Research and examination of seismic safety evaluation and function maintenance for important equipment in nuclear facilities

古屋 治*; 藤田 聡*; 牟田 仁*; 大鳥 靖樹*; 糸井 達哉*; 岡村 茂樹*; 皆川 佳祐*; 中村 いずみ*; 藤本 滋*; 大谷 章仁*; et al.

Proceedings of ASME 2021 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2021) (Internet), 6 Pages, 2021/07

新規制基準では、深層防護を基本とし、共通要因による安全機能の一斉喪失を防止する観点から、自然現象の想定の程度と対策を大幅に引き上げ、機能維持と安全裕度の確保のための対策の多重化と分散化及び多様性と独立性が強化されている。このような中、設計基準を超える地震を含む外部ハザードに対して、設計基準事故及びシビアアクシデントの対策のための設備の機能喪失と同時に、重大事故等に対処する機能を喪失しないことを目的として、特定重大事故等対処施設の設置が定められた。当該施設の設備では、設計基準を一定程度超える地震に対して機能確保できる頑健性を有する設備が求められている。一方、安全性向上評価においては、確率論的リスク評価や安全裕度評価により設計上の想定を超える範囲も含めた評価が行われるため、耐震重要設備の耐力に係る知見を拡充させることが重要である。本報では、耐震重要設備の機能維持に対する考え方や地震を対象に考慮すべき損傷指標等に係る知見の調査と検討結果をまとめる。

Radiation processes of impurities and hydrogen in detached divertor plasmas of JT-60U

仲野 友英; 久保 博孝; 朝倉 伸幸; 清水 勝宏; 木島 滋; 藤本 加代子; 川島 寿人; 東島 智

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03

http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/FEC/FEC2006/html/node246.htm#49158

MARFEを伴う非接触ダイバータプラズマで、Cと電子の体積再結合により、Cが生成されることが初めて観測された。CからCへの再結合束はCからCへの電離束と同程度であることに加え、2次元分光計測の結果をもとに発光の空間分布をコンピュータ・トモグラフィーを用いて再構築したところ体積再結合が発生するのはX点直上で、電離が発生する場所の直下であることがわかった。この結果から、ダイバータプラズマの放射パワーの6割から8割を占める、Cは体積再結合によりおもに生成される。

確率論的手法による機器免震性能設計及び有効性評価手法

堤 英明*; 蛯沢 勝三*; 山田 博幸*; 柴田 勝之; 藤本 滋*

日本材料学会JCOSSAR 2003論文集, p.829 - 836, 2003/11

原研では、原子力関連機器に免震技術を適用する際の有効性を確率論的手法に基づいて評価する手法について研究を実施している。本報では、炉心損傷頻度(CDF)の低減効果を設計目標として、CDFの低減に寄与する安全上重要な機器を選定して免震設計を行い、地震PSA手法を応用してその有効性を評価する手法を提案した。また、本手法及び機器免震化の有効性を検証するために、モデルプラントを想定して、外部電源喪失事象について応答係数法を用いて炉心損傷頻度(CDF)の試評価を行い、重要機器を免震化した場合の非免震プラントに対するCDFの低減効果を算定した。その結果、がい管付き起動変圧器と非常用ディーゼル発電機を免震化した場合に、炉心損傷頻度の低減効果が大きく、免震化によりこれらの機器の加速度応答が非免震機器の1/5に低減されると、1/100程度まで炉心損傷頻度が低減する可能性があることが明らかになった。さらに、非常用ディーゼル発電機について免震設計を行い、地震応答解析によって1/6程度に加速度応答を低減できることを確認した。

3次元機器免震試験システムの動的挙動及び免震効果

堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之; 藤本 滋*

土木学会第2回免震・制震コロキウム講演論文集, p.75 - 82, 2000/11

原研では、平成3年度から平成7年度までのPhase I研究において安全上重要な機器に免震技術を導入した場合の有効性評価手法及びコードを開発し、碍管付き起動変圧器について有効性を評価した。平成8年度から平成12年度までのPhase II研究では、機器免震有効性評価コードの高度化を目的として3次元機器免震システムの有効性確証試験を実施している。有効性確証試験では、平成10年度に原子力機器を模擬した特性の異なる「ボールベアリング支承・空気ばねタイプ」及び「多段積層ゴム・コイルばねタイプ」の3次元機器免震試験システムを設計製作し、前者のシステムは、大洗研究所内のテストベッド上に設置し、自然地震動下において地震応答観測を実施中である。既に数回の地震で顕著な免震効果が確認されている。また、後者については、種々の振動特性を有する地震動により振動台試験を実施し、動的挙動と免震効果を検証した。本論文は、「多段積層ゴム・コイルばねタイプ3次元機器免震試験システム」の概要、振動特性、振動台試験及び模擬地震応答解析についてまとめたものである。

原子炉炉心振動解析コードの開発(II) (2)本文(縮少版)

佐々木 陽一*; 藤本 滋*; 郷田 勝彦*; 佐々木 恒夫*

PNC TJ201 80-20VOL2, 70 Pages, 1980/02

PNC-TJ201-80-20VOL2.pdf:1.17MB

高速増殖炉「もんじゅ」の炉心構成要素は六角形断面を有する細長い梁構造をしており、その振動性状は、下端支持の梁のそれと同様なものとみなす事ができる。高温の冷却材で満された炉心内にはこのような構成要素約700体が小間隔をおいて密に装荷されている。したがって、このような構造特性を持つ炉心構成要素群の地震時の挙動は構成要素同士の衝突や、流体力の影響等によって複雑なものとなる。このような挙動は厳密には非線形型応答となるが、その解析手法は十分に確立されているとは言えない。本報告は「もんじゅ」の炉心構成要素群の地震時の挙動を適確に把握し、各構成要素における衝突力、たわみ量など基本的な応答特性を評価するための解析コードの開発に関して述べたものである。前年度(53年度)の「高速炉炉心振動解析コードの開発(1)」においては、炉心構成要素頭部の群挙動を把握する基本的解析コードを開発したが、本研究においては、(1)上記解析コード(1)を拡張し、構成要素の上部および中間部の応答(衝突力、たわみなど)を評価するための数字アルゴリズムおよび解析コードの作成を行うと共に、(2)解析コード(1)のI/O整備として、群挙動の図示化のためのプロッタ・ルーチンの作成を実施した。本研究において開発した炉心振動解析コード(2)及び解析コード(1)用プロッタルチーンの特徴について述べる。(1)本解析コードは、各炉心構成要素の上部および中間部の時刻歴挙動(衝突力、加速度、たわみなど)を把握するためのものである。(2)炉心構成要素群の任意の組合せ(構成条件)に対する応答解析を行うことができる。(3)非線形微分方式のための直接積分においては、時間に関して自動メッシュ法を採用し、数値積分上の計算誤差をできるだけ小さく抑えながら、計算時間を短縮する事が可能である。(4)解析コード(1)用のプロッタ・ルーチンにおいては、各要素の応答の時刻歴波形を図示出来、全体的な挙動を視覚的に把握する事ができる。

Radiation processes of impurities in detached divertor plasmas of JT-60U

仲野 友英; 朝倉 伸幸; 清水 勝宏; 木島 滋; 藤本 加代子; 川島 寿人; 東島 智

no journal, , 

JT-60Uの非接触ダイバータプラズマにおいて、X点直上の強い放射領域からの9本のC IV発光線を同時測定し、その強度比を衝突放射モデルを用いて解析した。主量子数が4以下の励起準位は基底状態のが電子衝突によって励起され、また主量子数が6以上の励起準位はと電子の体積再結合によって生成される。またこの解析によって、励起過程では電子温度が10eV及び電子密度がと、再結合過程では電子温度が3eVと求められたが、この電子温度の不一致の理由は不明である。これらのパラメータとC IV()とC IV()の絶対強度より、励起過程及び再結合過程による放射パワーを求めると、それぞれ総放射パワーの40%及び0.5%であった。イオンはの再結合との電離によってほぼ等しい割合で生成することも明らかになった。

リスクマネジメント基盤技術としての地震リスク評価の信頼度向上に関する研究,1; 全体計画とねらい

村松 健*; 高田 毅士*; 糸井 達哉*; 西田 明美; 内山 智曜*; 古屋 治*; 藤本 滋*; 平野 光将*; 牟田 仁*

no journal, , 

本研究では、地震起因事象に関するリスク評価(地震PRA)の信頼度を向上させ、活用促進に資するため、確率モデル及び認識論的不確実さの取り扱いに関する検討、フラジリティ評価における認識論的不確実さの評価に関する検討、モデルプラントでの試行研究による有用性の実証、及びそのまとめを実施している。本報では、その1として、全体計画について述べる。

Study on next generation seismic PRA methodology, 1; Program plan and proposal of new mathematical framework

村松 健*; 高田 毅士*; 西田 明美; 内山 智曜*; 牟田 仁*; 古屋 治*; 藤本 滋*; 糸井 達哉*

no journal, , 

本発表では、著者らにより実施される文部科学省原子力基礎基盤研究開発イニシアティブにおける採択課題「リスクマネジメントの技術基盤としての地震リスク評価の信頼度向上に関する研究」について、全体概要と数学的枠組みについて報告する。全体概要としては、(1)炉心損傷頻度を求める解析コードの高度化、(2)定量的評価が困難な不確実さ評価を専門家意見に基づきまとめる手続きの提案、(3)システム解析に3次元詳細解析を取り込むための提案等について述べる。数学的枠組みは、(1)のテーマの詳細であり、原子力機構で開発したSECOM2-DQFMコードを確率モデルおよび認識論的不確実さを取り扱えるように改良するためのものである。提案する数学的枠組みの実装により、事故シーケンスの発生頻度とその不確実さの評価を実施できる計算コードを整備した。本発表ではこれらの成果について述べる。

リスクマネジメント基盤技術としての地震リスク評価の信頼度向上に関する研究,13; 機器/配管系の検討

古屋 治*; 藤本 滋*; 村松 健*; 牟田 仁*; 西田 明美

no journal, , 

著者らは、地震PRAに伴う不確実さをより適切に取り扱うための新たな数学的枠組みと専門知を活用したフラジリティ評価の手法を検討・提案するとともに、その適用に必要な地震時システム信頼性解析用計算コードを開発することにより、地震PRAの信頼度を向上させ、活用促進に資することを目的とする研究をすすめている。本報告では、機器のフラジリティ評価における不確実さを解析的に評価した結果について述べる。具体的には、建屋モデルから得られた床応答の時刻歴波形および床応答スペクトルを用いて、機器・配管の同一フロア上での設置位置や動力学的観点での振動性状での不確実さを検討した結果を示す。