JP6983100B2 - Subcriticality evaluation method and subcriticality evaluation device - Google Patents
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Description
本発明は、原子力設備で管理される燃料の未臨界性を評価する未臨界性評価方法及び未臨界性評価装置に関するものである。 The present invention relates to a subcriticality evaluation method and a subcriticality evaluation device for evaluating the subcriticality of a fuel controlled by a nuclear facility.
従来、原子力設備としての使用済燃料ピット(SFP:Spent Fuel Pit)に貯蔵される使用済燃料の未臨界性を評価する方法が知られている(例えば、非特許文献1)。この評価方法では、要求された規定の設計となる使用済燃料ピットに使用済燃料が貯蔵されたことを条件(ノミナル条件)とし、この条件に基づいて評価される評価値(例えば、実効増倍率)を、ノミナル値として導出している。また、この評価方法では、使用済燃料ピットの製作公差に起因する不確かさを評価すると共に、未臨界の評価に用いられる入力パラメータとしての核データの不確かさ、及び未臨界の評価に用いられる計算コードの不確かさを評価している。そして、この評価方法において、ノミナル値となる評価結果に、製作公差に起因する不確かさ、核データの不確かさ及び計算コードの不確かさを加味した最終的な評価値となる実効増倍率が、予め規定された評価基準を満足するか否かを判定している。つまり、この評価方法は、ノミナル値に不確かさを積み上げた積み上げ式の評価方法となっている。 Conventionally, a method for evaluating the subcriticality of spent fuel stored in a spent fuel pit (SFP: Spent Fuel Pit) as a nuclear facility has been known (for example, Non-Patent Document 1). In this evaluation method, the condition (nominal condition) is that the spent fuel is stored in the used fuel pit that has the required specified design, and the evaluation value evaluated based on this condition (for example, effective multiplication factor). ) Is derived as a nominal value. In addition, this evaluation method evaluates the uncertainty caused by the manufacturing tolerance of the used fuel pit, the uncertainty of the nuclear data as an input parameter used for the evaluation of the subcriticality, and the calculation used for the evaluation of the subcriticality. Evaluate the uncertainty of the code. Then, in this evaluation method, the effective multiplication factor, which is the final evaluation value in which the uncertainty due to the production tolerance, the uncertainty of the nuclear data, and the uncertainty of the calculation code are added to the evaluation result, which is the nominal value, is determined in advance. It is judged whether or not the specified evaluation criteria are satisfied. In other words, this evaluation method is a stacking-type evaluation method in which uncertainty is accumulated in the nominal value.
しかしながら、非特許文献1の評価方法では、不確かさを個別に積み上げて評価することから、不確かさを合理化する余地があった。 However, in the evaluation method of Non-Patent Document 1, since the uncertainty is individually accumulated and evaluated, there is room for rationalizing the uncertainty.
そこで、本発明は、原子力設備で管理される燃料の未臨界性を合理的に評価することができる未臨界性評価方法及び未臨界性評価装置を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a subcriticality evaluation method and a subcriticality evaluation device capable of rationalizing the subcriticality of a fuel managed by a nuclear facility.
本発明の未臨界性評価方法は、原子力設備で管理される燃料の未臨界性を評価する未臨界性評価装置で実行される未臨界評価方法であって、未臨界性を評価するために入力される入力パラメータは、前記燃料に含まれる核種に関するデータである核データと、前記核データの不確かさに関するデータである共分散データと、前記原子力設備の製作公差に関する公差パラメータと、を含み、前記核データを前記共分散データに基づいて摂動させる核データ摂動ステップと、前記公差パラメータを前記製作公差の範囲内で摂動させる公差パラメータ摂動ステップと、摂動させた前記核データ及び前記公差パラメータを組み合わせ、組み合わせた前記核データ及び前記公差パラメータを含む複数の前記入力パラメータに基づいて、未臨界性の評価値を複数導出する評価値導出ステップと、導出された複数の前記評価値を統計処理して、不確かさを含む前記評価値を評価結果として導出する評価ステップと、を備えることを特徴とする。 The subcriticality evaluation method of the present invention is a subcriticality evaluation method executed by a subcriticality evaluation device that evaluates the subcriticality of fuel managed in a nuclear facility, and is input for evaluating the subcriticality. The input parameters to be input include nuclear data which is data about the nuclear species contained in the fuel, co-dispersion data which is data about the uncertainty of the nuclear data, and tolerance parameters regarding the manufacturing tolerance of the nuclear equipment. Combining a nuclear data perturbation step that perturbs nuclear data based on the covariance data, a tolerance parameter perturbation step that perturbs the tolerance parameter within the manufacturing tolerance, and the perturbed nuclear data and the tolerance parameter. Based on the combined nuclear data and the plurality of input parameters including the tolerance parameter, the evaluation value derivation step for deriving a plurality of subcriticality evaluation values and the plurality of the derived evaluation values are statistically processed. It is characterized by comprising an evaluation step for deriving the evaluation value including uncertainty as an evaluation result.
また、本発明の未臨界性評価装置は、原子力設備で管理される燃料の未臨界性を評価する未臨界性評価装置であって、未臨界性を評価するために入力される入力パラメータは、前記燃料に含まれる核種に関するデータである核データと、前記核データの不確かさに関するデータである共分散データと、前記原子力設備の製作公差に関する公差パラメータと、を含み、前記入力パラメータを取得し、取得した前記入力パラメータに基づいて、未臨界性の評価値を導出する制御部を備え、前記制御部は、前記共分散データに基づいて前記核データを摂動させると共に、前記製作公差の範囲内で前記公差パラメータを摂動させ、摂動させた前記核データ及び前記公差パラメータを組み合わせて前記入力パラメータを複数生成し、複数の前記入力パラメータに基づいて、前記評価値を複数導出し、導出した複数の前記評価値を統計処理して、不確かさを含む前記評価値を評価結果として導出することを特徴とする。 Further, the subcriticality evaluation device of the present invention is a subcriticality evaluation device that evaluates the subcriticality of the fuel managed in the nuclear facility, and the input parameters input for evaluating the subcriticality are The input parameters are acquired by including nuclear data which is data about the nuclear species contained in the fuel, covariance data which is data about the uncertainty of the nuclear data, and tolerance parameters regarding the manufacturing tolerance of the nuclear equipment. A control unit for deriving an evaluation value of subcriticality based on the acquired input parameters is provided, and the control unit perturbs the nuclear data based on the covariance data and within the manufacturing tolerance. The tolerance parameters are perturbed, the perforated nuclear data and the tolerance parameters are combined to generate a plurality of the input parameters, and a plurality of the evaluation values are derived and derived based on the plurality of input parameters. It is characterized in that the evaluation value is statistically processed and the evaluation value including uncertainty is derived as an evaluation result.
これらの構成によれば、核データの不確かさと、原子力設備の製作公差とを考慮して、不確かさを含む評価値を導出することができるため、原子力設備で管理される燃料の未臨界性を合理的に評価することができる。 According to these configurations, the uncertainty of the fuel managed by the nuclear facility can be determined because the evaluation value including the uncertainty can be derived in consideration of the uncertainty of the nuclear data and the manufacturing tolerance of the nuclear facility. It can be evaluated reasonably.
また、前記評価値は、実効増倍率であり、前記評価値導出ステップでは、前記実効増倍率が前記評価値として導出され、前記評価ステップでは、不確かさを含む前記実効増倍率が前記評価結果として導出されることが、好ましい。 Further, the evaluation value is an effective multiplication factor, and in the evaluation value derivation step, the effective multiplication factor is derived as the evaluation value, and in the evaluation step, the effective multiplication factor including uncertainty is used as the evaluation result. It is preferable to derive it.
この構成によれば、実効増倍率を用いて、燃料の未臨界性を適切に評価することができる。 According to this configuration, the subcriticality of the fuel can be appropriately evaluated by using the effective multiplication factor.
また、前記共分散データは、正規分布となっており、前記核データ摂動ステップでは、前記核データを前記正規分布に基づいて摂動させ、前記公差パラメータ摂動ステップでは、前記公差パラメータを、前記原子力設備の前記製作公差を製作実績に基づいて統計的に整理した確率分布に基づいて摂動させることが、好ましい。 Further, the covariance data has a normal distribution, and in the nuclear data perturbation step, the nuclear data is perturbed based on the normal distribution, and in the tolerance parameter perturbation step, the tolerance parameter is used in the nuclear equipment. It is preferable to perturb the above-mentioned production tolerances based on a probability distribution statistically arranged based on the production results.
この構成によれば、核データを正規分布に基づいて適切に摂動させることができ、また、公差パラメータを製作実績に基づいて適切に摂動させることができるため、不確かさを含む評価値を適切に導出することができる。 According to this configuration, the nuclear data can be appropriately perturbed based on the normal distribution, and the tolerance parameters can be appropriately perturbed based on the production results, so that the evaluation value including uncertainty is appropriately perturbed. Can be derived.
また、前記評価ステップでは、導出された複数の前記評価値を算術平均して平均評価値を導出する平均導出ステップと、導出された複数の前記評価値に基づいて、前記評価値の標準偏差を導出する標準偏差導出ステップと、前記平均評価値に前記標準偏差を加算して、不確かさを含む前記評価値を前記評価結果として導出する評価結果導出ステップと、を有することが、好ましい。 Further, in the evaluation step, an average derivation step in which the derived evaluation values are arithmetically averaged to derive an average evaluation value, and a standard deviation of the evaluation values are calculated based on the derived evaluation values. It is preferable to have a standard deviation derivation step for deriving, and an evaluation result derivation step for adding the standard deviation to the average evaluation value and deriving the evaluation value including uncertainty as the evaluation result.
この構成によれば、平均評価値と標準偏差とを用いることで、不確かさを含む評価値を、評価結果として適切に導出することができる。 According to this configuration, by using the average evaluation value and the standard deviation, the evaluation value including uncertainty can be appropriately derived as the evaluation result.
また、前記原子力設備は、使用済燃料を貯蔵するラックを有する使用済燃料ピットを含むことが、好ましい。 Further, it is preferable that the nuclear power equipment includes a used fuel pit having a rack for storing used fuel.
この構成によれば、使用済燃料ピットに貯蔵される使用済燃料の未臨界性を評価することができる。 According to this configuration, the subcriticality of the spent fuel stored in the spent fuel pit can be evaluated.
また、前記評価ステップにおいて導出された前記評価結果を、前記未臨界性評価装置の表示部に表示する評価結果表示ステップを、さらに備えることが、好ましい。 Further, it is preferable to further include an evaluation result display step for displaying the evaluation result derived in the evaluation step on the display unit of the subcriticality evaluation device.
また、前記評価結果を表示する表示部をさらに備えることが、好ましい。 Further, it is preferable to further include a display unit for displaying the evaluation result.
この構成によれば、不確かさを含む評価値を表示部に表示することで、表示部を視認することにより評価結果を容易に把握することができる。 According to this configuration, by displaying the evaluation value including uncertainty on the display unit, the evaluation result can be easily grasped by visually recognizing the display unit.
また、前記評価ステップにおいて、複数の前記評価値を算術平均した平均評価値と、複数の前記評価値の標準偏差とを導出する場合、前記評価結果表示ステップでは、前記評価結果と共に、前記平均評価値及び前記標準偏差の少なくとも一方を表示することが、好ましい。 Further, in the case of deriving the average evaluation value obtained by arithmetically averaging the plurality of the evaluation values and the standard deviation of the plurality of the evaluation values in the evaluation step, in the evaluation result display step, the average evaluation is performed together with the evaluation result. It is preferable to display at least one of the value and the standard deviation.
この構成によれば、不確かさを含む評価値の他、平均評価値及び標準偏差を表示部に表示することで、不確かさを含む評価値をより詳細に把握することができる。 According to this configuration, in addition to the evaluation value including uncertainty, the average evaluation value and the standard deviation are displayed on the display unit, so that the evaluation value including uncertainty can be grasped in more detail.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In addition, the components in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same. Further, the components described below can be appropriately combined, and when there are a plurality of embodiments, each embodiment can be combined.
[本実施形態]
本実施形態の未臨界評価方法及び未臨界性評価装置10は、原子力設備で管理される燃料の未臨界性を評価する方法及び装置である。燃料としては、例えば、使用済みの燃料集合体が適用される。また、原子力設備としては、例えば、使用済燃料を貯蔵する使用済燃料ピット(SFP:Spent Fuel Pit)及び燃料集合体が適用される。なお、以下の説明では、使用済燃料ピット及び燃料集合体(単に、燃料とも言う)に適用して説明するが、燃料を管理する設備であれば、使用済燃料ピットに限定されず、例えば、新燃料を貯蔵する設備に適用してもよいし、燃料として、燃料ペレットに適用してもよい。本実施形態の未臨界評価方法及び未臨界性評価装置10の説明に先立ち、評価対象となる使用済燃料ピット1について説明する。
[The present embodiment]
The subcriticality evaluation method and the subcriticality evaluation device 10 of the present embodiment are methods and devices for evaluating the subcriticality of the fuel managed by the nuclear facility. As the fuel, for example, a used fuel assembly is applied. Further, as the nuclear equipment, for example, a spent fuel pit (SFP: Spent Fuel Pit) for storing spent fuel and a fuel assembly are applied. In the following description, the description is applied to a spent fuel pit and a fuel assembly (also simply referred to as fuel), but the facility for managing fuel is not limited to the used fuel pit, for example. It may be applied to equipment for storing new fuel, or it may be applied to fuel pellets as fuel. Prior to the description of the subcriticality evaluation method and the subcriticality evaluation device 10 of the present embodiment, the used fuel pit 1 to be evaluated will be described.
図1は、本実施形態の未臨界評価方法の評価対象となる使用済燃料ピットを示す図である。図1は、使用済燃料ピット1を上方側から見た平面図となっている。使用済燃料ピット1は、減速材としての水を貯留する貯留ピット5と、燃料集合体8を収容する複数のラック6と、を備えている。貯留ピット5は、内部に収容空間を有する長方体形状の槽である。ラック6は、水平面内において、格子状に複数配置されている。
FIG. 1 is a diagram showing a used fuel pit to be evaluated by the subcriticality evaluation method of the present embodiment. FIG. 1 is a plan view of the used fuel pit 1 as viewed from above. The used fuel pit 1 includes a
図2は、使用済燃料ピットのラックを示す図である。図2は、ラック6を上方側から見た平面図となっている。ラック6は、四角形となる角筒形状となっており、その内部に燃料集合体8を収容可能な収容空間が形成されている。このラック6は、鉛直方向に亘って燃料集合体8を収容する。ここで、図2に示すように、ラック6は、内壁面と外壁面と間の厚みが、ラック板厚Dとなっており、このラック板厚Dは、後述する未臨界評価において用いられる公差パラメータの一つとなっている。また、ラック6は、対向する内壁面同士の間の距離が、ラック内のりLとなっており、このラック内のりLも、後述する未臨界評価において用いられる公差パラメータの一つとなっている。
FIG. 2 is a diagram showing a rack of used fuel pits. FIG. 2 is a plan view of the
燃料集合体8は、断面方形状に形成され、例えば、17×17のセルで構成されている。そして、複数のセルには、制御棒及び燃料棒が適宜挿入されている。
The
次に、図3を参照して、評価対象となる使用済燃料ピット1に貯蔵される燃料の未臨界性を評価する未臨界性評価装置10について説明する。図3は、本実施形態の未臨界性評価装置を模式的に表した概略構成図である。未臨界性評価装置10は、燃料の核データ及び使用済燃料ピット1に関するデータを入力パラメータとし、この入力パラメータに基づいて未臨界評価計算を行って、燃料の未臨界性の評価値としての実効増倍率を算出する装置となっている。 Next, with reference to FIG. 3, a subcriticality evaluation device 10 for evaluating the subcriticality of the fuel stored in the used fuel pit 1 to be evaluated will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram schematically showing the subcriticality evaluation device of the present embodiment. The subcriticality evaluation device 10 uses the nuclear data of the fuel and the data related to the used fuel pit 1 as input parameters, performs the subcriticality evaluation calculation based on the input parameters, and is effective as the evaluation value of the subcriticality of the fuel. It is a device that calculates the magnification.
未臨界性評価装置10は、各種プログラムを実行して各種処理を実行可能な制御部11と、各種プログラムおよびデータを記憶する記憶部12と、キーボード等の入力デバイスで構成された入力部13と、モニタ等の表示デバイスで構成された表示部14とを有している。なお、未臨界性評価装置10は、単体の装置で構成してもよいし、他の装置と一体に構成してもよいし、演算装置及びデータサーバ等の各種装置を組み合わせたシステムとして構成してもよく、特に限定されない。
The subcriticality evaluation device 10 includes a control unit 11 capable of executing various programs to execute various processes, a storage unit 12 for storing various programs and data, and an input unit 13 composed of an input device such as a keyboard. It has a
記憶部12には、各種プログラムとして、例えば、未臨界評価に用いられる未臨界評価計算コード(例えば、SCALEコード等)を含む未臨界評価プログラムPが記憶されている。また、記憶部12には、データとして、例えば、燃料に含まれる核種に関する核データD1と、核データの不確かさに関する共分散データD4と、使用済燃料ピット1及び燃料集合体8の製作公差に関する公差パラメータD2と、製作公差の確率分布D3と、を含んで記憶されている。これらのデータD1,D2,D3,D4は、後述する未臨界評価に用いられる。
As various programs, the storage unit 12 stores, for example, a subcriticality evaluation program P including a subcriticality evaluation calculation code (for example, SCALE code) used for subcriticality evaluation. Further, as data, the storage unit 12 relates to, for example, nuclear data D1 regarding the nuclear species contained in the fuel, covariance data D4 regarding the uncertainty of the nuclear data, and production tolerances of the used fuel pit 1 and the
未臨界性評価装置10は、未臨界評価プログラムPを実行すると、入力部13から入力された入力データ及び記憶部12に記憶されたデータ等を制御部11が取得する。制御部11は、取得した核データD1及び公差パラメータD2を含む各種データを入力パラメータとし、この入力パラメータに基づいて未臨界評価計算コードを用いて計算を行うことで、実効増倍率を算出する。 When the subcriticality evaluation device 10 executes the subcriticality evaluation program P, the control unit 11 acquires the input data input from the input unit 13 and the data stored in the storage unit 12. The control unit 11 uses the acquired nuclear data D1 and various data including the tolerance parameter D2 as input parameters, and calculates the effective multiplication factor by performing a calculation using a subcritical evaluation calculation code based on the input parameters.
次に、図4及び図5を参照して、不確かさを含む実効増倍率を導出する制御動作について説明する。図4は、不確かさを含む実効増倍率を導出する制御動作に関するフローチャートである。図5は、不確かさを含む実効増倍率の導出に関する説明図である。 Next, with reference to FIGS. 4 and 5, a control operation for deriving an effective magnification including uncertainty will be described. FIG. 4 is a flowchart of a control operation for deriving an effective magnification including uncertainty. FIG. 5 is an explanatory diagram relating to the derivation of the effective multiplication factor including uncertainty.
未臨界性評価装置10は、不確かさを含む実効増倍率を評価結果として算出している。また、未臨界性評価装置10は、核データの不確かさ、及び製作公差の製作実績を考慮して、不確かさを含む実効増倍率を算出している。 The subcriticality evaluation device 10 calculates an effective magnification including uncertainty as an evaluation result. Further, the subcriticality evaluation device 10 calculates the effective multiplication factor including the uncertainty in consideration of the uncertainty of the nuclear data and the production record of the production tolerance.
不確かさを含む実効増倍率を算出する場合、先ず、制御部11は、記憶部12に記憶されている核データD1及び共分散データD4を取得し、取得した核データD1を、共分散データD4に基づいて摂動させる(ステップS11:核データ摂動ステップ)。ここで、共分散データD4は、正規分布となっていることから、ステップS11では、核データを正規分布に基づいて摂動させている。ステップS11において、核データD1を摂動させることにより、複数(N個)の核データσ1〜σNを生成する。 When calculating the effective multiplication factor including uncertainty, first, the control unit 11 acquires the nuclear data D1 and the covariance data D4 stored in the storage unit 12, and the acquired nuclear data D1 is used as the covariance data D4. (Step S11: Nuclear data perturbation step). Here, since the covariance data D4 has a normal distribution, in step S11, the nuclear data is perturbed based on the normal distribution. In step S11, by perturbing the nuclear data D1, a plurality of (N) nuclear data σ1 to σN are generated.
次に、制御部11は、記憶部12に記憶されている公差パラメータD2及び確率分布D3を取得し、取得した複数の公差パラメータD2を、確率分布D3に基づいて摂動させる(ステップS12:公差パラメータ摂動ステップ)。なお、確率分布D3は、原子力設備の製作公差を、製作実績(製作公差の度数)に基づいて統計的に整理した分布となっている。ステップS12において、公差パラメータD2を摂動させることにより、複数(N個)の公差パラメータG1〜GNを生成する。 Next, the control unit 11 acquires the tolerance parameter D2 and the probability distribution D3 stored in the storage unit 12, and perturbs the acquired plurality of tolerance parameters D2 based on the probability distribution D3 (step S12: tolerance parameter). Perturbation step). The probability distribution D3 is a distribution in which the production tolerances of nuclear power equipment are statistically arranged based on the production results (frequency of production tolerances). In step S12, a plurality of (N) tolerance parameters G1 to GN are generated by perturbing the tolerance parameters D2.
続いて、制御部11は、摂動させた核データD1及び公差パラメータD2を含む入力パラメータを1セットとし、摂動パターンが異なる複数セットの入力パラメータを生成している。ここで、制御部11は、N個の核データσ1〜σNとN個の公差パラメータG1〜GNとを適宜組み合わせて、複数セットの入力パラメータを生成している。組み合わせ方としては、いずれの組み合わせ方でもよいが、例えば、N個の核データσ1〜σNとN個の公差パラメータG1〜GNとを無作為に(ランダムに)組み合わせて、N個の入力パラメータを生成してもよいし、N個の核データσ1〜σNとN個の公差パラメータG1〜GNとを全通りで組み合わせて、N個の入力パラメータを生成してもよい。そして、制御部11は、摂動させた核データD1及び公差パラメータD2を含む複数セットの入力パラメータから、未臨界評価計算コードを用いて、各セットの実効増倍率をそれぞれ算出し、複数セットに対応する複数(N個)の実効増倍率k1〜kNを算出する(ステップS13:評価値導出ステップ)。 Subsequently, the control unit 11 sets one set of input parameters including the perturbated nuclear data D1 and the tolerance parameter D2, and generates a plurality of sets of input parameters having different perturbation patterns. Here, the control unit 11 appropriately combines N nuclear data σ1 to σN and N tolerance parameters G1 to GN to generate a plurality of sets of input parameters. Any combination method may be used. For example, N nuclear data σ1 to σN and N tolerance parameters G1 to GN are randomly (randomly) combined to form N input parameters. It may be generated, or N nuclear data σ1 to σN and N tolerance parameters G1 to GN may be combined in all ways to generate N input parameters. Then, the control unit 11 calculates the effective multiplication factor of each set from the input parameters of a plurality of sets including the perturbated nuclear data D1 and the tolerance parameter D2 by using the subcritical evaluation calculation code, and corresponds to the plurality of sets. A plurality of (N) effective multiplication factors k1 to kN are calculated (step S13: evaluation value derivation step).
次に、制御部11は、算出した複数の実効増倍率に基づいて、不確かさを含む実効増倍率Kを評価結果として導出する(ステップS14:評価ステップ)。具体的に、評価ステップS14において、制御部11は、算出した複数の実効増倍率を算術平均して平均実効増倍率kavgを算出する(ステップS14a)。続いて、制御部11は、算出した複数の実効増倍率に基づいて、実効増倍率の標準偏差σkを算出する(ステップS14b)。そして、制御部11は、標準偏差σkに信頼係数αを乗算し、信頼係数αを乗算した標準偏差σkを、平均実効増倍率kavgに加算することで、不確かさを含む実効増倍率K(=kavg+α×σk)を算出する(ステップS14c)。 Next, the control unit 11 derives the effective magnification K including uncertainty as an evaluation result based on the calculated effective multiplication factor (step S14: evaluation step). Specifically, in the evaluation step S14, the control unit 11, the calculated plurality of the effective multiplication factor arithmetic average to calculate the average effective multiplication factor k avg (step S14a). Subsequently, the control unit 11 calculates the standard deviation σk of the effective multiplying factor based on the calculated effective multiplying factor (step S14b). Then, the control unit 11 multiplies the standard deviation σk by the confidence coefficient α, and adds the standard deviation σk obtained by multiplying the confidence coefficient α to the average effective multiplication factor k avg , whereby the effective multiplication factor K including uncertainty ( = k avg + α × σk) is calculated (step S14c).
そして、制御部11は、図6に示すように、算出した不確かさを含む実効増倍率Kを評価結果として表示部14に表示させると共に、平均実効増倍率kavgと標準偏差σkとを、表示部14に表示させる(ステップS15:評価結果表示ステップ)。ここで、図6は、表示部に表示される評価結果を示す図である。また、ステップS15において、制御部11は、従来手法(例えば、ノミナル値に不確かさを積み上げた積み上げ式の評価方法)に基づく評価結果(k+ε)と、ステップS14で算出した実効増倍率Kとの差分((k+ε)−K)を、比較結果として表示部14に表示させてもよい。制御部11は、ステップS15の実行後、不確かさを含む実効増倍率Kを算出する制御動作を終了する。
Then, the control unit 11, as shown in FIG. 6, the display of the effective multiplication factor K that contains an uncertainty calculated on the
図7は、本実施形態の実効増倍率と従来の実効増倍率とを比較した図である。図7に示すように、従来の実効増倍率(k+ε)と、本実施形態の実効増倍率Kとを比較すると、本実施形態の実効増倍率Kが、従来の実効増倍率(k+ε)に比して、約0.6%減じることが確認され、合理化を図れることが確認できた。 FIG. 7 is a diagram comparing the effective magnification of the present embodiment with the conventional effective magnification. As shown in FIG. 7, when the conventional effective magnification (k + ε) and the effective magnification K of the present embodiment are compared, the effective magnification K of the present embodiment is compared with the conventional effective magnification (k + ε). Then, it was confirmed that the reduction was about 0.6%, and it was confirmed that rationalization could be achieved.
以上のように、本実施形態によれば、核データD1の不確かさと、使用済燃料ピット1及び燃料集合体8を含む原子力設備の製作公差とを考慮して、不確かさを含む実効増倍率Kを導出することができるため、原子力設備で管理される燃料の未臨界性を、合理的に評価することができる。
As described above, according to the present embodiment, the effective multiplication factor K including the uncertainty is taken into consideration in consideration of the uncertainty of the nuclear data D1 and the manufacturing tolerance of the nuclear equipment including the used fuel pit 1 and the
また、本実施形態によれば、評価結果として、実効増倍率Kを用いることから、燃料の未臨界性を適切に評価することができる。 Further, according to the present embodiment, since the effective multiplication factor K is used as the evaluation result, the subcriticality of the fuel can be appropriately evaluated.
また、本実施形態によれば、核データD1を正規分布に基づいて適切に摂動させることができ、また、公差パラメータD2を製作実績に基づいて適切に摂動させることができるため、不確かさを含む実効増倍率Kを適切に導出することができる。 Further, according to the present embodiment, the nuclear data D1 can be appropriately perturbed based on the normal distribution, and the tolerance parameter D2 can be appropriately perturbed based on the production results, which includes uncertainty. The effective multiplication factor K can be appropriately derived.
また、本実施形態によれば、平均実効増倍率kavgと標準偏差σkとを用いることで、不確かさを含む実効増倍率Kを、評価結果として適切に算出することができる。 Further, according to the present embodiment, by using the average effective multiplying factor k avg and the standard deviation σk, the effective multiplying factor K including uncertainty can be appropriately calculated as an evaluation result.
また、本実施形態によれば、使用済燃料ピット1に貯蔵される使用済燃料の未臨界性を評価することができる。 Further, according to the present embodiment, the subcriticality of the spent fuel stored in the spent fuel pit 1 can be evaluated.
また、本実施形態によれば、不確かさを含む実効増倍率Kを表示部14に表示することで、表示部14を視認することにより評価結果を容易に把握することができ、また、平均評価値kavg及び標準偏差σkを表示部14に表示することで、不確かさを含む実効増倍率Kをより詳細に把握することが可能となる。
Further, according to the present embodiment, by displaying the effective magnification K including uncertainty on the
1 使用済燃料ピット
5 貯留ピット
6 ラック
8 燃料集合体
10 未臨界性評価装置
11 制御部
12 記憶部
13 入力部
14 表示部
P 未臨界評価プログラム
D1 核データ
D2 公差パラメータ
D3 確率分布
D4 共分散データ
1
Claims (9)
未臨界性を評価するために入力される入力パラメータは、前記燃料に含まれる核種に関するデータである核データと、前記核データの不確かさに関するデータである共分散データと 、前記原子力設備の製作公差に関する公差パラメータと、を含み、
前記核データを前記共分散データに基づいて摂動させる核データ摂動ステップと、
前記公差パラメータを前記製作公差の範囲内で摂動させる公差パラメータ摂動ステップと、
摂動させた前記核データ及び前記公差パラメータを組み合わせ 、組み合わせた前記核データ及び前記公差パラメータを含む複数の前記入力パラメータに基づいて、未臨界性の評価値を複数導出する評価値導出ステップと、
導出された複数の前記評価値を統計処理して、不確かさを含む前記評価値を評価結果として導出する評価ステップと、を備えることを特徴とする未臨界性評価方法。 It is a subcriticality evaluation method performed by a subcriticality evaluation device that evaluates the subcriticality of fuel managed by nuclear equipment.
The input parameters input for evaluating the subcriticality are nuclear data, which is data on the nuclear species contained in the fuel, covariance data, which is data on the uncertainty of the nuclear data, and manufacturing tolerances of the nuclear equipment. Including tolerance parameters and
A nuclear data perturbation step that perturbs the nuclear data based on the covariance data,
A tolerance parameter perturbation step that perturbs the tolerance parameter within the manufacturing tolerance, and
An evaluation value derivation step of combining the perturbated nuclear data and the tolerance parameter and deriving a plurality of subcriticality evaluation values based on the combined nuclear data and the plurality of input parameters including the tolerance parameter.
A subcriticality evaluation method comprising:, an evaluation step of statistically processing a plurality of derived evaluation values and deriving the evaluation value including uncertainty as an evaluation result.
前記評価値導出ステップでは、前記実効増倍率が前記評価値として導出され、
前記評価ステップでは、不確かさを含む前記実効増倍率が前記評価結果として導出されることを特徴とする請求項1に記載の未臨界性評価方法。 The evaluation value is an effective multiplication factor, and is
In the evaluation value derivation step, the effective multiplication factor is derived as the evaluation value.
The subcriticality evaluation method according to claim 1, wherein in the evaluation step, the effective multiplication factor including uncertainty is derived as the evaluation result.
前記核データ摂動ステップでは、前記核データを前記正規分布に基づいて摂動させ、
前記公差パラメータ摂動ステップでは、前記公差パラメータを、前記原子力設備の前記製作公差を製作実績に基づいて統計的に整理した確率分布に基づいて摂動させることを特徴とする請求項1または2に記載の未臨界性評価方法。 The covariance data has a normal distribution.
In the nuclear data perturbation step, the nuclear data is perturbed based on the normal distribution.
The first or second aspect of claim 1 or 2, wherein in the tolerance parameter perturbation step, the tolerance parameter is perturbed based on a probability distribution in which the manufacturing tolerance of the nuclear facility is statistically arranged based on the manufacturing results. Tolerance evaluation method.
導出された複数の前記評価値を算術平均して平均評価値を導出する平均導出ステップと、
導出された複数の前記評価値に基づいて、前記評価値の標準偏差を導出する標準偏差導出ステップと、
前記平均評価値に前記標準偏差を加算して、不確かさを含む前記評価値を前記評価結果として導出する評価結果導出ステップと、を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の未臨界性評価方法。 In the evaluation step,
An average derivation step for deriving an average evaluation value by arithmetically averaging a plurality of derived evaluation values,
A standard deviation derivation step for deriving the standard deviation of the evaluation value based on the plurality of derived evaluation values, and a standard deviation derivation step.
One of claims 1 to 3, further comprising an evaluation result derivation step of adding the standard deviation to the average evaluation value and deriving the evaluation value including uncertainty as the evaluation result. The subcriticality evaluation method described in.
前記評価結果表示ステップでは、前記評価結果と共に、前記平均評価値及び前記標準偏差の少なくとも一方を表示することを特徴とする請求項6に記載の未臨界性評価方法。 In the evaluation step, when deriving an average evaluation value obtained by arithmetically averaging a plurality of the evaluation values and a standard deviation of the plurality of the evaluation values.
The subcriticality evaluation method according to claim 6, wherein in the evaluation result display step, at least one of the average evaluation value and the standard deviation is displayed together with the evaluation result.
未臨界性を評価するために入力される入力パラメータは、前記燃料に含まれる核種に関するデータである核データと、前記核データの不確かさに関するデータである共分散データと、前記原子力設備の製作公差に関する公差パラメータと、を含み、
前記入力パラメータを取得し、取得した前記入力パラメータに基づいて、未臨界性の評価値を導出する制御部を備え、
前記制御部は、
前記共分散データに基づいて前記核データを摂動させると共に、前記製作公差の範囲内で前記公差パラメータを摂動させ、摂動させた前記核データ及び前記公差パラメータを組み合わせて前記入力パラメータを複数生成し、複数の前記入力パラメータに基づいて、前記評価値を複数導出し、導出した複数の前記評価値を統計処理して、不確かさを含む前記評価値を評価結果として導出することを特徴とする未臨界性評価装置。 A subcriticality evaluation device that evaluates the subcriticality of fuels managed by nuclear equipment.
The input parameters input for evaluating the subcriticality are nuclear data, which is data on the nuclear species contained in the fuel, covariance data, which is data on the uncertainty of the nuclear data, and manufacturing tolerances of the nuclear equipment. Including tolerance parameters and
A control unit that acquires the input parameter and derives an evaluation value of subcriticality based on the acquired input parameter is provided.
The control unit
The nuclear data is perturbed based on the covariance data, and the tolerance parameters are perturbed within the range of the manufacturing tolerance, and the perforated nuclear data and the tolerance parameters are combined to generate a plurality of the input parameters. A subcriticality characterized by deriving a plurality of the evaluation values based on the plurality of input parameters, statistically processing the derived evaluation values, and deriving the evaluation values including uncertainty as an evaluation result. Sex evaluation device.
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