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論文

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。

論文

Volume recombination of C$$^{4+}$$ 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

Nuclear Fusion, 47(11), p.1458 - 1467, 2007/11

 被引用回数:20 パーセンタイル:60.89(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60UのX点MARFEを伴う非接触プラズマにおいて、4本のC$$^{3+}$$イオンのスペクトル線を同時に2方向から空間分解能1cmで測定した。そのスペクトル線の強度比を衝突放射モデルで解析した結果、C$$^{3+}$$イオンはC$$^{4+}$$イオンと電子の体積再結合によって生成することを初めて明らかにした。コンピュータトモグラフィ手法により再構築されたC$$^{3+}$$スペクトル線の発光の2次元空間分布から、この体積再結合はX点の直上で発生することが明らかにされ、そこでは電子温度及び電子密度はそれぞれ1.6eV及び1.6$$times$$10$$^{21}$$m$$^{-3}$$と評価された。この体積再結合によって生成したC$$^{3+}$$イオンからの放射パワーは全放射パワーの約20%を占めることが示された。

論文

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

MARFEを伴う非接触ダイバータプラズマで、C$$^{4+}$$と電子の体積再結合により、C$$^{3+}$$が生成されることが初めて観測された。C$$^{4+}$$からC$$^{3+}$$への再結合束はC$$^{3+}$$からC$$^{4+}$$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$$^{3+}$$は体積再結合によりおもに生成される。

論文

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。

報告書

HTTRでの出力分布測定時の線量当量率測定及び放射線モニタリング結果

高田 英治*; 藤本 望; 野尻 直喜; 梅田 政幸; 石仙 繁; 足利谷 好信

JAERI-Data/Code 2002-009, 83 Pages, 2002/05

JAERI-Data-Code-2002-009.pdf:3.51MB

HTTRの燃料体からの$$gamma$$線を測定する出力分布測定を行う時点で、燃料交換機,制御棒交換機,スタンドパイプ室周辺,メンテナンスピット周辺での線量当量率の測定を行った。出力分布測定作業は、炉心で照射された燃料体を取り扱う初めての機会であるので、機器の遮へい性能の確認,想定外のストリーミングパスの有無の確認を目的とした測定及び作業中の放射線モニタリングを行った。その結果、線量当量率は予測値以下であり、機器の遮へい上問題は見つからなかった。また、作業環境の測定によるデータを取得することができ、将来の作業環境予測のためのデータを取得することができた。

報告書

多段積層ゴム・空気ばねタイプ3次元機器免震試験システムの振動台試験及び地震応答解析

堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之; 藤本 滋*

JAERI-Tech 2001-033, 124 Pages, 2001/06

JAERI-Tech-2001-033.pdf:9.98MB

日本原子力研究所では、1991年より原子力機器の免震技術を導入した場合の有効性評価に関する研究に着手し、機器免震の有効性評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震試験システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。有効性確証試験では、特性の異なる2種類の3次元機器免震試験システムを製作し、特性試験によりそれぞれの動的特性と免震効果を検証している。上記試験システムの1台は、免震装置としてボールベアリングと空気ばねを用いたもので、現在大洗研究所敷地内のテストベッドに設置し、自然地震動下で応答を観測しており、いくつかの地震動により顕著な免震効果を確認した。また、ほかの1台は、免震装置として多段積層ゴムとコイルばねを用いたもので、3次元連成振動の影響と免震効果を確認するために種々の周波数特性の地震動による振動台試験を実施した。本報告書は、多段積層ゴム・コイルばねタイプ3次元免震システムの概要、振動特性、振動台試験及び地震応答解析結果についてまとめたものである。

報告書

HTTR出力上昇試験での臨界制御棒位置と温度係数; 中間報告

藤本 望; 野尻 直喜; 高田 英治*; 齋藤 賢司; 小林 正一; 澤畑 洋明; 石仙 繁

JAERI-Tech 2000-091, 49 Pages, 2001/03

JAERI-Tech-2000-091.pdf:2.0MB

現在HTTRでは出力上昇試験を進めており、これまで50%出力を達成している。HTTRの出口温度は950$$^{circ}C$$と高いため、出力上昇の過程で炉心内の温度変化が大きい。このような炉心の解析精度の向上を目的として各出力での臨界制御棒位置及び温度係数について測定を行い、解析との比較を行った。解析は、熱流動解析コードと拡散計算のくり返しにより求めた炉内温度分布を用いて、モンテカルロ計算と拡散計算により行った。その結果、臨界制御帽位置はモンテカルロ計算により50mm以下の誤差で一致し、100%出力では2900mm程度になると予想された。温度係数は拡散計算の結果とよく一致した。今後、出力100%までの測定を行い、解析結果と比較することにより解析精度の向上を目指す。

報告書

高温工学試験研究炉の燃料体からの$$gamma$$線測定; 方法と結果

藤本 望; 野尻 直喜; 高田 英治*; 山下 清信; 菊地 孝行; 中川 繁昭; 小嶋 崇夫; 梅田 政幸; 星野 修; 金田 誠*; et al.

JAERI-Tech 2001-002, 64 Pages, 2001/02

JAERI-Tech-2001-002.pdf:3.64MB

HTTRの炉心内の情報を得ることを目的として、炉心から燃料体を取り出し再装荷する過程での燃料体からの$$gamma$$線の測定を行った。測定は、燃料体が通過する床上ドアバルブに設置したGM管及びCZT半導体検出器と、スタンドパイプ室に設置したエリアモニタで行い、炉内のウラン濃縮度配分の対称性を考慮して4カラムの燃料体計20体について行った。測定の結果GM管及びCZT検出器による測定では、各カラムでの軸方向の相対分布は解析とほぼ一致したが、炉心上部では解析値が高く、炉心下部では低くなった。エリアモニタによる測定でも軸方向の分布を測定することができた。さらにカラム間の比較も行った。今後は測定結果について詳細な解析・評価を行い、炉内出力密度分布等の評価精度の向上に役立てる予定である。

論文

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。

口頭

コンピュータ・トモグラフィーによるJT-60Uダイバータプラズマ中の水素原子分布の可視化

藤本 加代子; 仲野 友英; 久保 博孝; 木島 滋; 石川 正男; 朝倉 伸幸; 清水 勝宏

no journal, , 

水素原子の2次元分布の評価とその決定要素の解明は、熱や粒子を制御する役割を持つダイバータプラズマの最適化に大きな推進をもたらす。本研究では主プラズマからダイバータプラズマへ流入した水素イオン及びダイバータ板から発生した水素原子の輸送に着目した。分光により得られた水素原子スペクトル強度分布をCTによって2次元分布に再構成し、プラズマ中の水素粒子の輸送過程を考察する。ダイバータプラズマを2方向92視線(縦60視線,横32視線)で観測し、分光器を用いて重水素バルマーシリーズ線のスペクトル強度分布を導出する。そのために波長範囲350-800nm,空間分解能10mm,時間分解能200msの分光器を整備したが、この分光器は新設のため現在は調整中である。そこで、既存の分光器を用いて34視線(縦17視線,横17視線)でダイバータプラズマの水素スペクトル(D$$gamma$$, 433.9nm)を観測した。その結果、内側,外側ストライク点近傍に強い放射を観測することができた。

口頭

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$$mbox{C}^{3+}$$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$$mbox{C}^{4+}$$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$$5times10^{20}{m}^{-3}$$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($$mbox{3s}^2mbox{S}-mbox{3p}^2mbox{P}$$)とC IV($$n=6-7$$)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。$$mbox{C}^{3+}$$イオンは$$mbox{C}^{4+}$$の再結合と$$mbox{C}^{2+}$$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。

口頭

JT-60Uの非接触プラズマにおける炭素イオンの放射過程

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

no journal, , 

MARFEを伴う非接触プラズマのX点付近を可視分光器と真空紫外分光器を用いて$$mbox{C}^{2+}$$$$mbox{C}^{3+}$$のスペクトル線を観測し、それらの強度を解析した。その結果、$$mbox{C}^{2+}$$の発光では基底状態にある$$mbox{C}^{2+}$$が電子衝突により励起し、やがて電離する成分(電離成分)が主要で、$$mbox{C}^{3+}$$の発光では主量子数が4以下の準位では同じく電離成分が主要であるが、それ以上の高励起準位では、体積再結合により生成しやがて基底状態に脱励起する成分(再結合成分)が主要であることが明らかになった。さらに$$mbox{C}^{3+}$$の生成には$$mbox{C}^{4+}$$からの体積再結合と$$mbox{C}^{2+}$$の電離がほぼ同程度に寄与し、その和は$$mbox{C}^{3+}$$の損失($$mbox{C}^{4+}$$への電離と$$mbox{C}^{2+}$$への再結合)よりも二桁以上大きいことが判明した。この結果は生成した$$mbox{C}^{3+}$$が輸送によって損失することを示唆する。

口頭

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。

口頭

原子力施設の地震リスク評価の高度化に関する研究,1; 全体計画と新たな数学的枠組みの構築

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

no journal, , 

文部科学省受託研究として、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開始した。本報では、その1として、研究の全体計画と地震PRAの新たな数学的枠組みの検討状況を報告する。

口頭

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。

口頭

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,10; 新たな数学的枠組みの検討

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

no journal, , 

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。本報では、地震PRAの新たな数学的枠組みの検討状況を報告する。

口頭

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。

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