최근 KAIST에서 개발된 AFEN 방법은 기존의 노달 방법들과는 달리 transverse leakage를 사용하지 않음으로 인해서 기존의 노달 방법들이 가지고 있었던 취약점들을 쉽게 극복하고 성공적으로 정상상태의 노심계산에 적용될 수 있었다. 또한 최근 AFEN방법을 이용하여 사각형 노드에서의 동특성 계산을 수행할 수 있는 코드의 개발이 성공적으로 이루어졌다.
본 연구에서는 이렇게 사각형 노드에 적용되었던 동특성 계산방법을 육각형 노드의원자로에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 그러나 수행도중 기존의 육각형 노심에 적용되어왔던 AFEN방법이 3차원 문제에 대하여 취약한 부분을 보여 이 취약한 점을 보완하기위한 방법론의 연구또한 같이 진행되어졌다. 본 연구에서 AFEN계산 방법의3차원에서의 약점을 보완하기 위하여 축방향으로 노달 미지수를 추가하였다.이러한 방법과 동시에 기존의 방법과는 달리 각각의 횡방향 모서리(radial edge)와 축방향 접촉면을 위한 각각의 일반해를 새로 정의하는 방법을 사용하였다. 이렇게 만들어진 육각형 정상상태 계산 코드는 VVER-1000,SNR-300,VVER-440 이 세가지 기준 문제를 가지고 검증하였다. 계산된 결과는 세 문제에 대하여 새로운 방법의 코드가 기존의 방법들보다 월등히 좋은 결과를 보였다.
동특성 계산의 경우 기존의 사각형 동특성 코드에서 사용하였던것과 마찬가지로 전체해를 준정상상태 확산방정식('quasi-static diffusion' equation)을 만족하는 해석해 부분(analytic part)과 3차의 다항식 수정부분(polynomial correction part)을 도입하여 사용하였다. 중성자속은 지수변화을 통해 먼저 변환한 후 시간에 대하여 차분하였다. 이 방법의 경우 중성자속을 직접 차분하는것에 비하여 계산에 사용되는 시간간격을 크게 할 수 있다는 장점이 있다. 또한 중성자 선행핵 농도 (neutron precursor density)는 지수변환한 중성자속을 이용하고 핵분열원(fission source) 항이 시간에 대해 선형적으로 변한다는 가정을 이용하여, 차분화된 시간 사이에 관계식을 해석적으로 계산하였다. 이러한 계산에서는 해석해와 다항식 수정해를 나누어 계산한다는것을 제외하고는 더 이상의 근사가 없다.
이렇게 해서 구해진 결과는 정상상태의 경우 그 오차가 매우 만족할 만한 결과를 보였고 동특성 분야에서의 결과역시 만족할만한 결과를 얻어낼수 있었다. 차후 이 동특성코드에 가속을 할수있는 부분과 열수력 코드와의 연계부분을 추가하여준다면 훌륭한 육각형 노심 해석코드가 될것이다.
