수반중성자속을 사용한 몬테칼로 분산감소인자 민감도 분석

Abstract

몬테칼로 계산에서 수반해는 측정하고자 하는 목표함수에 대한 중요도로 해석될 수 있고, 분산감소기법에 사용되는 인자를 결정하는 데 쓰일 수 있다. 본 연구는 공간-에너지 의존 수반해를 이용하여 가중치 윈도우 기법의 가중치 하한한계값을 공간-에너지 의존적으로 지정함으로써 몬테칼로 계산의 효율성을 증대시키는 데 있어서, 분산감소 인자에 대한 계산효율의 민감도를 조사하고, 수반중성자속으로부터 분산감소인자를 생성하는 몇 가지 방법을 제안하고 소스모드 계산과 증배계수 계산 문제에 적용시켜 그 효과에 대해서 평가한다.

FDM(Finite Difference Method)을 이용하여 공간-에너지 의존 수반해를 구하고, 수반해의 역수를 가중평균하여 기존의 implicit capture에서 통용되던 가중치 하한한계값과 동일하도록 가중치 윈도우 기법의 가중치 하한 한계값을 설정한다. 여기서, 수반해를 가중평균할 때 사용하는 함수로는 공간-에너지에 의존하지 않는 임의의 상수값을 사용하는 방법과 공간-에너지 기반의 중성자속, 중성자밀도, 목표반응율 등을 사용할 수 있다.

수반해를 이용하여 공간-에너지 의존적 가중치 하한값을 설정한 계산은 가중 방식에 따라 효과가 다르며 여전히 최적의 분산감소인자가 존재할 가능성을 남기지만, 기존의 획일적 가중치 하한 한계값을 설정한 계산에 비해 몬테칼로 계산의 효율성을 증대시킬 수 있다. 1차원 고에너지 중성자 차폐문제와 1차원 TBM 삼중수소 증식문제에 적용시켜 반응율 측정에 대한 몬테칼로 계산이 기존의 Implicit capture를 사용하였을 때 보다 개선된 것을 보이고, 2차원 7군 표준검증 문제인 C5G7와 OPR1000 2차원 문제에 대해 적용시켜 증배계수 계산에 대한 개선된 분산감소능력을 입증한다.

In Mote Carlo neutronic calculation, adjoint flux can be considered as an important function with regarded to the destination function which is to be calculated. Also, It can be used to determining a parameter for variance reduction calculation. On the background of determining a lower parameter of weight window technique by using space-energy dependent adjoint flux, this study aims to present a number of method to determine lower parameter of weight window technique from a space-energy dependent adjoint flux, and to analysis the sensitivity of variance reduction performance on source mode and criticality mode calculation along with the suggested methods for determining the variance reduction parameter. As regarded to the step of determining lower parameter of weight window technique used in this study, obtain a weighted average of inversed space-energy dependent adjoint flux; the adjoint flux is pre-obtained from FDM(Finite Difference Method) calculation. Then, multiplied constant can be obtained, which makes the averaged value be equivalent to the lower parameter which is commonly used in Implicit Capture method. For the weighting factor used in weighted averaging of inversed adjoint flux, it can be used that space-energy dependent neutron flux, neutron population, reaction rate, and even space-energy independent constant. Using the variance reduction techniques parameterized from an adjoint flux shows different performance between methods to make the parameter from adjoint flux. Also it still leaves a open possibility to show an improved performance by changing the parameter. Though, one benefit is guaranteed that variance reduction techniques using a adjoint flux shows an improved performance compared to commonly using Implicit Capture method which use a constant parameter not space-energy dependent adjoint flux. To demonstrate the performance of variance reduction with adjoint flux, performs source mode calculations of 1-dimensional 7group high energy neutron shielding problem and 1-dimensional 47group TBM(Test Blanket Module) problem. For the criticality mode calculation, calculations of 2-dimensional 7group C5G7 from IAEA and 2-dimensional 7group OPR1000 problem is carried out.