オーバーパックの構造健全性に関する研究(研究概要)

Study on the structural integrity of overpacks

前田 一人*; 内川 高志*; 河原 憲一*; 鴨 和彦*; 重 隆司*; 中村 和博*; 瀬戸口 貞幸*

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本研究では、オーバーパックの技術基準策定に資するため、構造設計手法やオーバーパック製作時の品質管理手法に対する考え方を検討し、合理的な技術基準策定のための課題を整理するとともに、その課題を解決するためのアプローチをまとめ、今後の研究計画を策定した。各項目の成果は下記の通りである。1)オーバーパック技術要件の検討 海外文献調査及び性能評価モデルからの前提条件を整理し、オーバーパックとして最低限満足すべき技術事項を抽出した。2)製作上の前提条件の検討 前提条件の検討としてハンドリング方法及び製作工法を調査・整理した。この成果から、構造強度を勘案しリファレンスケースを設定した。3)構造健全性の考え方に関する検討 埋設後の荷重条件と破損モードを検討し、オーバーパックに対する構造設計手法を試案した。さらに、設定した技術要件を満足するためのオーバーパック検査項目を検討した。4)破壊試験 構造設計手法のベースとなるFEM解析の精度等を検証するため、破壊試験を実施した。結果、FEM解析と破壊試験結果は良好な一致を示し、FEM解析の十分な精度が確認できた。5)品質管理手法の検討 総理府令73号の考え方を体系的に整理し、開発課題を抽出した。今後、超音波探傷試験を主として、開発を行い、遠隔操作による測定精度を確認する必要がある。6)研究計画の作成 技術基準策定のための研究計画をWBS(WorkBreakdown Structure;階層構造)として作成した。

In this study, a research and development plan for overpacks has been proposed by identifying issues for developing overpacks and organizing approaches for resolving them, as well as investigating a structural design methodology for overpacks and a quality control method in manufacturing them. The results are summarized as follows: (1)Technical Requirements for overpacks. Tentative technical requirements for overpacks are summarized on the survey of overseas literatures and performance assessment models discussed so far. (2)Determination of Reference Design. Handling and manufacturing methods for overpacks are discussed. Reference overpack structures are determined considering the discussion on the structural strength. (3)Approach to assuring structural integrity of overpacks. Load conditions and rupture modes after backfill are reviewed. A structural design methodology for overpacks was discussed based on FEM analyses. In addition, inspection items, which are necessary to assure that technical requirements are satisfied. (4)Destructive test. Destructive test is carried out in order to validate FEM analysis and others for basing a structural design methodology. As a consequence of the test, we could verify the sufficient reliability of FEM analysis and conservatism of the design methodology. (5)Quality control method. R&D items for quality control of overpacks are summarized based on the ideas of the order No. 73 issued by the Prime Minister's Office. Validation of measurement reliability for ultrasonic tests is the major R&D items in the future. (6)Preparation for R&D plan. A R&D plan for developing technical criteria for overpacks is summarized.