Probability of adventitious fuel pin failures in fast breeder reactors and event tree analysis on damage propagation up to severe accident in Monju

高速炉における燃料ピンの自然破損確率と「もんじゅ」における過酷事故に至る損傷拡大のイベントツリー解析

深野 義隆  ; 鳴戸 健一*; 栗坂 健一 ; 西村 正弘 

Fukano, Yoshitaka; Naruto, Kenichi*; Kurisaka, Kenichi; Nishimura, Masahiro

ナトリウム冷却高速炉(SFR)では、炉心局所事故が歴史的に過酷事故の一つの原因と考えられ、多くの国で実験研究や決定論的、確率論的評価(PRA)が実施されてきた。燃料ピンの自然破損は、これら既往PRAの中で、その発生頻度の高さと破損伝播の可能性から、最も支配的な起因事象と考えられている。このため、本研究では、「もんじゅ」における燃料ピンの自然破損からの損傷拡大(FEFPA)についてイベントツリー解析(ETA)を実施した。本ETAは、FEFPAの実験的、解析的研究の最新知見に基づくとともに、もんじゅの異常時運転手順書を反映したものである。また、このETAの起因事象であるSFRの燃料ピンの自然破損率も見直した。その結果、「もんじゅ」では、FEFPAは無視でき、頻度及びコンシケンス(結果の重大性)とも、炉停止失敗事象及び崩壊熱除去機能喪失事象の炉心損傷頻度に含まれることを明らかにした。

Experimental studies, deterministic and probabilistic and risk assessments (PRAs) on local fault (LF) propagation in sodium cooled fast reactors (SFRs) have been performed in many countries because LFs have been historically considered as one of the possible causes of severe accidents. Adventitious fuel pin failures were considered to be the most dominant initiators of LFs in these PRAs because of high frequency of occurrence during reactor operation and possibility of subsequent pin-to-pin failure propagation. Therefore event tree analysis (ETA) on fuel element failure propagation initiated from adventitious fuel pin failure (FEFPA) in Monju was performed in this study based on state-of-the-art knowledge on experimental and analytical studies on FEFPA and reflecting latest operation procedure at emergency in Monju. Probability of adventitious fuel pin failures in SFRs which is the initiating event of this ETA was also updated in this study. It was clarified that FEFPA in Monju was negligible and could be included in core damage fraction of the anticipated transient without scram and protected loss of heat sink in the viewpoint of both probability and consequence.