Published September 1991 | Version v1
Journal article

Calculations of spatial harmonics in two-dimensional multiplicative systems

  • 1. Nagoya Univ. (Japan). Faculty of Engineering

Description

The improved power method in the higher-harmonic eigenvalue calculation of nuclear plant thermal-hydraulic dynamics was applied to the λ- and ωp-eigenvalue problems of thermal and fast reactor systems to obtain the two-dimensional, few-energy-group higher-harmonic eigenvalues and eigenfunctions. As a result, the efficiency of the method was confirmed in the large-scale neutron diffusion problems consisting of the variables amounting to tens of thousands, and the interesting spatial patterns of the eigenfunction were obtained. Even though a harmonic order may be lower, the discrepancy between λ- and ωp-eigenfunctions, which are usually assumed to be approximately identical, is significant in a thermal system with low-absorbing region (e.g. reflector). In the higher ωp-harmonics of the system, zero loci of the eigenfunctions depend on neutron energy group. Therefore, the particular attention should be paid to placements and energy-response of detectors in the kinetic experiments. (author)

Availability note (English)

Available from DOI: https://doi.org/10.3327/jaesj.33.882

Abstract (Japanese)

原子炉動特性解析において、外乱に対する出力分布の変動や安定性の問題が中性子拡散方程式固有値問題の解の性質から直接議論される。現在の原子炉あるいは臨界安全管理が対象とする燃料体系の複雑な幾何形状を精密に扱って固有値計算を行う場合、どうしても多次元解析が必要となるため、この問題点を解決する必要があった。この近接·重腹固有値の問題を克服する方法として島崎は改良べき乗法を提案し、原子炉プラントの状態量(圧力、温度等)に関する状態方程式固有値問題に適用した。本報では、この改良法を中性子拡散方程式固有値問題に適用し、その有効性を検討する。このために、べき乗法の修正法の1つであるホテリング法にこの改良法を組み込んだ計算法を、熱中性子炉系および高速炉系に関するλ(静的)およびωp(動的即発)固有値問題に適用し、2次元少数群固有値·固有関数を求めた。本報では、まずこの計算法を第II章で示し、第III章では計算体系と条件について説明する。従来、動特性実験のための検出器配置·外乱の投入位置の決定、あるいは実験データ解析において考慮される空間高次モードは、多くの場合解析的に解ける単純形状体系(例えば裸の均質炉心)の固有関数から類推されていた。第IV章では、より一般的な体系である反射体付熱中性子炉、ブランケットを有する多領域高速炉のλおよびωp固有関数の典型的パターンを示すとともに、裸の均質炉系の解との比較を行う。また炉雑音測定、中性子パルス実験などの解析では、λとωpモード固有関数を多くの場合近似的に等しいとするが、この近似の限界についても検討する。 (日本)

Additional details

Additional titles

Original title (Japanese)
2次元増倍系における空間高次モードの計算

Identifiers

Publishing Information

Journal Title
Nippon Genshiryoku Gakkai-Shi
Journal Volume
33
Journal Issue
9
Journal Page Range
p. 882-889
ISSN
0004-7120

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