原子力熱推進用原子炉の予備設計と安全性のためのニュートロニクス最適化アプローチ【JST・京大機械翻訳】

Meschini Samuele; Cammi Antonio

文献

J-GLOBAL ID：202202226152264785 整理番号：22A0432243

原子力熱推進用原子炉の予備設計と安全性のためのニュートロニクス最適化アプローチ【JST・京大機械翻訳】

A neutronics optimization approach for preliminary design and safety of nuclear reactors for nuclear thermal propulsion

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巻： 143 ページ： Null 発行年： 2022年
JST資料番号： H0693A ISSN： 0149-1970 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

核熱推進は,宇宙機関,特にNASAからの関心の上昇によって実証されたように,長距離宇宙飛行のための重要な技術である。予備設計は,全ての設計要求に適合する構成まで,多くの原子炉構成の探索を含む。ニュートロニクス,熱水力,安全性およびロケット性能のような異なる設計分野間のトレードオフは避けられない。設計技術者は,多数の可能な原子炉構成と実行しなければならない異なる解析のため,大量のシミュレーションを実行しなければならない。本研究は,CERMET燃料によるLEU反応器の設計に対する最適化アプローチを検討し,核熱ロケットに対する中性子工学,安全性およびNASA要求を満足させる構成を見出した。ニュートロニクス解析は研究の基礎を構成するが,事故シナリオと熱水力解析も行い,原子炉の安全性とロケット性能を評価する。最適化手法は,最適領域を見つけるまで,異なる構成をシミュレートし,設計空間を徐々に低減する。この方法で,不必要なシミュレーションを避ける。中性子コードセルペントとMATLABの間の統合を含む前処理から後処理までの全解析を処理するために,Pythonスクリプトを開発した。最適領域を見つけると,最も有望な構成は,ニュートロニクス解析から検索された異なる性能指標を比較することによって同定される。4つの事故シナリオにおける反応器挙動をシミュレートする安全解析を,このより小さな反応器構成グループで行った。最後に,安全要件を満たす反応器は,熱-水力解析を受け,熱限界は,ロケット性能を超え,評価しないことを検証した。このアプローチにより,構成の数を成功裏に低減でき,真の競合であるこれらの構成に対する追加の解析を制限する。さらに,最適領域の構成は初期構成よりも優れた性能を達成した。また,最も厳しい制約は安全性に関係すること,安全基準を満たすことができないので,多くの有望な構成が廃棄されることも分かった。これは,原子炉設計の初期段階における安全性解析を含む必要性を強調する。LEU,CERMET燃料反応器設計は,挑戦的ではあるが実現可能であり,本研究で提示した手法は,予備反応器設計のための最適構成を見つけるのに適用できると結論した。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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原子炉核特性

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