MAAP code analysis focusing on the fuel debris condition in the lower head of the pressure vessel in Fukushima-Daiichi Nuclear Power Station Unit 2

福島第一原子力発電所2号機における圧力容器下部ヘッド燃料デブリの状態に着目したMAAPコード解析

佐藤 一憲 ; 吉川 信治 ; 山下 拓哉  ; Cibula, M.*; 溝上 伸也*

Sato, Ikken; Yoshikawa, Shinji; Yamashita, Takuya; Cibula, M.*; Mizokami, Shinya*

これまでのプラント内部調査、実験、コンピュータモデルシミュレーションから得られた最新の知見に基づき、福島第一原子力発電所2号機の原子炉圧力炉容器内フェーズに対するMAAP解析を実施した。2号機では、炉心物質が圧力容器の下部プレナムに移動し、そこで冷却材によって冷却されて固化したときのエンタルピーが比較的低かったと考えられる。MAAPコードは、炉心物質リロケーション期間中の炉心物質の酸化の程度を過小評価する傾向があるが、酸化に係るより信頼性の高い既存研究を活用することによって補正を行うことで、下部プレナム内の燃料デブリ状態の、より現実的な評価を行った。この評価により、2号機事故進展挙動に係る既往予測の基本的妥当性が確認され、今後の後続過程研究を進めるための詳細な境界条件を提供した。下部ヘッドの破損とペデスタルへのデブリ移行に至るデブリ再昇温プロセスに対処する将来研究に、本研究で得た境界条件を反映する必要がある。

Based on updated knowledge from plant-internal investigations, experiments and model simulations until now, the in-vessel phase of Fukushima-Daiichi Nuclear Power Station Unit 2 was analyzed using the MAAP code. In Unit 2, it is considered that the core material enthalpy was relatively low when it relocated to the lower plenum of the pressure vessel, then, cooled by the coolant and solidified there. Although the MAAP code tended to underestimate the degree of core-material oxidation during the relocation, this probable underestimation was compensated for by an existing study that was considered more reliable, so that more realistic debris conditions in the lower plenum could be obtained. Basic validity of the former prediction of the Unit 2 accident progression behavior was confirmed and detailed boundary condition for the later phase was provided. This boundary condition should be utilized for future studies addressing debris reheating process leading to lower head failure and debris relocation toward the pedestal.