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JAEA-Data/Code JAEA-Data/Code 2012-012 軽水炉燃料解析コード FEMAXI-7 および関連コードの入出力マニュアル Input/Output Manual of Light Water Reactor Fuel Performance Code FEMAXI-7 and Its Related Codes 鈴木 元衛 斎藤 裕明 宇田川 豊 永瀬 文久 Motoe SUZUKI, Hiroaki SAITOU, Yutaka UDAGAWA and Fumihisa NAGASE 安全研究センター 原子炉安全研究ユニット Reactor Safety Research Unit Nuclear Safety Research Center 日本原子力研究開発機構 July 2012 Japan Atomic Energy Agency

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    -Data/C

    odeJAEA-Data/Code

    2012-012

    軽水炉燃料解析コードFEMAXI-7および関連コードの入出力マニュアル

    Input/Output Manual of Light Water Reactor Fuel

    Performance Code FEMAXI-7 and Its Related Codes

    鈴木 元衛 斎藤 裕明 宇田川 豊 永瀬 文久

    Motoe SUZUKI, Hiroaki SAITOU, Yutaka UDAGAWA and Fumihisa NAGASE

    安全研究センター原子炉安全研究ユニット

    Reactor Safety Research UnitNuclear Safety Research Center

    日本原子力研究開発機構

    July 2012

    Japan Atomic Energy Agency

  • 本レポートは独立行政法人日本原子力研究開発機構が不定期に発行する成果報告書です。 本レポートの入手並びに著作権利用に関するお問い合わせは、下記あてにお問い合わせ下さい。 なお、本レポートの全文は日本原子力研究開発機構ホームページ(http://www.jaea.go.jp) より発信されています。

    独立行政法人日本原子力研究開発機構 研究技術情報部 研究技術情報課 〒319-1195 茨城県那珂郡東海村白方白根 2 番地 4 電話 029-282-6387, Fax 029-282-5920, E-mail:[email protected]

    This report is issued irregularly by Japan Atomic Energy Agency Inquiries about availability and/or copyright of this report should be addressed to Intellectual Resources Section, Intellectual Resources Department, Japan Atomic Energy Agency 2-4 Shirakata Shirane, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken 319-1195 Japan Tel +81-29-282-6387, Fax +81-29-282-5920, E-mail:[email protected]

    © Japan Atomic Energy Agency, 2012

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    JAEA-Data/Code 2012 - 012

    軽水炉燃料解析コード FEMAXI-7 および関連コードの入出力マニュアル

    日本原子力研究開発機構安全研究センター

    原子炉安全研究ユニット

    鈴木 元衛・斎藤 裕明*・宇田川 豊・永瀬 文久

    (2012 年 5 月 11 日受理)

    FEMAXI-7 は、軽水炉燃料の通常運転時及び過渡条件下のふるまい解析を目的と

    するコードとして、前バージョン FEMAXI-6 に対して多くの機能の追加・改良を実施

    した高度化バージョンである。このモデルと内部構造、機能の詳細は既に

    JAEA-Data/Code 2010-035 として刊行されている。本マニュアルは、これと対をなす

    もので、FEMAXI-7 及び関連コードの扱い方、入出力の方法、ソースの修正方法、サ

    ブルーチンモジュール、内部変数などについて詳述し、FEMAXI-7 による燃料解析の

    具体的方法を説明したものである。なお、JAEA-Data/Code 2010-035 の内容の一部に

    ついて修正した記述も含んでいる。

    原子力科学研究所(駐在):〒319-1195 茨城県那珂郡東海村白方白根 2-4

    * 伊藤忠テクノソリューションズ株式会社

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    JAEA-Data/Code 2012 - 012

    Input/Output Manual of Light Water Reactor Fuel Performance Code FEMAXI-7 and Its Related Codes

    Motoe SUZUKI, Hiroaki SAITOU*, Yutaka UDAGAWA and Fumihisa NAGASE

    Reactor Safety Research Unit Nuclear Safety Research Center,

    Japan Atomic Energy Agency Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken

    (Received May 11, 2012)

    A light water reactor fuel analysis code FEMAXI-7 has been developed for the purpose

    of analyzing the fuel behavior in normal conditions and in anticipated transient conditions. Numerous functional improvements and extensions have been incorporated in FEMAXI-7,

    which has been fully disclosed in the code model description published recently as

    JAEA-Data/Code 2010-035. The present manual, which is the counterpart of this description,

    gives detailed explanations of operation method of FEMAXI-7 code and its related codes,

    methods of Input/Output, methods of source code modification, features of subroutine

    modules, and internal variables in a specific manner in order to facilitate users to perform a

    fuel analysis with FEMAXI-7. This report includes some descriptions which are modified

    from the original contents of JAEA-Data/Code 2010-035.

    Keywords: LWR Fuel, FEM Analysis, Transient, Pellet, Cladding, Fission Gas Release,

    PCMI, Burn-up * ITOCHU Techno-Solutions Corporation

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    目 次

    1.はじめに .......................................................................................................................... 1

    2. 実行ファイルシステム ................................................................................................... 1

    2.1 FEMAXI -7 および EXPLOT のファイル構成 ................................................. 1

    2.2 燃焼計算コード RODBURN-1 のファイル構成 .................................................. 2

    2.3 燃焼計算コード PLUTON のファイル構成 ......................................................... 2

    2.4 ソースコードのコンパイル ................................................................................... 3

    2.4.1 Compaq DVF によるコンパイル ................................................................ 3

    2.4.2 Intel VF 10.X (or upper)によるコンパイル .................................................. 9

    2.4.3 Linux-GNU Fortran:g77 でのコンパイル ................................................... 18

    参考文献 2 ……………………………………………………………………..19

    3. プログラムの実行 ....................................................................................................... 20

    3.1 Windows-PC での実行 ........................................................................................ 20

    3.1.1 Compaq compiler の場合の実行ディレクトリ構造 ................................. 20

    3.1.2 Intel compiler の場合の実行ディレクトリ構造 ....................................... 21

    3.1.3 基本的な実行の順序 -1-(Windows の場合) ......................................... 22

    3.2 Linux での実行 .................................................................................................... 28

    3.2.1 GNU Fortran 77 (g77) の場合の実行ディレクトリ構造 .......................... 28

    3.2.2 GNU Fortran 77 (g77) の場合の Makefile 例 ............................................. 29

    3.2.3 基本的な実行の順序 -2-(Linux の場合) ............................................... 30

    3.3 Restart 機能と実行の順序..................................................................................... 33

    3.3.1 Restart 計算における引き継がれる変数と、引き継がれない変数 ....... 35

    3.3.2 テスト計算例と使用方法の説明 ................................................................ 44

    3.4 燃焼計算コード RODBURN-1 の出力の利用 ................................................ 50

    3.4.1 レコード No.と内容 ................................................................................... 50

    3.4.2 FEMAXI-7 でのレコード利用法 ................................................................ 51

    3.4.3 FEMAXI-7 を用いて RODBURN-1 の入力ファイルを作る方法 ........... 53

    3.5 燃焼計算コード PLUTON-PC の利用 ................................................................. 55

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    3.5.1 PLUTON-PC と FEMAXI の物理量の関係 ............................................. 55

    3.5.2 PLUTON-PC の入出力ファイルの構造 ..................................................... 55

    3.5.3 FEMAXI コードに読み込まれる内容 ....................................................... 66

    3.5.4 FEMAXI-7 による出力ファイル読み込み機能 ........................................ 67

    3.6 RODBURN と PLUTON の計算例 ....................................................................... 71

    3.6.1 PWR 燃料 ...................................................................................................... 71

    3.6.2 BWR 燃料 ...................................................................................................... 77

    3.7 Halden データベース TFDB の利用 .................................................................... 83

    3.8 追加および修正モデル ......................................................................................... 84

    3.8.1 被覆管の応力歪みモデル ............................................................................ 84

    3.8.2 被覆管の応力歪み関係式における計算方法 ............................................ 92

    3.8.3 PCMI モデルにおける軸力伝達モードのオプション追加 ..................... 95

    3.8.4 スエリングモデルと、関連するモデルの内容と選択 .......................... 100

    3.9 被覆管水素吸収モデル ....................................................................................... 102

    3.9.1 被覆管水素化 .............................................................................................. 102

    3.9.2 被覆管き裂長さ評価 .................................................................................. 103

    参考文献 3 .................................................................................................................. 104

    4. FEMAXI-7 入力マニュアル ..................................................................................... 105

    4.1 固定フォーマット入力 ..................................................................................... 106

    4.2 NAME-LIST 入力 ................................................................................................ 109

    4.3 プロットデータインデックス IDNO について ............................................... 154

    4.4 ZERO パワー状態の計算データについて ....................................................... 155

    4.5 履歴データの入力方法 ....................................................................................... 155

    4.6 被覆管外表面温度の入力設定モード ............................................................... 158

    5. RODBURN-1 入力マニュアル ................................................................................. 162

    5.1 RODBURN コードの入力形式 ........................................................................ 162

    5.2 RODBURN コードについてのコメント ........................................................ 162

    5.3 RODBURN 入力データ(1) ................................................................................ 164

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    5.4 RODBURN 入力データ(2) ................................................................................ 169

    5.5 IDIST による中性子束入力制御の説明 .......................................................... 176

    6. EXPLOT 入力マニュアル ......................................................................................... 178

    6.1 プロット制御入力のマニュアル ..................................................................... 178

    6.2 項目別の IDNO 指定番号表 ............................................................................. 196

    6.3 Y 軸共通スケールの使用法 ............................................................................. 208

    6.4 物性値に関連するプロット図の IDNO ............................................................ 209

    6.5 表 6.1A-表 6.1D における径-軸番号の指定方法 ......................................... 210

    6.6 プロットデータの Y 軸物理量(3),(4);C グループに関する説明 ................. 215

    6.6.1 ペレット物理量 ........................................................................................ 215

    6.6.2 被覆管物理量 ............................................................................................ 217

    7. サンプル入出力(数値出力+プロット図) ............................................................... 219

    7.1 FEMAXI-7 数値出力 ABC1.out イメージ ................................................. 219

    7.2 プロット出力制御データ explot.ABC イメージ ........................................... 244

    7.3 プロット出力 ABC1ABC.pdf イメージ .......................................................... 247

    7.4 HBS モデルの出力数値ファイル例 ................................................................ 252

    7.5 RODBURN-1 入出力サンプルケース ............................................................ 254

    8. 物性値・モデルの修正・追加マニュアル ................................................................... 273

    8.1 物性値ルーチンについて ................................................................................. 273

    8.2 物性値の追加・変更・修正方法 ..................................................................... 274

    8.2.1 密度 ............................................................................................................ 274

    8.2.2 熱伝導率 .................................................................................................... 275

    8.2.3 比熱 .............................................................................................................. 277

    8.2.4 熱膨張 ........................................................................................................ 278

    8.2.5 ヤング率 .................................................................................................... 280

    8.2.6 ポアソン比 .................................................................................................. 281

    8.2.7 クリープ .................................................................................................... 283

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    5.4 RODBURN 入力データ(2) ................................................................................ 169

    5.5 IDIST による中性子束入力制御の説明 .......................................................... 176

    6. EXPLOT 入力マニュアル ......................................................................................... 178

    6.1 プロット制御入力のマニュアル ..................................................................... 178

    6.2 項目別の IDNO 指定番号表 ............................................................................. 196

    6.3 Y 軸共通スケールの使用法 ............................................................................. 208

    6.4 物性値に関連するプロット図の IDNO ............................................................ 209

    6.5 表 6.1A-表 6.1D における径-軸番号の指定方法 ......................................... 210

    6.6 プロットデータの Y 軸物理量(3),(4);C グループに関する説明 ................. 215

    6.6.1 ペレット物理量 ........................................................................................ 215

    6.6.2 被覆管物理量 ............................................................................................ 217

    7. サンプル入出力(数値出力+プロット図) ............................................................... 219

    7.1 FEMAXI-7 数値出力 ABC1.out イメージ ................................................. 219

    7.2 プロット出力制御データ explot.ABC イメージ ........................................... 244

    7.3 プロット出力 ABC1ABC.pdf イメージ .......................................................... 247

    7.4 HBS モデルの出力数値ファイル例 ................................................................ 252

    7.5 RODBURN-1 入出力サンプルケース ............................................................ 254

    8. 物性値・モデルの修正・追加マニュアル ................................................................... 273

    8.1 物性値ルーチンについて ................................................................................. 273

    8.2 物性値の追加・変更・修正方法 ..................................................................... 274

    8.2.1 密度 ............................................................................................................ 274

    8.2.2 熱伝導率 .................................................................................................... 275

    8.2.3 比熱 .............................................................................................................. 277

    8.2.4 熱膨張 ........................................................................................................ 278

    8.2.5 ヤング率 .................................................................................................... 280

    8.2.6 ポアソン比 .................................................................................................. 281

    8.2.7 クリープ .................................................................................................... 283

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    8.2.8 スエリング .................................................................................................. 288

    8.2.9 焼きしまり .................................................................................................. 289

    8.2.10 塑性 .......................................................................................................... 290

    8.2.11 結晶粒成長 ................................................................................................ 294

    8.2.12 融点 ............................................................................................................ 294

    8.2.13 FP ガス放出率と拡散係数 ...................................................................... 295

    8.2.14 被覆管腐食 .............................................................................................. 295

    8.2.15 被覆管照射成長 ........................................................................................ 296

    8.2.16 ギャプコンダクタンス ............................................................................ 297

    8.2.17 He-Xe ガス相互拡散係数 ...................................................................... 298

    8.3 新しい表面熱伝達モデルの組み込み法 ......................................................... 298

    9. 補足(モデル説明書の修正) ....................................................................................... 303

    Appendix ........................................................................................................................... 335

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    Contents

    1.Introduction ...................................................................................................................... 1

    2. Executable file system ......................................................................................................... 1

    2.1 File systems of FEMAXI -7 and EXPLOT ............................................................. 1

    2.2 File system of burning analysis code RODBURN-1 ................................................ 2

    2.3 File system of burning analysis code PLUTON ........................................................ 2

    2.4 Compiling source codes ............................................................................................ 3

    2.4.1 Compiling by Compaq DVF ............................................................................ 3

    2.4.2 Compiling by Intel VF 10.X (or upper) ........................................................... 9 2.4.3 Compiling by Linux-GNU Fortran:g77 ......................................................... 18

    References 2 ...................................................................................................................... 19

    3. Program execution ............................................................................................................. 20

    3.1 Execution in Windows-PC ...................................................................................... 20

    3.1.1 Directory structure for Compaq compiler ...................................................... 20

    3.1.2 Directory structure for Intel compiler ............................................................ 21

    3.1.3 Basic process of execution -1- (Windows) .................................................... 22

    3.2 Execution in Linux .................................................................................................. 28

    3.2.1 Directory structure for GNU Fortran 77 (g77) ............................................. 28

    3.2.2 Makefile example for GNU Fortran 77 (g77) ................................................ 29

    3.2.3 Basic process of execution -2- (Linux) .......................................................... 30

    3.3 Process of executing Restart function ......................................................................... 33

    3.3.1 Succeeded and non-succeeded variables in Restart calculation .................... 35

    3.3.2 Example calculation input and usage explanation ......................................... 44

    3.4 Usage of output of burning analysis code RODBURN-1 ....................................... 50

    3.4.1 Record No. and contents .............................................................................. 50

    3.4.2 Usage of records in FEMAXI-7 ..................................................................... 51

    3.4.3 How to make input file of RODBURN-1 by using FEMAXI ....................... 53

    3.5 Usage of burning analysis code PLUTON-PC ........................................................ 55

    3.5.1 Relationship of physical quantities between PLUTON-PC and FEMAXI .... 55

    3.5.2 Input/Output file structure of PLUTON-PC .................................................. 55

    3.5.3 Variables fed to FEMAXI code ..................................................................... 66

    3.5.4 Output file reading function of FEMAXI-7 ................................................... 67

    3.6 Sample calculations of RODBURN and PLUTON ................................................ 71

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    3.6.1 PWR fuels ...................................................................................................... 71

    3.6.2 BWR fuels ...................................................................................................... 77

    3.7 Usage of the Halden data base TFDB ................................................................... 83

    3.8 Added and modified models ................................................................................... 84

    3.8.1 Stress-strain models of cladding .................................................................... 84

    3.8.2 Calculation method in cladding stress-strain model ...................................... 92

    3.8.3 Addition of options for PCMI model ............................................................. 95

    3.8.4 Option selection method for pellet swelling model ..................................... 100

    3.9 Cladding hydrogen absorption model ................................................................... 102

    3.9.1 Cladding hydride generation ........................................................................ 102

    3.9.2 Evaluation of cladding crack depth .............................................................. 102

    References 3 ................................................................................................................... 104

    4. FEMAXI-7 Input manual ................................................................................................ 105

    4.1 Fixed format input (1) ......................................................................................... 106

    4.2 NAME-LIST input ................................................................................................ 109

    4.3 Plotting data index IDNO ...................................................................................... 154

    4.4 Calculated data at ZERO power state ................................................................... 155

    4.5 Method of irradiation history data input ............................................................... 155

    4.6 Mode to designate cladding surface temperature .................................................. 158

    5. RODBURN-1 input manual ............................................................................................ 162

    5.1 Input format of RODBURN .................................................................................. 162

    5.2 Comments on RODBURN code .......................................................................... 162

    5.3 Input data of RODBURN (1) .............................................................................. 164

    5.4 Input data of RODBURN (2) .............................................................................. 169

    5.5 Neutron flux input control by IDIST .................................................................. 176

    6. EXPLOT input manual .................................................................................................... 178

    6.1 Manual of plotting control input ......................................................................... 178

    6.2 Tables of IDNOs classified by variables ............................................................. 196

    6.3 Method of usage of common Y-axis scale .......................................................... 208

    6.4 Plotting of IDNO of materials properties ............................................................ 209

    6.5 Method of designating radial-axial numbers in Tables 6.1A to 6.1D ................... 210

    6.6 Explanation on Y-axis physical quantities (3);(4);C group .............................. 215

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    6.6.1 Pellet physical quantities ............................................................................ 215

    6.6.2 Cladding physical quantities ...................................................................... 217

    7. Sample input/output (numerical output + plotted figures) ................................................. 219

    7.1 FEMAXI-7 numerical output image ABC1.out .................................................. 219

    7.2 Plot-out control data image explot.ABC ............................................................... 244

    7.3 Plotted figures ABC1ABC.pdf .............................................................................. 247

    7.4 Numerical output sample of HBS model .............................................................. 252

    7.5 Sample input/output of RODBURN-1 .................................................................. 254

    8. Manual for modification/ addition of materials properties models .................................... 273

    8.1 About materials properties routines ...................................................................... 273

    8.2 Method of addition, change and modification of materials properties ............... 274

    8.2.1 Density ......................................................................................................... 274

    8.2.2 Thermal conductivity ................................................................................... 275

    8.2.3 Specific heat ................................................................................................. 277

    8.2.4 Thermal expansion ..................................................................................... 278

    8.2.5 Young’s modulus ......................................................................................... 280

    8.2.6 Poisson’s ratio .............................................................................................. 281

    8.2.7 Creep ............................................................................................................ 283

    8.2.8 Swelling ........................................................................................................ 288

    8.2.9 Densification ................................................................................................ 289

    8.2.10 Plasticity ..................................................................................................... 290

    8.2.11 Grain growth .............................................................................................. 294

    8.2.12 Melting point .............................................................................................. 294

    8.2.13 Fission gas release rate and diffusion constant .......................................... 295

    8.2.14 Cladding corrosion ..................................................................................... 295

    8.2.15 Cladding radiation growth .......................................................................... 296

    8.2.16 Gap thermal conductance ........................................................................... 297

    8.2.17 He-Xe gas mutual diffusion constant ....................................................... 298

    8.3 Implementation method of new model of cladding surface heat conduction ....... 298

    9. Supplements (modification of the model description) ....................................................... 303

    Appendix ................................................................................................................................ 335

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    1. はじめに 燃料解析コード FEMAXI-7 は、様々な周辺コード、システム、コンパイラなどによって広く軽水

    炉燃料のふるまい解析に対応できるようにした最新バージョンである。本入出力マニュアルは、

    FEMAXI-7 モデルの説明書 JAEA-Data/Code 2010-035 ( Ref.2.1)と対をなしており、FEMAXI-7 および

    関連コードのファイルシステム、入出力、使用方法などを包括的かつ具体的に述べたものである。

    本マニュアルがFEMAXI-7による燃料解析に対する十分な熟練へとユーザー諸賢を導く手引きと

    なることを期待している。なお、記述や内容に疑問の点がある場合は、遠慮なく JAEA に問い合わせ

    られたい。

    2. 実行ファイルシステム FEMAXIシステムのWindows PCシステムへの導入方法および実行方法について説明する。なお、

    PC のみならず Linux system (WS)でも用いることができる。

    2.1 FEMAXI-7 および EXPLOT のファイル構成 FEMAXI-7(2.1)およびプロット出力プログラム EXPLOT のソースファイルは表 2.1.1及び表 2.1.2の

    グループから構成される。これらには事故時燃料解析コード RANNS と共通のソースファイルグル

    ープが含まれている。

    以下の説明では、FEMAXI-7 のソースファイルグループを Femaxi7.FOR で代表させて表 2.1.1に示し、EXPLOT関連のファイルを表 2.1.2 に示す。また燃料棒の計算ケース名をサンプルケースに合わせて “ABC” とする。FEMAXI-7 は、入出力ファイル名をファイル名記述ファイル fname.dから読み込み、必要なファイルを OPEN する。ファイル名にはパス名を含めて指定し、表 2.1.1 の

    機番順に指定する(3.1.3 項 バッチファイル 参照)。

    EXPLOT はカルコンプ互換命令を用いている。そのため explot.forをコンパイルするときは、カルコンプ互換ライブラリ pltcmp.lib(Linuxでは calcmp.a)をリンクする。

    表 2.1.1: FEMAXI ファイル 機番 ファイル(ディフォルト名) 内 容

    Femaxi7.FOR Appendix 参照 - fem2.exe 実行プログラム 5 ABC.d05 (ft05.d) (サンプル)入力データファイル 6 ABC.out (ft06.d) (サンプル)数値出力ファイル 7 ABC.plt (expldat) (サンプル)プロッタ用データ出力ファイル 9 fname.d ファイル名記述ファイル 55 form.data Name-list 入力フォーマットファイル 89 ft89.d 蒸気表ライブラリファイル

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    表 2.1.2: EXPLOT ファイル 機番 ファイル名(ディフォルト名) 内 容

    - explot.for, explot2.exe ソース、実行プログラム (Appendix 参照) 5 pltcal8.lib(または calcmp.a),

    calcmp.for カルコンプ互換ライブラリおよびそのソース

    6 explot.d プロット制御ファイル 7 ABC.plot, ABC.ps, ABC.pdf サンプル出力例:これらは 7.3 項で説明する。

    2.2 燃焼計算コード RODBURN-1 のファイル構成 RODBURN-1 は、軽水炉燃料の燃焼計算を行う簡易なコードであり(2.2)、ペレット半径方向の出力

    密度プロファイルを算出し、同時に核分裂生成物や He の生成量も計算する。RODBURN-1 では

    FEMAXI-7 の場合と同様にファイル名記述ファイル rfname.dを用いる。 FEMAXI および RODBURN は、main ルーチンの先頭部で一括してファイルを OPEN する。この

    ためユーザーが自分自身の環境に合わせてデフォルトファイル名、パス名を変更することが容易で

    ある。

    表 2.2.1:RODBURN-1 ファイル 機番 ファイル名(default 名) 内 容

    - rodburn.for, rodburn.exe

    RODBURN-1 ソース、 実行プログラム

    5 ABCrd.dat (rodin) (サンプル)入力データファイル 6 ABCrd.out (rodout) (サンプル)数値出力ファイル 7 ABC.rodex (rodex) FEMAXI コードに受け渡すデータ用の出力ファイル 9 rfname.d ファイル名記述ファイル 1 ft01.d RABBLE(2.3)用オリジナルライブラリー 2 ft02.d RABBLE 用オリジナルライブラリー

    60 EJU238 U-238 用の共鳴パラメータおよび WIMS69(2.4)群断面積 61 EJPU240 Pu-240 用の共鳴パラメータおよび WIMS69 群断面積 63 origen.d ORIGEN(2.5)コードライブラリー

    2.3 燃焼計算コード PLUTON のファイル構成 PLUTON (=PLUTON-PC)は、軽水炉燃料の燃焼計算コードであり(2.6)、RODBURN より詳細で正

    確なモデルによって多様な計算内容と出力形式を持つ。PLUTON の計算が生成した結果ファイルを

    FEMAXI-7 で利用する場合は、結果の数値を FEMAXI-7 の入力ファイルの末尾に記載するか、ファ

    イルとして読み込むか、どちらかを選択する。ファイルとして読み込む場合は、PLUTON から出力

    される**.fmdt を読み込む。例としては機番 51 で ABC.fmdt を読み込んで実行する。

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    2.4 ソースコードのコンパイル 2.4.1 Compaq DVF によるコンパイル

    FEMAXI、EXPLOT、RODBURN および PLUTON は、Compaq Digital Visual Fortran 6.1 or Up-version

    (CDVF)によってコンパイルされるのが FEMAXI-6 までは標準であった。しかし、CDVF が既に発売

    終了となったので、今後は Intel Visual Fortran(IVF)を FEMAXI、EXPLOT、RODBURN および PLUTON

    の標準のコンパイラとして用いる。しかし CDVF を用いているユーザーも依然多いので、まず CDVF

    によるコンパイル方法を説明する。CDVF のコンパイルオプションを Windows PC (2000, XP, Vista,

    Windows 7)について以下に示す。なお、CDVF によるコンパイルの場合、最適化パラメータは “Full

    optimization” とする。

    (1) Developer Studio からの基本的なコンパイル方法 FEMAXI、RODBURN、PLUTON、EXPLOT コードは、以下の方法でコンパイルし、実行ファイ

    ルを作成する。以下の例では、Compaq Visual Fortran Standard Edition 6.6.0(英語版)を用いて説明

    を行っているが、Ver 6.1 以降の Compaq Visual Fortran ではほぼ同様の操作で実行ファイルの作成を

    行うことが可能である。

    ①プロジェクトの作成

    ソースコードをコンパイルするプロジェクトを作成する。メニューの[File][New]より新規プ

    ロジェクト作成画面を開く。[Projects] タブにて [Fortran Console Application] を選び、[Project

    name] を入力する(FEMAXI ならば FEM)。[Location] にプロジェクトディレクトリ名を入力ま

    たはプロジェクトディレクトリ名を作成する上位ディレクトリ名を選択し(以下の説明で

    は”C:¥FEM7”を選択して、プロジェクトディレクトリ名を”C:¥FEM7¥FEM”としたこととする)、

    [OK] をクリックする。次の選択画面では [An empty project] を選択すし、[Finish] をクリックす

    る。[New Projct Information] 画面で[OK]をクリックする。

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    ②ソースコードの指定

    プロジェクトでコンパイルするソースコードを指定する。FileView 画面よりソースコードを

    指定する。もし File View 画面が表示されていないときは、[View][Workspace]により表示する。

    File View 画面より、①で選択したワークスペースファイルを展開する。[Source Files]を右クリッ

    クして、[Add Files to Folder] を選択する。「Insert Files Into Project」で、ソースファイルを選択す

    る(ここではコンパイルするコードを FEMAXI-7 として、”Femaxi7.FOR”を選択している)。

    ③Release モードへの変更 ビルド構成を Release モードへ変更する。メニューの[Build][set Active Configuration]で、[Set

    Active Project Configurations] 画面を開き、[Win32 Release]に変更する。

    ④ 他 INCULDE ディレクトリの指定

    プロジェクトディレクトリ直下以外に INCLUDE ファイルがある場合には、改めてそのディレ

    クトリを指定する必要がある。以下にその手順を示す。[Project][Settings]より、[Project Settings]

    画面を開く。[Setting For]を[Win32 Release] (または[All Configurations] )にし、下のファイル構造

    表示画面で最上位のプロジェクト名を選択する。[Fortran]タブに切り替え、[Category] を

    [Preproseccer] に変更する。[INCLUDE and Use Paths] に INCLUDE ファイルがあるディレクトリ

    名を入力する (ここでは「../INC」を指定している)。

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    ⑤ ライブラリについて

    EXPLOT については、ビルド前にリンク時のカルコンプライブラリを指定する必要ある。詳

    しい指定方法については、次節(3)と(4)に述べる。

    ⑥ 実行ファイルの作成

    ビルドを行い、実行ファイルを作成する。[Build ][Build (実行ファイル名)]で実行ファイルを

    作成する。

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    ⑦ 実行ファイルの確認

    プロジェクトディレクトリ内の¥Release ディレクトリ下に実行ファイルが作成されているこ

    とを確認する。

    (2) Developer Studio でのカルコンプ互換ライブラリの作成法 EXPLOT のビルドには、実行環境にあるカルコンプ互換ライブラリ pltcal8.lib をリンクする必要がある。以下に Developer Studio でのライブラリファイルの作成方法を示す。

    ① ライブラリプロジェクトの作成

    ソースコードをコンパイルするライブラリプロジェクトを作成する。メニューの[File][New]

    より新規プロジェクト作成画面を開く。[Projects] タブにて [Fortran Static Library] を選び、

    [Project name] に”pltcal8”と入力する。[Location] にプロジェクトディレクトリ名を作成する上位

    ディレクトリ名を選択し、[OK] をクリックする。[New Projct Information] 画面で[OK]をクリッ

    クする。

    ② ソースコードの指定

    プロジェクトでコンパイルするソースコード”calcmp.for”を指定する。FileView 画面よりソー

    スコードを指定する。もし File View 画面が表示されていないときは、[View][Workspace]によ

    り表示する。File View 画面より、pltcal8 ワークスペースファイルを展開する。[Source Files]を右

    クリックして、[Add Files to Folder] を選択する。「Insert Files Into Project」で、ソースファイル

    calcmp.for を選択する。

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    ③ Release モードへの変更 ビルド構成を Release モードに変更する。メニューの[Build][set Active Configuration]で、[Set

    Active Project Configuration ]画面を開き、[Win32 Release]に変更して[OK]をクリック。

    ④ ライブラリファイルの作成

    ビルドを行い、ライブラリファイルを作成する。[Build ][Build pltcal8.lib]でライブラリファ

    イルを作成する。

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    ⑤ ライブラリファイルの確認・移動

    ¥pltcal8¥Release ディレクトリ下にライブラリファイル pltcal8.lib が作成されていることを確

    認する。作成された pltcal8.lib を EXPLOT のプロジェクトディレクトリ直下に移動する。

    (3) Developer Studio でのリンク時のカルコンプライブラリの指定方法

    EXPLOT では、下記の 2 つの方法のどちらからでカルコンプライブラリを指定する。どちらか一

    方を行えばよく、両方の操作をする必要はない。

    ① リンク設定変更によるライブラリファイルの追加

    プロジェクトのリンク設定にライブラリファイルを追加することで、ビルド時に pltcal をリン

    クさせる。[Project][Settings]より、[Project Settings] 画面を開く。[Setting For]を[Win32 Release]

    (または[All Configurations] ) にし、下のファイル構造表示画面で最上位のプロジェクト名

    (“explot2”)を選択する。[Linc]タブに切り替え、[Object/library modules:] に既存のライブラリの後

    に半角スペース区切りをいれ、ライブラリのパス名(今回ではプロジェクトディレクトリ直下

    に”pltcal8.lib”ファイルを置いているので、そのまま”pltcal8.lib”)を入力する。

    ② Resource File 追加によるライブラリファイルの追加

    Resource File にライブラリファイルを追加することで、リンクを可能にすることも出来る。

    View Files 画面の[Resource Files]を右クリックし、[Add Files to Folder]を選択し、[Insert Files into

    Project ] 画面を開く。[ファイルの種類]を[Library Files(lib)] に変更し、「ptlcal8.lib」を選択する。

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    2.4.2 Intel VF 10.X (or upper) によるコンパイル Intel Visual Fortran(2.7)でのコンパイル方法を以下に示す。Compaq Visual Fortran と比べて、エラ

    ーチェックやローカル変数の保存の設定が初期設定より変える必要がある。

    (1) Visual Studio による基本的なコンパイル方法 FEMAXI、RODBURN、PLUTON、EXPLOT コードは、以下の方法でコンパイルし、実行ファイ

    ルを作成する。以下の例では、Intel Visual Fortran 11.1 + Visual Studio 2008 Version 9(日本語版)を用

    いて説明を行っているが、Ver 10 以降の Intel Visual Fortran ではほぼ同様の操作で実行ファイルの

    作成を行える。

    ① プロジェクトの作成

    [ファイル][新しいプロジェクト]を選び、「プロジェクトの種類」の「インテル(R) Visual

    Fortran」を展開し、[コンソールアプリケーション]を選択する。テンプレート欄の[空のプロジェ

    クト]を選択する。プロジェクト名(FEMAXI ならば[FEM])を入力し、コンパイルしたい場所を入

    力または[参照]ボタンより選択し(以下の説明では「C¥FEM7」を選択したとする)、[OK]ボタン

    をクリックする。

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    ②ファイルの追加

    「ソリューションエクスプローラー」(もし開いていない場合は、[表示][ソニューションエ

    クスプローラー]を選択する)の該当するプロジェクトの[ソースファイル]を右クリックして、[追

    加][既存の項目]を選択する。ファイルウィンドウが開くので、ソースファイル(Femaxi7 なら

    ば「Femaxi7.FOR」)を選択し、[追加]をクリックする。

    ③ Release モードへの変更 ビルド構成を Release モードへ変更する。メニューの[ビルド][構成マネージャー]で、[構成

    マネージャー] 画面を開き、[Release]に変更する。

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    ④インクルードファイルの追加

    [プロジェクト][(該当するプロジェクト)のプロパティ]を選択する。構成を[アクティブ

    (Release)]か[すべての構成]にし、構成プロパティの[Fortran]を展開する。 [全般][追加のインク

    ルード・ディレクトリー]にインクルードファイルがある場合はそのディレクトリを記述する。

    ⑤ fortran 77 対応のための設定変更 Intel Fortran で FEMAXI-7, EXPLOT、RODBURN をコンパイルするときは、各ソースが部分的に

    Fortan77 で記述されているため、以下の設定変更が必要である。CALCMP をソースファイルから作

    成する場合にも以下の設定変更が必要である。PLUTON は Fortran 90 で記述されているため、以下

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    の設定変更は不必要である。[プロジェクト][(該当するプロジェクト)のプロパティ]を選択する。

    構成を[アクティブ(Release)]か[すべての構成]にし、構成プロパティの[Fortran]を展開する。

    i) [診断][言語使用方法の警告]を展開し、[ルーチン・インターフェースのチェック]を「いいえ」。

    ii ) [診断][全般]を展開し、「インターフェイスブロックの生成」を「いいえ」。

    iii) [データ][ローカル変数の格納場所]を[すべての変数を SAVE]。

    iv ) [外部プロシージャー][呼び出し規約]が「既定値」になっているか確認。

    v) [ランタイム][配列と文字列範囲のチェック]を「いいえ」。

    変更後、[適用]をクリックする。

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    ⑥ ライブラリについて

    EXPLOT については、ビルド前にリンク時のカルコンプライブラリを指定する必要ある。詳

    しい指定方法については、次項(3)、(4)に述べる。

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    ⑦ 実行ファイルの作成

    ビルドを行い、実行ファイルを作成する。[ビルド][ (プロジェクト名)のビルド]で実行ファ

    イルを作成する。

    (2) Visual Studio でのカルコンプ互換ライブラリの作成法 EXPLOT のビルドには、実行環境にあるカルコンプ互換ライブラリ pltcal8.lib をリンクする必要がある。以下に Visual Studio でのライブラリファイルの作成方法を示す。

    ①ライブラリプロジェクトの作成

    ソースコードをコンパイルするライブラリプロジェクトを作成する。メニューの[ファイ

    ル][新しいプロジェクト]を選び、「プロジェクトの種類」の [Fortran スタティック・ライブラ

    リー] を選択する。[プロジェクト名]に”pltcal8”と入力し、[場所]にコンパイルしたい場所を入力

    または[参照]ボタンより選択する。

    ②ソースコードの指定

    プロジェクトでコンパイルするソースコード”calcmp.for”を指定する。「ソリューションエクス

    プローラー」(もし開いていない場合は、[表示][ソニューションエクスプローラー]を選択する)

    の該当するプロジェクトの[ソースファイル]を右クリックして、[追加][既存の項目]を選択する。

    ファイルウィンドウが開くので、ソースファイル”calcmp.for”を選択し、[追加]をクリックする。

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    ③Release モードへの変更 ビルド構成を Release モードへ変更する。メニューの[ビルド][構成マネージャー]で、[構成

    マネージャー] 画面を開き、[Release]に変更する。

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    ④ fortran 77 対応のための設定変更 [プロジェクト][(該当するプロジェクト)のプロパティ]を選択する。構成を[アクティブ

    (Release)]か[すべての構成]にし、構成プロパティの[Fortran]を展開する。[データ][ローカル変

    数の格納場所]を[すべての変数を SAVE]と選択する。

    ⑤ ライブラリファイルの作成

    ビルドを行い、ライブラリファイルを作成する。[ビルド][ pltcal8 のビルド]でライブラリフ

    ァイルを作成する。

    ⑥ ライブラリファイルの確認・移動

    ¥pltcal8¥Release ディレクトリ下にライブラリファイル pltcal8.lib が作成されていることを確

    認する。作成された pltcal8.lib を EXPLOT のプロジェクトディレクトリ直下に移動する。

    (3) Developer Studio でのリンク時のカルコンプライブラリの指定方法

    EXPLOT では、下記の 2 つの方法のどちらかでカルコンプライブラリを指定する。どちらか一方

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    を行えばよく、両方の操作をする必要はない。

    ①リンク設定変更によるライブラリファイルの追加

    プロジェクトのリンク設定にライブラリファイルを追加することで、ビルド時に pltcal8 をリ

    ンクさせる。[プロジェクト][(プロジェクトファイル名)のプロパティ]より、プロパティページ

    を開く。[構成][構成プロパティ]の[リンカー]を展開する。[入力]の[追加の既存ファイル]にライ

    ブラリのパス名(今回ではプロジェクトディレクトリ直下に”pltcal8.lib”ファイルを置いているの

    で、そのまま”pltcal8.lib”)を入力する。

    ②リソースファイル追加によるライブラリファイルの追加

    リソースファイルにライブラリファイルを追加することで、リンクを可能にすることも出来る。

    View Files 画面の[リソースファイル]を右クリックし、[追加][既存の項目]より、[既存項目の追

    加] 画面を開く。[ファイルの種類]を[すべてのファイル] に変更し、「ptlcal8.lib」を選択する。

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    2.4.3 Linux-GNU Fortran: g77 でのコンパイル

    Linux 上で FEMAXI を動作させるための、無償で手に入る g77 でのコンパイル方法を説明する。

    g77 で動作保障されているのは、FEMAXI と EXPLOT のみである。

    (1) FEMAXI のコンパイル

    g77 では、通常設定では局所変数の初期化と保存を行わないため、コンパイル時にはオプション

    引数として局所変数の保存(-fno-automatic)と初期化(-finit-local-zero)を追加する必要がある。したがって、以下のコマンドで femaxi7.FOR をコンパイルし、実行ファイル FEMAXI-7 を

    作成する。

    g77 -o FEMAXI-7 -fno-automatic -finit-local-zero femaxi7.FOR (2) EXPLOT の実行ファイルの作成

    CALCOMP 互換ライブラリ calcmp.a をソースファイル calcmp.for より作成する。

    g77 -fno-automatic -finit-local-zero -o calcomp.for -c calcmp.o

    ar cr calcmp.o calcmp.a

    CALCOMP 互換ライブラリをリンクしてコンパイルを行う。

    g77-o EXPLOT -fno-automatic -finit-local-zero explot2.for calcmp.a

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    参考文献 2 (2.1) 鈴木元衛、斎藤裕明、宇田川豊、軽水炉燃料解析コード FEMAXI-7 のモデルと構造、

    JAERI-Data/Code 2010-035 (2011) (2.2) 内田正明・斎藤裕明、「燃料棒出力分布計算コード:RODBURN」JAERI-M 93-108 (1993) (2.3) M.J.Bell, “ORIGEN-The ORNL ISOTOPE GENERATION AND DEPLETION CODE”,

    ORNL-4628 (1973) (2.4) P.H.Kier and A.A.Robba, “RABBLE, A Program for Computation of Resonance Absorption in

    Multi-region Reactor Cells”, ANL-7326 (1967) (2.5) WIMS-D: IAEA Nuclear Data services, http://www-nds.iaea.org/ (2.6) ENDF-B/IV: IAEA Nuclear Data services, http://www-nds.iaea.org/ (2.7) A.G.Croff, M.A.Bjerke, G.W.Morrison, L.M.Petrie, “Revised Uranium-Plutonium Cycle PWR and BWR Models for the ORIGEN Computer Code”, ORNL/TM-6051 (1978) (2.8) S.Lemehov and M.Suzuki, “PLUTON – Three-Group Neutronic Code for Burnup Analysis of Isotope Generation and Depletion in Highly Irradiated LWR Fuel Rods, JAERI-Data/Code 2001-025 (2001) (2.9) インテル® Visual Fortran Composer XE 2011 Windows 版、 http://www.xlsoft.com/jp/products/intel/compilers/fcw/index.html?tab=0

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    ¥Fem ¥Release¥fem2.exe (実行プログラム) FEM.dsp, FEM.dsw, FEM.opt, FEM.plg,

    (Compaq DVF のコンパイルワークベンチ及びオプションのファイル) form.data (出力変数説明), ft89.d (ライブラリ) ¥Fem ¥srcf, INC ソースファイルセット(Appendix A3.1 参照) ¥Fem¥NAMEF¥name_f.for (name_f ソース),

    name_f.dsp, name_f.dsw, name_f.opt, name_f.plg, ¥RELEASE¥name_f.exe

    3. プログラムの実行 3.1 Windows-PC での実行 3.1.1 Compaq compiler の場合の実行ディレクトリ構造

    Windows system において、C ドライブに親ディレクトリ¥Fem7 を置くことを想定したディレクト

    リ構造とファイル配置の一例を示す。

    C:¥Fem7

    ¥Plot2 ¥ explot2¥Release¥explot2.exe(プロットプログラム) Pltcal8.lib, (Calcomp ライブラリ) explot2.dsp, explot2.dsw, explot2.plg, explot2.opt

    (Compaq DVF のコンパイルワークベンチ及びオプションのファイル)

    ¥ROD¥Release¥ rodburn2.exe(実行プログラム) rodburn2.for, (RODBURN-1 ソース) Ejpu240, Eju238, ft01d, ft02.d, origen.d(ライブラリ), rodburn2.dsp, rodburn2.dsw, rodburn2.plg, rodburn2.opt

    (Compaq DVF のコンパイルワークベンチ及びオプションのファイル)

    ¥rbout ¥ **.rodex(FEMAXI に受け渡す RODBURN 出力ファイル)

    ¥outp ¥ **.out (FEMAXI 数値出力), **.plt (FEMAXI が生成したプロット用数値原データ), **.ps (プロット図 postscript ファイル), **.pdf (ps から pdf に変換されたプロット図), **.plot (プロットされた数値情報 text ファイル) **.csv (プロットされた数値データの CSV ファイル;EXCEL 読み込み用) **rd.out (RODBURN-1 の数値出力).

    ¥Wrk ¥ rod.bat, fem.bat, plot.bat, namf.bat (実行バッチプログラム) **.d05 (FEMAXI 入力ファイル), **rd.dat (RODBURN 入力ファイル) explot.** (プロット制御情報ファイル), mytitl.txt(プロットキャプション制御情報ファイル)

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    ¥Fem ¥Release¥FEM.exe (実行プログラム) FEM.sln, FEM.ncb, FEM.opt, FEM.vfproj,

    (ソリューション、プロジェクトファイル及びオプションのファイル) form.data (出力変数説明), ft89.d (ライブラリ) ¥Fem ¥ srcf, INC ソースファイルセット(Appendix A3.1 参照) ¥Fem¥NAMEF¥name_f.for (name_f ソース), name_f.dsp, name_f.dsw, name_f.opt, name_f.plg, ¥RELEASE¥name_f.exe

    3.1.2 Intel compiler の場合の実行ディレクトリ構造 Windows system において、C ドライブに親ディレクトリ¥Fem7 を置くことを想定したディレクト

    リ構造とファイル配置の一例を示す。

    C:¥Fem7

    ¥Plot2 ¥explot2¥Release¥explot2.exe(プロットプログラム) explot2, Pltcal8.lib, (Calcomp ライブラリ) explot2.sln, explot2.ncb, explot2.opt, explot2.vfproj

    (ソリューション、プロジェクトファイル及びオプションのファイル)

    ¥ROD ¥Release¥ ROD.exe(実行プログラム) rodburn2.for, (RODBURN-1 ソース) Ejpu240, Eju238, ft01d, ft02.d, origen.d(ライブラリ) ROD.sln, ROD.ncb, ROD.opt, ROD.vfproj

    (ソリューション、プロジェクトファイル及びオプションのファイル)

    ¥rbout ¥ **.rodex(FEMAXI に受け渡す RODBURN 出力ファイル)

    ¥outp ¥ **.out (FEMAXI 数値出力), **.plt (FEMAXI が生成したプロット用数値原データ), **.ps (プロット図 postscript ファイル), **.pdf (ps から pdf に変換されたプロット図), **.plot (プロットされた数値情報 text ファイル) **.csv (プロットされた数値データの CSV ファイル;EXCEL 読み込み用) **rd.out (RODBURN-1 の数値出力).

    ¥Wrk ¥ rod.bat, fem.bat, plot.bat, namf.bat(実行バッチプログラム) **.d05 (FEMAXI 入力ファイル), **rd.dat (RODBURN-1 入力ファイル) explot.** (プロット制御情報ファイル), mytitl.txt(プロットキャプション制御情報ファイル)

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    3.1.3 基本的な実行の順序 -1- (Windows の場合)

    (1)コマンドプロンプトの起動 各コードは、実行用に作成したバッチファイルを利用してコマンドプロンプトにより実行する。

    コマンドプロンプトは、[スタート][すべてのプログラム][アクセサリ][コマンド プロンプト]、

    または[スタート][ファイル名を指定して実行]で「cmd」と入力することで起動する。起動後に各

    バッチファイルがあるディレクトリ(“C:¥Fem7¥Wrk”)に「cd C:¥Fem7¥Wrk」と入力して移動する。

    これらの操作を省略するために別途、専用のショートカットを作成しても良い。

    ①コマンドプロンプトの実行ファイルよりショートカットを作成する。デスクトップ上など利用に

    適した場所に移動させる。コマンドプロンプトの実行ファイルの場所は Windows XP ならば、 通

    常は「C:¥WINDOWS¥system32¥cmd.exe」にある。不明の場合は、上記の「ファイル名を指定し

    て実行」でコマンドプロンプトを起動すると Window のタイトル部分に絶対パスが表示されるの

    で、それより確認する。

    ②作成したショートカットのプロパティを開き、[作業ディレクトリ]に各バッチファイルがあるデ

    ィレクトリ(ここでは “C:¥Fem7¥Wrk”)を入力する。

    ② ショートカットを識別しやすいように名前を「Fem7」に変え、アイコンも利用に適して変更す

    る。

    (2) RODBURN-1 の実行 ① コマンドプロンプトを起動し、バッチファイルがある作業用ディレクトリ(“C:¥Fem7¥Wrk”)

    に移動する。

    ② 作業用ディレクトリ C:¥Fem7¥Wrk 直下に RODBURN の入力ファイル(例:ABCrd.dat)を置く。

    ③バッチファイルを ROD.BAT を起動して RODBURN の実行を行う(7.5 バッチファイル・リスト

    参照)。プロンプト(¥Fem7¥Wrk>)に続けて “rod ABC” とコマンドを入力する。バッチファイ

    ルが実行され、システムは入力ファイル “ABCrd.dat”を探して読み込み、RODBURN の実行が始

    まる。もし“rod ABCrd.dat”と入力すると“ ABCrd.datrd.dat”というファイルを探しに行くが、その

    ようなファイルは存在しないのでエラーストップとなるので注意する。

    ④ 実行終了後、¥Fem7¥Wrk¥Rbout 内に ABC.rodex が新しく作成されているか、タイムスタンプが

    更新されていることを確認する。

    (3) FEMAXI-7 の実行 ① コマンドプロンプトを起動し、バッチファイルがある作業用ディレクトリ(“C:¥Fem7¥Wrk”)

    に移動する。

    ② 作業用ディレクトリ”C:¥Fem7¥Wrk” 直下にRODBURNの入力ファイル(例:”ABC.d05”)を置く。

    ③ バッチファイルを FEM.BAT を起動して FEMAXI-7 の実行を行う(7.5 バッチファイル・リスト

    参照)。プロンプトに続けて “fem ABC 1” とコマンド入力する。バッチファイルが実行され、

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    - 23 -

    システムは入力ファイル“ABC.d05”を探して読み込み、FEMAXI-7 の実行が始まる。出力結果は

    ABC1.*というファイル名の出力を生成する(コマンドを“fem ABC 2”とすれば、出力結果

    は”ABC2.*”となる。)。もし“fem ABC.d05”と入力すると“ ABC.d05.d05”というファイルを探しに

    行くが、そのようなファイルは存在しないのでエラーストップとなる。

    ④ 実行が終了したら、¥Fem7¥Wrk¥Outp 内に、ファイル”ABC1.out”および”ABC1.plt”が生成されて

    いることを確認する。

    (4) EXPLOT の実行 ① コマンドプロンプトを起動し、バッチファイルがある作業用ディレクトリ(“C:¥Fem7¥Wrk”)

    に移動する。

    ② 作業用ディレクトリ”C:¥Fem7¥Wrk” 直下に EXPLOT の入力ファイル(例:”explot.d”)を置

    き、”¥Fem7¥Wrk¥Outp”直下に FEMAXI-7 の出力ファイル”ABC1.plt”が存在していることを確認

    する。

    ③バッチファイルを PLOT.BAT を起動して EXPLOT の実行を行う(7.5 バッチファイル・リスト参

    照プロンプトに続けて “plot ABC1 d” とコマンドを入力する。バッチファイルを入力すること

    で、システムは入力ファイル “explot.d”および FEMAXI7の出力ファイル“ABC1.plt”というファ

    イルを探して読み込み、EXPLOT の実行が始まる。もし“plot ABC1.plt”と入力すると

    ¥FEM7¥Wrk¥Outp 内の“ ABC1.plt.plt”というファイルを探しにいくが、そのようなファイルは存

    在しないのでエラーストップとなる。

    ④ 実行が終了したら、”¥Fem7¥Wrk ¥Outp”内に、ファイル ABC1.plot、ABC1.ps および ABC1.csv

    が生成されていることを確認する。もし、バッチファイル起動のコマンドを“plot ABC2 f” と

    すれば、“explot.f”および“ABC2.plt”というファイルが読み込まれ、ファイル ABC2.plot、 ABC2.ps、

    および ABC2.csv が生成される。

    ⑤ ABC1.ps は Adobe Acrobat Distiller がインストールされているか、ps2pdf がインストールされて

    いれば、pdf ファイルに変換することができる。Adobe Acrobat Distiller は商用ソフト Adobe

    Acrobat 4.0 or Up-version に付属している(無償の Adobe Acrobat Reader では付属してこないこと

    に注意)。Adobe Acrobat Distiller が拡張子 ps に関連付けられていれば、該当ファイルをクリック

    するのみで Acrobat Distiller が起動し、変換された pdf ファイルが作成される。ps2pdf は無償で

    ダウンロードできる GhostScrpipt をインストール・設定することで利用できる。(インストール

    方法・設定については、ネット上に各種説明サイトがあるため、そちらを当たられたい。) 設定

    後、コマンドプロンプトで ¥Fem7¥Wrk ¥Outp に移動し(コマンド「cd Outp」)、ps2pdf コマンド

    「ps2pdf ABC1.ps ABC1.pdf」と入力することで、ABC1.ps から ABC1.pdf を作成することができ

    る。

    ⑥ ABC1.pdf をダブルクリックして開き、プロット図を確認する。

    (5) 本解析 -1- (RODBURN を用いる場合) ① 入力データ・ファイル(たとえば EFG.d05)中の出力履歴が、時間 vs. 線出力の場合、まず、

    RODBURN を用いない計算を行う。name-list parameter で IFLX=0 と指定して実行する。

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 24 -

    ② 出力ファイル EFG.out をエディターで開き、積算燃焼度を読み取り、RODBURN の入力デー

    タ・ファイル EFGrd.dat を作成する。

    ③ RODBURN を実行する。

    ④ 次に RODBURN 計算の結果を用いた計算を行うために、EFG.d05 の name-list parameter で

    IFLX=-2 と指定して、再度 FEMAXI を実行する。

    ⑤ プロット制御情報ファイル explot.d を編集する。

    ⑥ EXPLOT を実行し、EFG.ps、EFG.plot を生成する。EFG.ps を EFG.pdf に変換してプロット図を

    得る。

    ⑦ 注意: 出力ファイル EFG.out、EFG.plt、EFG.plot、EFG.ps、EFG.pdf は、上記⑤~⑦を実行

    する度に上書きされるので、前の結果を残したい場合は、適当な名前、たとえば EFG1.out など

    に rename しておく。

    (6) 本解析 -2- (PLUTON を用いる場合) Name-list parameter: IFLX=-1 を指定することにより、PLUTON-PC による燃焼計算結果を読み

    込んで計算に用いることができる。PLUTON の詳細については、文献(2.6)を参照。

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 25 -

    (7) バッチファイルの内容 ① FEMAXI の実行: fem.bat 親ディレクトリの名前が違う場合は3行目“set MYPATH=C:¥FEM7” の”C:¥FEM7”を変更すること

    で対応する。

    rem FEMAXI Execution Started

    setlocal

    set MYPATH=C:\FEM7

    IF "%2 "==" " GOTO NOX1

    echo [email protected]@@ %MYPATH%\Wrk\%1.d > fname.d

    echo [email protected]@@ %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.out >> fname.d

    GOTO NOX2

    :NOX1

    rem ERROR :

    rem 2 argments are required!!

    rem ( ex. if input file name is arg1.rns ... )

    rem ( ran.bat arg1 arg2 )

    exit

    :NOX2

    del %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.plt

    del %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.plt2

    echo [email protected]@@ %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.plt >> fname.d

    echo [email protected]@ %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.ft11 >> fname.d

    echo [email protected]@ %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.ft18 >> fname.d

    echo [email protected]@ %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.max >> fname.d

    echo [email protected] %MYPATH%\Wrk\rbout\%1.FMdt >> fname.d

    echo [email protected] %MYPATH%\Wrk\rbout\%1.rodex >> fname.d

    echo [email protected]@ %MYPATH%\Fem\form.data >> fname.d

    echo [email protected]@ %MYPATH%\Fem\ft89.d >> fname.d

    copy %MYPATH%\Wrk\%1.d05 .\%1.d

    %MYPATH%\Fem\Release\Fem

    del fname.d

    del %1.d

    del FT90.d

    del ft10.d

    del ft16.d

    del ft17.d

    endlocal

    rem ////// FEMAXI Calc. completed ! ///////

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    - 26 -

    ② RODBURN の実行: rod.bat 親ディレクトリの名前が違う場合は3行目“set MYPATH=C:¥FEM7” の”C:¥FEM7”を変更すること

    で対応する。

    echo RODBURN Execution Started

    setlocal

    set MYPATH=C:\FEM7

    echo %MYPATH%\wrk\%1.d > rfname.d

    echo %MYPATH%\wrk\outp\%1rd.out >> rfname.d

    echo %MYPATH%\wrk\rbout\%1.rodex >> rfname.d

    echo %MYPATH%\ROD\ft01.d >> rfname.d

    echo %MYPATH%\ROD\ft02.d >> rfname.d

    echo %MYPATH%\ROD\eju238 >> rfname.d

    echo %MYPATH%\ROD\ejpu240 >> rfname.d

    echo %MYPATH%\ROD\origen.d >> rfname.d

    copy %MYPATH%\wrk\%1rd.dat .\%1.d

    c:%MYPATH%\ROD\Release\rodburn.exe

    del rfname.d

    del %1.d

    del wk*.*

    del rbpldat

    endlocal

    echo RODBURN Calc. completed !

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 27 -

    ③ プロットプログラムの実行: plot.bat 親ディレクトリの名前が違う場合は3行目“set MYPATH=C:¥FEM7” の”C:¥FEM7”を変更すること

    で対応する。

    rem PLOT6 Execution Started

    setlocal

    set MYPATH=C:\FEM8

    move %MYPATH%\Wrk\outp\%1.plt %1.plt

    move %MYPATH%\Wrk\outp\%1.plt2 %1.plt2

    echo %1.plt >> exp.d

    IF "%2 "==" " GOTO NOX

    copy %MYPATH%\Wrk\explot.%2 explot.d

    echo %1%2.ps > exp2.d

    :NOX

    %MYPATH%\explot2\Release\explot2.exe

    copy plot.ps %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.ps

    copy plotout %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.plot

    copy plot.d %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.csv

    copy ft22.d %MYPATH%\Wrk\outp\%1%2.last

    move %1.plt %MYPATH%\Wrk\outp\%1.plt

    move %1.plt2 %MYPATH%\Wrk\outp\%1.plt2

    del plot.ps

    del plot.d

    del plotout

    del expldat

    del exp.d

    del exp2.d

    del ft05.d

    del explot.d

    endlocal

    rem //// PLOT6 Calc. completed ! ////

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 28 -

    /Fem /FEMAXI-7 (実行プログラム) form.data (出力変数説明), ft89.d (ライブラリ) /Femsr / srcdry, srcf, srcfr, INC ソースファイルセット

    3.2 Linux での実行

    3.2.1 GNU Fortran 77 (g77) の場合の実行ディレクトリ構造

    Linux において、ホームディレクトリ$HOME$下に/Fem7 を置くことを想定したディレクトリ構

    造とファイル配置の一例を示す。

    /Fem7

    /Plot2 /EXPLOT(プロットプログラム) calcomp.a, (Calcomp ライブラリ) explot2.for, calcmp.for, calcmp.o, explot2.o, inc, (ソース、中間ファイル)

    /ROD /ROD (実行プログラム) /ROD /rodburn2.for, (RODBURN-1 ソース) Ejpu240, Eju238, ft01d, ft02.d, origen.d(ライブラリ)

    /rbout / **.rodex (FEMAXIに受け渡すRODBURN出力ファイル)

    /outp / **.out (FEMAXI 数値出力), **.plt (FEMAXI が生成したプロット用数値原データ), **.ps (プロット図 postscript ファイル), **.pdf (ps から pdf に変換されたプロット図), **.plot (プロットされた数値情報 text ファイル) **.csv (プロットされた数値データの CSV ファイル;

    EXCEL 読み込み用) **rd.out (RODBURN-1 の数値出力).

    /Wrk/ fem.sh, plot.sh(実行シェルスクリプト) **.d05 (FEMAXI 入力ファイル), **rd.dat (RODBURN-1 入力ファイル) explot.** (プロット制御情報ファイル), mytitl.txt(プロットキャプション制御情報ファイル)

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 29 -

    3.2.2 GNU Fortran 77 (g77) の場合の Makefile 例

    Linux において、前項のディレクトリ構造を前提とした Gnu-make における Makefile の一例を示

    す。 $HOME$/FEM7/直下に以下の内容の”makefile”を置き、FEMAXI7 の場合は、”make FEMAXI7”、

    EXPLOT の場合は、”make EXPLOT” を実行することで、g77 でコンパイルすることができる。この

    例では。O2 最適化と static でコンパイルを行っている。

    # FEMAXI-7 Makefile(GNU-make)

    #

    # fortran compiler

    FC = g77 -static

    # include directory

    INC = INC

    INCP = PLOT2/inc

    LIBP = PLOT2/calcomp.a

    # fortran compile flag

    OFLAG = -o

    FFLAGS = -O2 -I$(INC) -w -fno-automatic -finit-local-zero

    FFLAGSP = -O2 -I$(INCP) -w -fno-automatic -finit-local-zero

    FFLAGL = -w -fno-automatic -finit-local-zero

    FEM = FEM

    PLOT2 = PLOT2

    SRC = srcf

    SRCFEM = $(SRC)/femaxi7.for

    SRCPLOT= $(PLOT2)/explot2.for

    CALCOMP= $(PLOT2)/calcmp.for

    OBJFEM = $(SRC)/femaxi7.o

    OBJPLOT = $(PLOT2)/explot2.o

    OBJCALCOMP = $(PLOT2)/calcmp.o

    $(OBJFEM) : $(SRCFEM)

    $(FC) $(FFLAGS) $(OFLAG) [email protected] -c $<

    $(OBJPLOT) : $(SRCPLOT)

    $(FC) $(FFLAGSP) $(OFLAG) [email protected] -c $<

    $(OBJCALCOMP) : $(CALCOMP)

    $(FC) $(FFLAGL) $(OFLAG) [email protected] -c $<

    $(LIBP) : $(OBJCALCOMP)

    ar cr [email protected] $<

    FEMAXI7: $(OBJFEM)

    $(FC) $(OBJFEM) $(FFLAGS) $(OFLAG) $(FEM)/[email protected]

    EXPLOT: $(OBJPLOT) $(LIBP)

    $(FC) $(OBJPLOT) $(OFLAG) $(PLOT2)/[email protected] $(LIBP)

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 30 -

    3.2.3 基本的な実行の順序 -2- (Linux の場合)

    端末エミュレータより、スクリプトファイルを実行することにより、FEMAXI-7 及び EXPLOT を

    実行できる。以下ではホームディレクトリ($HOME$)直下に関連ファイル/FEM7/があることを前提

    に実行方法を述べる。インプットファイルの改行エンコードが LF 以外の場合は、実行に失敗する

    ことがあるので、注意する。

    (1) FEMAXI-7 の実行方法 ① 端末エミュレータを起動し、”cd /FEM7/Wrk” コマンドで$HOME$/FEM7/Wrk にカレントディ

    レクトリを移動する。

    ② スクリプトファイル fem.sh より FEMAXI を起動する。$HOME$/FEM7/Wrk 下に FEMAXI-7

    の入力ファイル(ここでは”ABC.f05”とする)を置き、端末エミュレータに “./fem.sh ABC 1”と入力

    する。シェルスクリプトが実行され、”ABC.d05”を読み取り、ABC1.* というファイルを出力す

    る。ここで、“./fem.sh ABC.f05 1”と入力した場合は、ABC.d05.d05 というファイルを読み取るた

    め、エラーで停止してしまうことに注意する。

    ③ 実行後に、$HOME$/FEM7/Wrk/outp 下下に “ABC1.out” および”ABC.plt” が生成されているこ

    とを確認する。

    (2) EXPLOT の実行方法 ① 端末エミュレータを起動し、$HOME$/FEM7/Wrk にカレントディレクトリを移動する。

    ② スクリプトファイル explot.sh より EXPLOT を起動する。$HOME$/FEM7/Wrk/outp 下に

    FEMAXI7 の plt 出力ファイル(ここでは”ABC1.plt”とする)があり、$HOME$/FEM7/Wrk/下に

    EXPLOT の入力ファイル explot.d がある場合は、端末エミュレータに “./plot.sh ABC1 d”と入力す

    る。シェルスクリプトが実行され、”ABC1.plt”と”explot.d”を読み取り、ABC1.* というファイル

    を$HOME$/FEM7/Wrk/outp 下に出力する。ここで、“./plot.sh ABC.f05 1”と入力した場合は、

    ABC.d05.d05 というファイルを読み取るため、エラーで停止してしまうことに注意する。

    ③ 実行後に、$HOME$/FEM7/Wrk/outp 下に ABC1.plot,ABC1.ps および ABC1.csv が生成されて

    いることを確認する。ps2pdf がシステムに導入されている場合には、ABC1.pdf ファイルも生成

    されている。

  • JAEA-Data/Code 2012-012

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    (3)シェルスクリプトの内容 ① FEMAXI の実行: fem.sh

    # !/bin/sh

    echo FEMAXI Execution Started

    echo [email protected]@@ ./$1.d >> fname.d

    echo [email protected]@@ ./outp/$1$2.out >> fname.d

    rm ./outp/$1$2.plt

    rm ./outp/$1$2.plt2

    echo [email protected]@@ ./outp/$1$2.plt >> fname.d

    echo [email protected]@ ./outp/$1$2.ft11 >> fname.d

    echo [email protected]@ ./outp/$1$2.ft18 >> fname.d

    echo [email protected]@ ./outp/$1$2.max >> fname.d

    echo [email protected] ./rbout/$1.FMdt >> fname.d

    echo [email protected] ./rbout/$1.rodex >> fname.d

    echo [email protected]@ ../FEM/form.data >> fname.d

    echo [email protected]@ ../FEM/ft89.d >> fname.d

    cp ./$1.d05 ./$1.d

    ../FEM/FEMAXI-7

    rm ./fname.d

    rm ./$1.d

    rm ./FT90.d

    rm ./ft10.d

    rm ./ft16.d

    rm ./ft17.d

    echo ////// FEMAXI Calc. completed ! ///////

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 32 -

    ② EXPLOT の実行: plot.sh

    # plot.sh

    echo PLOT Execution Started

    mv ./outp/$1.plt $1.plt

    mv ./outp/$1.plt2 $1.plt2

    echo $1.plt >> exp.d

    cp ./explot.$2 explot.d

    echo $1$2.ps > exp2.d

    ../PLOT2/EXPLOT

    cp plot.ps ./outp/$1$2.ps

    cp plotout ./outp/$1$2.plot

    cp plot.d ./outp/$1$2.csv

    cp ft22.d ./outp/$1$2.last

    mv $1.plt ./outp/$1.plt

    mv $1.plt2 ./outp/$1.plt2

    rm plot.ps

    rm plot.d

    rm plotout

    rm expldat

    rm exp.d

    rm exp2.d

    rm ft05.d

    rm explot.d

    echo //// PLOT6 Calc. completed ! ////

    ps2pdf ./outp/$1$2.ps ./outp/$1$2.pdf

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 33 -

    3.3 Restart 機能と実行の順序 FEMAXI-7 には、1 本の燃料棒の照射計算をした後、その照射の最後の燃料状態をファイルに

    記録し、そのファイルを FEMAXI-7 あるいは RANNS (FURBEL)で読み込んで新たに計算を開始す

    るリスタート機能がある。以下では、最初の計算を「Base 計算」、リスタート後の計算を「Restart

    計算」と呼ぶ。

    (1) 長尺燃料から短尺化燃料への転換の機能

    全長約 4m の長尺燃料を商用炉でベース照射して、それを短尺化加工して試験炉で試験照射す

    る場合の解析においては、従来の FEMAXI-6 まではベース照射の最初から短尺化した燃料棒サイ

    ズでの計算を行ってきた(Base 計算)。これを

    ① ベース照射期間は長尺燃料のまま(ペレットスタック長さ、プレナム長さ、その他のサイズ)

    で計算する(IFEMRD=1 or 0)。その場合、ユーザーは軸方向セグメントを複数設定し、短尺化し

    て使う部分の軸方向位置と長さが、ベース照射計算のセグメントの一つに含まれるようにセグ

    メント切りを行わなければならない。

    ② FEMAXI の入力ファイルにおいて name-list パラメータ IREST=4 を指定すれば、たとえば長

    尺燃料棒を6セグメント(2セグメント以上の数)に切った場合、そのすべてのセグメントの、

    ベース照射の最後における燃料状態の情報を Restart ファイル *.ft11 に収納する。これは通常、

    ¥Wrk¥OUTP に生成される。

    (2) ベース照射計算(Base 計算)結果から FEMAXI-7 による試験照射への Restart

    試験照射の解析では、その Restart ファイル(*.ft11)の内容のうち短尺化対象のセグメントが(た

    とえば)第3、第4セグメントであれば、試験照射の入力ファイルに IREST=5、TRSGT=3, 4 を指

    定すれば、第3および第4セグメントのベース照射の最終時点での燃料情報(ペレット及び被覆

    管のサイズ変化、燃焼度、FGR、ギャップ状態、その他)が、*.ft11 から読み込まれて試験照射解

    析(Restart 計算)の初期条件とされる。

    この場合、プレナム体積、初期ガス圧、ガス組成は試験照射の新たな初期条件として従来通り

    の name-list パラメータで入力指定できる。特にプレナム体積は必ず新たに指定しなければならな

    い。ただし、初期ガス圧、ガス組成は、新たに name-list パラメータで指定しない場合は*.ft11 の

    数値をそのまま引き継ぐ。また燃料棒の応力歪み状態、FP ガスバブルや FP ガス原子の蓄積状況、

    ペレット半径方向発熱密度プロファイルなど他のすべての燃料状態は*.ft11 から受け継ぐ。

    IFEMRD=0 の場合でもこうした Restart は可能であるが、ただしベース照射での 2D 計算をする

    指定セグメントと TRSGT で指定するセグメントは同一としなければならない。同一でない場合は

    エラーメッセージを出して計算に入らない。

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 34 -

    (3) FEMAXI-7 によるベース照射解析から試験照射解析への Restart

    Restart に関係した name-list parameter は以下のとおりである(4 章参照)。

    表 3.3.1 FEMAXI-7 の Restart 機能に関わる name-list parameter

    変数名 内 容 標準値

    FEMAXI RANNSFURBEL

    IREST

    (FEMAXI-7 の場合) =0:通常の解析を実施する(FEMAXI-7 のみの解析用), =1: FURBEL 用 1-D 計算のみ =2:RANNS 用の Restart ファイル(**.ft11)を作成する。 この場合には、被覆管の径方向メッシュ切りは RANNS と同等に分割される。 =4:FEMAXI, RANNS 用の Restart ファイル(**.ft11)を作成

    する。短尺化対象のセグメント指定が可能。 =5:FEMAXI 用の Restart ファイル(**.ft11)を読み込み、

    試験照射履歴にしたがって指定セグメント(TRSGT で指定)についての計算を行う。ただし、ベース照射で

    の 2D 計算をする指定セグメントと TRSGT で指定するセグメントは同一としなければならない。

    (RANNS の場合) =0:通常の解析を実施する(RANNS のみの解析用),

    =1:FEMAXI-6 の Restart 用ファイル(ft11.d)を初期条件として計算する。

    =3:指定セグメント(TRSGT で指定)について Restart 用ファイル(ft11.d)を初期条件として計算を行う。

    0 0 0

    TRSGT(2)

    FEMAXI-7 で IREST=5、RANNS で IREST=3 の場合に指定する。上記の条件で指定しないときは、エラーメッセージを

    出して計算に入らない。 ベース照射でセグメント数が 10 で、4~6 セグメントを対象

    とするときは、TRSGT=4,6 と指定する。5 セグメントを対象とするときは、TRSGT=5 と指定する。

    また、2D 計算を行うときは、ベース照射での 2D 計算をする指定セグメント(IFEM)が TRSGT の指定中に含まれなければならない。例えば、ベース照射での指定セグメント

    IFEM=5 で、TRSGT=4,6 のときは、Restart 計算での指定セグメント IFEM は IFEM=2 である。この指定が違うときはエラーメッセージを出して計算に入らない。

    0 0 0

    IRTIME

    Restart 計算での履歴入力で、時間(燃焼度)をベース照射からの継続した時間で入力するときは IRTIME=0 を指定する。IRTIME=1 のときは、Restart 時の時間を 0 時間として、Restart 時を起点とした時間(燃焼度)で履歴データを作成する。

    1 1 1

  • JAEA-Data/Code 2012-012

    - 35 -

    3.3.1 Restart 計算における引き継がれる変数と、引き継がれない変数

    FEMAXI-7 コードで Restart 計算を行う場合、以下に示す変数が Base 計算から Restart 計算に受

    け渡される。受け渡される変数を以下の 6 種類に分けて説明する。

    (1) 固定フォーマット指定した入力変数

    Base 計算で固定フォーマット入力した各変数の値は、Restart 計算に引き継がれる。したがって、

    設定セグメント範囲指定以外の形状体系は引き継がれる。Restart 計算の入力ファイルで指定した、

    これら以外の固定フォーマット入力変数(たとえば冷却材条件など)はそのまま Restart 計算で有

    効である。

    Restart 計算で引き継がれる固定フォーマット入力変数一覧を表 3.3.2 に示す。なお、軸�