MINIHEX is modified in the process of negative flux fix-up. In addition, MINISTRI is newly produced by changing the basic algorithm of MINIHEX. NSHEX, MINIHEX, and MINISTRI are applied to various fast reactor cores. It is found that these codes show satisfactory performance in terms of calculation accuracy. However, reduction of calculation time and improvement of convergence performance are required for all the codes by such measure as introduction of suitable acceleration technique. Further, development of post process functions is desired, which is represented by perturbation calculation scheme.

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