Development of effectiveness evaluations technology of the measures for improving resilience of nuclear structures at ultra high temperature

超高温状態における原子炉構造のレジリエンス向上策の有効性評価技術の開発

小野田 雄一 ; 西野 裕之  ; 栗坂 健一 ; 山野 秀将   

Onoda, Yuichi; Nishino, Hiroyuki; Kurisaka, Kenichi; Yamano, Hidemasa

ナトリウム冷却高速炉もんじゅをモデルプラントとして、超高温条件下における破壊制御概念を適用したレジリエンス向上策の有効性評価技術を開発し、この技術を用いて予備評価を行った。超高温条件下において破壊制御の概念が適用可能と見込まれる重要な事故シーケンスは、Monjuのレベル2PRAの既存の研究結果を調査して同定された。崩壊熱除去機能喪失(PLOHS)および原子炉容器液位確保機能喪失(LORL)に分類される事故シーケンスは共に、炉心損傷防止の可能性がある重要な事故シーケンスとして識別された。本研究では、レジリエンス向上策の成否を表すヘディングをイベントツリーに導入し、その分岐確率を設定し、レジリエンス向上策の有効性を評価する技術を開発した。レジリエンス向上策の有効性評価は炉心損傷頻度の低減に寄与すると期待される。レジリエンス向上策の有効性評価を試行した結果、破壊制御概念を適用することで炉心損傷頻度を低減できることが確認された。この研究で提案するレジリエンス向上策の成功確率は、仮定に基づいて暫定的に割り当てられたものである。この値は、今後実施される超高温条件下における原子炉容器構造の健全性評価によって定量化されると期待される。本研究で開発した技術は、次世代ナトリウム冷却高速炉のレジリエンス向上策の有効性評価に応用できる。

The effectiveness evaluations technology of the measures for improving resilience by applying a fracture control concept under ultra-high temperature conditions has developed for prototype sodium-cooled fast reactor Monju as a model plant, and the trial evaluation has conducted using this technology in this paper. The important accident sequences to which the fracture control concept is expected to be applied under ultra-high temperature condition are identified by investigating the results of the existing researches of level-2 probabilistic risk assessment for Monju. Accident sequences categorized in protected loss of heat sink and loss of reactor level are both identified as such important accident sequences which has the potential to prevent core damage. This study has developed the technology to evaluate the effectiveness of improving resilience, where the headings which stand for success or failure of the measures to improve resilience are introduced into the event tree, the branch probability of them is set, and the effectiveness of improving resilience is expressed as the reduction of core damage frequency. As a result of the trial evaluation of the effectiveness for the measures to improve resilience, it is confirmed that core damage frequency can be reduced by applying fracture control concept. The branch probability of the measures to improve resilience proposed in this study is tentatively assigned based on the assumption. This value is expected to be quantified by the forthcoming analyses of the integrity for the reactor vessel structure at ultra-high temperature. The technology developed in this study will be applied for the evaluation of improving resilience of the next generation sodium-cooled fast reactor.