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原子炉圧力容器用確率論的破壊力学解析コードPASCAL4の使用手引き及び解析手法(受託研究)

User's manual and analysis methodology of probabilistic fracture mechanics analysis code PASCAL Ver.4 for reactor pressure vessel (Contract research)

勝山 仁哉; 眞崎 浩一; 宮本 裕平*; Li, Y.

Katsuyama, Jinya; Masaki, Koichi; Miyamoto, Yuhei*; Li, Y.

軽水炉構造機器の高経年化評価に関する研究の一環として、確率論的破壊力学解析コードPASCALの開発を進めている。本コードは、原子炉圧力容器に加圧熱衝撃事象等の過渡が発生した場合における容器の破損確率や破損頻度を解析するコードである。破壊力学に関する最新知見や国内RPVに適した評価手法・評価モデルを踏まえ、新規解析機能の導入やコード検証等を通じて解析精度と信頼性向上を図った。具体的には、応力拡大係数解や破壊靭性モデル等の解析機能の高度化を図るとともに、健全性評価に係る影響因子の認識論的不確実さと偶然的不確実さを考慮した信頼度評価機能の整備等を実施した。また、確率論的計算手法を改良し、解析コードの計算速度を著しく向上させた。さらに、PASCAL-RVにより算出される亀裂を対象とした破損確率からRPV炉心領域部を対象とした破損頻度を算出する機能を有するモジュールPASCAL-Managerを整備した。本報告書は、PASCAL-Managerを含むPASCAL4の使用方法、解析理論をまとめたものである。

As a part of the structural integrity research for aging light water reactor components, a probabilistic fracture mechanics (PFM) analysis code PASCAL has been developed in JAEA. The PASCAL code can evaluate the conditional failure probabilities and failure frequencies for core region in reactor pressure vessels under the pressurized thermal shock events. In this study, we improved many functions such as the stress intensity factor solutions, the fracture toughness models, or confidence level evaluation function by considering epistemic and aleatory uncertainties related to influence parameters in the structural integrity assessment. We also developed the analysis module PASCAL-Manager which calculates the failure frequency for the entire core region taking into consideration the failure probabilities obtained from PACAL-RV. Based on these improvements, the new analysis code is upgraded to PASCAL Ver.4. This report provides the user's manual and theoretical background of PASCAL Ver.4.

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