KR101390069B1 - 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법 - Google Patents

중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2군 시간-공간 의존형 3차원 중성자확산 방정식과 6군 지발중성자군 균형방정식을 이용하여 원자로의 미임계 정상상태 중성자속을 산출하는 제 1 단계; 상기 원자로의 미임계 과도상태 모사를 위한 배열을 생성하고, 상기 정상상태 중성자속을 초기치로 사용하여,
Figure 112012069239466-pat00035

---(6)
(여기서, 위첨자 C는 중심노드를 R, L은 중심노드를 중점으로 x, y, z 방향으로 각각 오른쪽(R), 왼쪽(L)에 존재하는 노드, 하첨자 0은 이전시간단계, 1은 현재시간단계를 나타냄)식 (6)의 해를 풀어내어 상기 원자로의 과도상태에서의 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 생성하는 제 2 단계; 및 상기 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 기초로 상기 원자로의 과도상태를 모사하는 제 3 단계를 포함하는 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법에 관한 것이다.

Description

중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법{SUBCRITICAL CORE SIMULATION METHOD USING NEUTRON SOURCE TERM}
본 발명은 원자로의 미임계 상태의 노심 과도상태 모사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 중성자 선원항을 고려하여 현 조건의 미임계 노심상태를 평가하고, 중성자 선원항 및 시시각각 변경되는 노심의 운전조건에 대하여 해석적인 방법으로 시간에 따른 원자로의 미임계 상태일 때의 노심 상태를 정확히 모사하는 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법에 관한 것이다.
원자력발전소가 핵분열을 일으켜 중성자 생성과 소멸 비율이 같아지는 것을 임계라고 한다. 현재 원자력발전소의 노심설계에서 적용하고 있는 방법은 원자력발전소의 임계상태와 임계상태 이후에 대한 원자로의 상태를 반영하여 전산프로그램으로 모사한다. 또한, 시간에 따른 원자로의 과도상태도 임계상태 이후에 대하여 평가한다. 이때는 핵분열에 의한 중성자의 분포가 중성자 선원에 의한 중성자의 수에 비하여 상당히 큰 수준이므로 중성자 선원항을 무시할 수 있다.
그러나 임계이전 상태인 미임계상태에서 임계에 도달하는 과정은 중성자 선원항의 기여를 무시할 수 없다. 현재 임계 이전의 상태에서 중성자 선원항을 고려하여 임계에 도달하는 과정까지의 노심과도 상태를 다룬 방법은 존재하지 않는 실정이다.
종래의 노심 과도상태 모사 방법은 원자력발전소의 임계이후 노심상태에 대하여 핵분열에 의한 중성자의 생성과 소멸을 다루고, 시간에 따른 중성자거동을 전산프로그램으로 모사하는 방식이었다. 그러나, 상기 방법은 임계 이전 상태인 미임계상태를 모사할 경우 초기 핵분열 발생에 필요한 중성자 선원을 고려할 수 없기 때문에 그 결과의 정확도를 신뢰할 수 없다.
따라서 종래의 기술을 이용하여 원자력발전소의 미임계 상태에서 임계로 도달하는 과정을 모사하는 것은 정확도와 신뢰도가 상당히 부족하다.
관련된 또다른 종래기술로는 일본공개특허공보 평6-0273572에서 미임계 상태에 대한 기술적 구성을 기술하고 있으나, 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심 상태 모사 방법과는 무관하며, 일본공개특허공보 2006-0090944 에서는 원자로 미임계도 평가방법에 대한 기준을 제시하는 기술적 구성에 관한 것으로 원자로 미임계 노심상태 모사방법과는 무관하다.
본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법은 미임계 상태에서 임계상태로 도달하는 상황을 정확히 모사하는 것을 목적으로 한다. 이에 따라 현장시험요원이 실제 원자력발전소의 임계도달을 위한 실제 운전 전에 가상의 모의시험을 통하여 접근전략 결정 및 운영이 미숙한 시험요원에 대한 사전 숙지가 가능하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법은 원자력발전소 임계 이전의 상태에서 발생할 수 있는 노심의 과도상태를 정확히 모사하는 것을 목적으로 한다. 임계 이전 상태에서 시간에 따라 출력 상승을 위한 양의 반응도 주입 및 출력 하강을 위한 음의 반응도 주입에 대한 노심과도 상태를 정확히 모사할 수 있고, 따라서 제어봉 인출 및 삽입, 독물질 주입 및 희석에 대한 실시간적 해석이 가능하고 결과적으로 과도한 반응도 주입에 대한 안전성 평가가 가능하다.
본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법은 2군 시간-공간 의존형 3차원 중성자확산 방정식과 6군 지발중성자군 균형방정식을 이용하여 원자로의 미임계 정상상태 중성자속을 산출하는 제 1 단계; 상기 원자로의 미임계 과도상태 모사를 위한 배열을 생성하고, 상기 정상상태 중성자속을 초기치로 사용하여,
Figure 112012069239466-pat00001
---(6)
(여기서, 위첨자 C는 중심노드를 R, L은 중심노드를 중점으로 x, y, z 방향으로 각각 오른쪽(R), 왼쪽(L)에 존재하는 노드, 하첨자 0은 이전시간단계, 1은 현재시간단계를 나타냄)식 (6)의 해를 풀어내어 상기 원자로의 과도상태에서의 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 생성하는 제 2 단계; 및 상기 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 기초로 상기 원자로의 과도상태를 모사하는 제 3 단계를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법은 상기 제 2 단계에서, 정상상태 모사용 반복계산법(즉, 소격격자차분법, 2개 노드 문제 해법, 및 수렴가속화기법)을 적용하여 상기 원자로의 과도상태에서의 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법은 제 1 단계에서, 소격격자차분법에 2개 노드 문제 해법을 적용하여
Figure 112013110982829-pat00002
을 풀어냄으로써 상기 정상상태 중성자속을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법은 원자력발전소가 임계에 도달하지 않는 보증정지 조건을 시작으로 출력운전을 위한 임계상태로 도달하는 상황을 정확히 모사할 수 있는 유리한 효과가 있다.
이에 따라 현장시험요원이 실제 원자력발전소의 임계도달을 위한 운전 전에 가상의 모의시험을 통하여 접근전략 결정 및 운영이 미숙한 시험요원에 대한 사전 숙지를 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법은 원자력발전소 임계 이전의 상태에서 발생할 수 있는 노심의 과도상태를 정확히 모사할 수 있는 효과가 있다.
임계 이전 상태에서 시간에 따라 출력 상승을 위한 양의 반응도 주입 및 출력 하강을 위한 음의 반응도 주입에 대한 노심과도 상태를 정확히 모사한다. 따라서 제어봉 인출 및 삽입, 독물질 주입 및 희석에 대한 실시간적 해석이 가능하고 결과적으로 과도한 반응도 주입에 대한 안전성 평가가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법을 개략적으로 도시한 플로우 차트이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법에서 정상상태 중성자속을 구하는 알고리즘을 개략적으로 도시한 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법의 과도상태 모사 알고리즘을 도시한 플로우 차트이다.
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 각 실시예를 상세히 설명한다.
미임계 원자로는 중성자 선원항이 존재하여야 중성자속이 형성된다. 중성자 선원항이 어디 있느냐에 따라 중성자속 분포가 달라지지만 중성자 선원항이 없다면 미임계 원자로는 출력을 낼 수 없다.
기존 원자로내 중성자속 분포는 중성자 선원항을 무시할 수 있을 정도로 중성자속 크기가 증가한 경우에만 소위 '고유치' 문제를 해결하는 방법으로 해를 구하게 된다. 이미 원자로가 임계에 도달했다는 가정을 전제로 하기 때문에 미임계 원자로는 같은 방법으로 해석할 수 없다.
그런데 원자로가 초기 임계에 도달하기 위해서는 미임계 상태에서 중성자 흡수물질 희석이나 제어봉 인출 등으로 반응도를 주입하여야 하며, 초기 임계에 도달하는 일련의 절차는 매번 실제 원자로를 대상으로 하는 실험적 기법으로 진행된다.
발전소 운전원 또는 담당부서 직원이 초기 임계 전 과정에 대한 별도의 훈련이나 시뮬레이션을 사전에 수행할 수 없기 때문에 초기 임계에 도달하는 동안 다양한 변동사항이 발생하였을 경우 현상에 대한 이해가 부족하여 대처가 늦어지거나 초기임계로의 도달이 지연될 수 있다.
초기 임계에 도달하기 위한 각 단계별 운전에 대해 운전원이나 담당부서 직원들이 사전 시뮬레이션을 수행할 수 있다면 실제 운전 중 어떤 현상이 예상되는지를 예측할 수 있고 현상에 대한 이해가 증진되어 각종 상황에 대처할 수 있다.
초기 임계 달성까지의 여러 노심상태를 모사하려면 미임계 원자로의 정상상태뿐 아니라 과도상태를 해석할 수 있어야 한다.
본 발명에 따른 미임계 노심상태 모사방법은 임의의 위치에 임의의 중성자 선원항이 존재하는 원자로에서 중성자 선원항에 따른 중성자속 분포와 원자로 출력을 계산하고, 각종 반응도 기기의 이동 및 열수력 특성 변화에 대해 노심 중성자속 분포를 계산하는 방법이다.
이하 이론적 배경과 이를 구현하는 알고리즘, 및 노외계측기 계산 결과를 생산하는 방법 및 다른 기기와의 연결성에 대해 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법을 개략적으로 도시한 플로우 차트이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법은 원자로의 미임계 정상상태 중성자속을 산출하는 제 1 단계와, 원자로의 미임계 과도상태 모사를 위한 배열을 생성하고, 정상상태 중성자속을 초기치로 사용하여,
Figure 112012069239466-pat00003
의 해를 풀어내어 원자로의 과도상태에서 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 생성하는 제 2 단계 및 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 기초로 원자로의 과도상태를 모사하는 제 3 단계로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법에서 정상상태 중성자속을 구하는 알고리즘을 개략적으로 도시한 플로우차트를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 정상상태 중성자속을 구하는 알고리즘은 입력을 통해 핵연료, 냉각재 온도, 붕소농도, 제어봉 높이, 선원항을 노드별 할당하고 노드별 핵자료를 계산하며 할당하는 단계와 중성자속의 초기치를 계산하는 단계, 선원항이 존재하는 원자로의 중성자속을 계산하는 단계를 갖추어 이루어진다.
중성자 선원항이 존재할 때 중성자속을 계산하는 방법은 2군 시간-공간 의존형 3차원 중성자확산방정식과 6군 지발중성자군 균형방정식을 이용한다. 임의의 핵적 노드 m에서 시간에 따른 2군 중성자속과 6군 지발중성자군의 변화를 기술하면 수학식 1 및 수학식 2와 같다.
<수학식 1>
Figure 112012069239466-pat00004
-- (1)
<수학식 2>
Figure 112012069239466-pat00005
------- (2)
여기서,
Figure 112012069239466-pat00006
= m 노드 g군의 중성자 속도 (cm/sec),
Figure 112012069239466-pat00007
= 시간 t에서 m 노드 g군의 중성자속 (neutron/㎠/sec),
Figure 112013110982829-pat00008
= m노드 g군의 거시적(핵분열, 포획 혹은 산란),( cm-1),
핵단면적(macroscopic cross section) , (cm-1)
Figure 112013110982829-pat00009
= 시간 t에서 m 노드 g군의 u방향 오른쪽(왼쪽) 경계면 중성자류
(neutron/㎠/sec),
Figure 112012069239466-pat00010
= m노드의 총 지발중성자군 생성분율 및 d군 지발중성자의 생성분율,
Figure 112013110982829-pat00011
= 핵분열시 g군 중성자가 생성될 확률,
Figure 112012069239466-pat00012
= m 노드에서 d 지발중성자군의 붕괴상수(/sec),
Figure 112012069239466-pat00013
=시간 t에서 m 노드에서 d 지발중성자군의 수밀도(neutrons/㎤),
Figure 112012069239466-pat00014
= 노심 내외부 지발중성자원 (neutron/㎤/sec)
Figure 112012069239466-pat00015
= 노심전체에 대한 유효중성자 증배계수
를 의미한다.
수학식 1은 통상의 시간의존형 3차원 중성자확산방정식에서 유효중성자증배계수(keff)가 제외되었고 특정위치에만 존재하는 외부선원항(Sext(t))이 들어있다는 점에서 특징이 있다. 외부선원항은 절대값을 갖고 있기 때문에 수학식 1은 통상의 '고유치' 문제 형태로 해결할 수가 없다.
유효중성자 증배 계수도 고유치 문제의 결과로 얻는 것이 아니라 선원항 문제의 해를 구해 정의에 따라 계산하여야 한다. 따라서 수학식 1은 선원항을 가진 초기치 문제로 귀결된다. 수학식 1과 수학식 2는 동시에 해를 구해야 하는데 이를 해결하기 위하여서는 우선 정상상태가 계산되고 그 값이 시간 종속항을 계산하는 초기치로 사용되어야 한다.
중성자속 초기치 계산은 도 2에 도시된 바와 같이, Keff를 가정하고 소격격자차분법(CMFD: Coarse-mesh Finite Difference method)을 이용하여 변수를 생산(연산)한다. 이후 Keff에 대응하는 핵분열항을 생산한다. 주어진 핵분열항에 대해 중성자속을 계산하고 중성자속이 수렴시 이를 태그(tag)한다. 이를 5회 이상 반복할 수 있다. 반복 과정을 거처 Keff를 변경하고 Keff가 수렴시 상기 과정들을 종료하고, 수렴하지 않을시 3회 시행마다 2개 노드 문제(Two-node problem) 해법용 변수를 생산하고 수렴가속화기법을 수행한다. 이후 CMFD를 이용하여 변수를 생산하는 단계로 회귀하고 Keff가 수렴할 때까지 위의 과정을 반복한다.
수학식 1의 정상상태는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112012069239466-pat00016
정상상태에서 수학식 2는 수학식 3의 해로부터 직접 구할 수 있기 때문에 수학식 3의 해법이 중요하다. 수학식 3은 잘 알려진 소격격자차분법에 2개 노드 문제 해법을 적용하여 풀어낸다.
정상상태의 해를 구함에 있어 수학식 3의 우변에 있는 중성자 선원항은 전체 노심에 비하면 국부적인 하나의 핵연료 집합체에만 존재하기 때문에 좌변의 해를 구하기 매우 어렵다. 초기값을 적절히 선택하여야 수학식 3의 수치를 구할 수 있기 때문에 본 발명은 정상상태의 고유치 문제를 풀어 그 해를 초기값으로 하였다.
다음으로 정상상태에서 고유치 문제의 해를 얻는 과정을 기술한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 선원항이 존재하는 원자로의 중성자속 계산은 앞서의 중성자속 초기치를 활용한다. 이후, CMFD를 이용하여 변수를 생성하고 주어진 선원항에 대해 중성자속을 계산하고 수렴여부를 조사한다.
수렴하는 경우 반복과정이 중지되고, 수렴하지 않는 경우에는 5회마다 2개 노드 문제용 변수를 생산하고 수렴 가속화 기법을 수행한다. 이를 수십회 반복시행한 후 중지한다. 다음으로 수렴하지 않음으로 인해 수십회 반복시행 후 중지한 경우, 반응도 기기 이동에 반영하고 노드별 핵연료 온도 및 노드별 열수력자료를 계산한 후 다시 CMFD를 이용하여 변수를 생산하는 단계로 회귀한다. 중성자속이 수렴하여 반복과정이 중지된 경우에는 노드별 중성자속 및 출력을 저장하고, Keff, 반응도, 노외계측기 초기 신호를 생산하고 이를 통해 과도상태 초기조건을 생산한다.
정상상태의 해가 구해지면 과도상태의 해를 직접적으로 계산할 수 있다. 수학식 1과 수학식 2를 풀면서 각종 반응도 기기의 이동에 대한 정보를 실시간으로 받아 핵단면적 계산에 적용한다. 이 때 수학식 1의 중성자 선원항은 고정된 값이다. 과도상태를 해석하기 위해 핵적 노드 m의 시간에 따른 중성자속은 시간의존성이 낮은 공간의존형 중성자속
Figure 112012069239466-pat00017
와 시간에 직접적인 영향을 받는 ewt로 구분하여 표현한다. 즉, 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
<수학식 4>
Figure 112012069239466-pat00018
----------- (4)
수학식 4를 수학식 1의 좌변 시간 의존형 항에 적용하면 수학식 5와 같이 정리된다.
<수학식 5>
Figure 112012069239466-pat00019
--- (5)
수학식 1에 표현된 중성자류(J)를 중성자속으로 변환하되 엎서 언급한 CMFD 방법을 사용하면 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
<수학식 6>
Figure 112012069239466-pat00020
--- (6)
여기서, 위첨자 C는 중심노드를 의미하고, R, L은 중심노드를 중점으로 x, y, z 방향으로 각각 오른쪽(R), 왼쪽(L)에 존재하는 노드를 의미하고. 하첨자 0은 이전시간단계를 의미하고, 1은 현재시간단계를 의미한다. 수학식 6은 수학식 1과 유사하지만 우변 중성자 선원항에 이전 시간단계의 중성자속이 존재하며 우변항목이 이미 결정되어 있다는 점에서 정상상태 모사용 반복계산법(즉, 소격격차차분법, 두 개 노드 문제 해법, 및 수렴가속화기법)을 그대로 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 과도상태 모사 알고리즘의 플로우 챠드를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 계산된 결과는 모니터, 하드 디스크 및 기타 출력 도구로 보내지며, 특히 출력 분포는 노외계측기 신호를 생산하는데 이용된다. 노외계측기 신호를 생산하기 위해 필요한 "노외계측기 반응상수"는 미리 생산되어 입력자료 처리 시 하드디스크에서 읽어 메모리의 특정 위치에 저장된다.
보다 상세하게 과도상태 모사 알고리즘을 설명하면, 먼저 과도상태 모사용 배열을 생성하고 앞서 구한 정상상태 중성자속을 초기치로 활용하며 Δt를 결정한다. t = t + Δt로 설정하고 수학식 6의 우변항을 계산한다. 이 때 중성자 선원항의 변이사항과 이전 중성자속의 감쇠량이 고려되어야 한다.
이후 과도상태의 열수력 조건 및 핵연료 온도를 계산한다. 그 다음 반응도 기기 변동, 독물질농도 변화량을 계산하고 입력한 뒤 노드별 핵 단면적을 계산한다. 이후 2개 노드 문제용 변수를 생산하고 CMFD용 변수를 생산한다. 이러한 과정을 통해 수학식 6의 해를 구한다.
수학식 6의 해를 구한 후 이를 검토하기 위해 지발중성자군 수밀도를 갱신한다(수학식 2). 지발중성자군 수밀도가 수렴할 시 지발중성자군 수밀도를 재계산하고 반응도 및 노외계측기 신호를 생산하며 이를 결과로 출력한다. 이후 모사과정이 종료된다. 그러나, 지발중성자군 수밀도가 수렴하지 않을시 100회를 초과하여 계산하고 3 내지 5회마다 2개 노드 문제를 해석한 후 수렴 가속화 기법을 적용하여 다시 2개 노드 문제용 변수를 생산하는 단계로 회귀하여 상기 단계들을 반복한다.
수학식 6은 수학식 2의 차분화 방정식과 통합되어 현재시간단계의 중성자속을 계산한다. 종래의 발명 및 전산코드와의 가장 큰 차이점은 고정 중성자 선원항이 존재하기 때문에 임계에 도달하는 전 과정을 과도상태로 모사할 수 있다는 점이다. 기존 전산코드는 미임계 노심 자체를 풀 수가 없기 때문에 미임계 노심에서 반응도기기의 변동, 독물질 농도의 변동, 냉각수 온도의 변경 및 핵연료 온도 변동 등의 여러가지 운전 행위에 대해서는 아무런 정보를 제공할 수 없지만 본 발명은 어떤 주기의 미임계 노심에 대해서도 운전원이 필요로 하는 노심정보를 제공할 수 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명은 원자로의 미임계 상태의 노심 과도상태 모사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 중성자 선원항을 고려하여 현 조건의 미임계 노심상태를 평가하고, 중성자 선원항 및 시시각각 변경되는 노심의 운전조건에 대하여 해석적인 방법으로 시간에 따른 원자로의 미임계 상태일 때의 노심 상태를 정확히 모사하는 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법을 제공하여 임계 이전 상태에서 시간에 따라 출력 상승을 위한 양의 반응도 주입 및 출력 하강을 위한 음의 반응도 주입에 대한 노심과도 상태를 정확히 모사할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims (4)

  1. 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법으로서,
    2군 시간-공간 의존형 3차원 중성자확산 방정식
    {
    Figure 112013110982829-pat00021
    -식(1)}과,
    6군 지발중성자군 균형방정식
    {
    Figure 112013110982829-pat00022
    -식(2)}
    을 이용하여 원자로의 미임계상태의 정상상태 중성자속을 산출하는 제 1 단계;
    상기 원자로 미임계상태의 과도상태 모사를 위한 배열을 생성하여 상기 정상상태 중성자속을 초기치로 사용하여,
    수학식{
    Figure 112013110982829-pat00023

    -식(6)} 의 해를 풀어내어 상기 원자로의 과도상태에서의 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 생성하는 제 2 단계; 및 상기 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 기초로 상기 원자로의 과도상태를 모사하는 제 3 단계로 이루어진 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법.
    {수학식에서,
    Figure 112013110982829-pat00024
    = m 노드 g군의 중성자 속도 (cm/sec),
    Figure 112013110982829-pat00025
    = 시간 t에서 m 노드 g군의 중성자속 (neutron/㎠/sec),
    Figure 112013110982829-pat00026
    = m노드 g군의 거시적(핵분열, 포획 혹은 산란),( cm-1),
    핵단면적(macroscopic cross section),(cm-1)
    Figure 112013110982829-pat00027
    = 시간 t에서 m 노드 g군의 u방향 오른쪽(왼쪽) 경계면 중성자류 (neutron/㎠/sec),
    Figure 112013110982829-pat00028
    = m노드의 총 지발중성자군 생성분율 및 d군 지발중성자의 생성분율,
    Figure 112013110982829-pat00029
    = 핵분열시 g군 중성자가 생성될 확률,
    Figure 112013110982829-pat00030
    = m 노드에서 d 지발중성자군의 붕괴상수(/sec),
    Figure 112013110982829-pat00031
    =시간 t에서 m 노드에서 d 지발중성자군의 수밀도(neutrons/㎤),
    Figure 112013110982829-pat00032
    = 노심 내외부 지발중성자원 (neutron/㎤/sec)
    Figure 112013110982829-pat00033
    = 노심전체에 대한 유효중성자 증배계수
    이며,
    상기 식(6)에서, 위첨자 C는 중심노드를 의미하고, R, L은 중심노드를 중점으로 x, y, z 방향으로 각각 오른쪽(R), 왼쪽(L)에 존재하는 노드를 의미하고, 하첨자 0은 이전시간단계를 의미하고, 1은 현재시간단계를 의미함}
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계에서, 소격격자차분법, 2개 노드 문제 해법, 및 수렴가속화기법을 적용하여 상기 원자로의 과도상태에서의 지발중성자군 수밀도, 반응도 및 노외계측기 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 단계에서, 소격격자차분법에 2개 노드 문제 해법을 적용하여
    수학식{
    Figure 112013110982829-pat00034
    - 식(3)}을 풀어냄으로써 상기 정상상태 중성자속을 산출하는 것을 특징으로 하는 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원자로 미임계 노심상태 모사 방법은 중성자 선원항을 고려한 원자로 미임계 노심상태 모사 방법에서 초기치 계산 시에 반복 과정을 거쳐서 Keff를 변경하였으나 Keff가 수렴하지 않을시 3회 시행마다 2개 노드 문제 해법용 변수를 생산하고 수렴가속화기법을 수행한 후 CMFD를 이용하여 변수를 생산하는 단계로 회귀하고, Keff가 수렴할 때까지 위의 과정을 반복함을 특징으로 하는 원자로 미임계 노심상태 모사 방법.
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