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内堀 昭寛; 岡野 靖
Isotope News, (793), p.32 - 35, 2024/06
AI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法ARKADIAの基盤技術として、ナトリウム冷却高速炉のシビアアクシデント発生時に原子炉容器内外で進展する事象を一貫してシミュレーションする手法(SPECTRAコード)を開発している。本手法は、安全性と経済性を両立させる最適な機器設計条件を探索することに有用である。本研究では、Na漏えい・燃焼を含む仮想的な事故を例題として、複数の設計条件に対する解析を実施し、安全性を保ったまま経済性を向上できる小型格納容器及び安全対策の設計条件を発見できた。これにより、ARKADIAの設計最適化プロセスに対する本手法の有効性を確認した。
堂田 哲広; 加藤 慎也; 浜瀬 枝里菜; 桑垣 一紀; 菊地 紀宏; 大釜 和也; 吉村 一夫; 吉川 龍志; 横山 賢治; 上羽 智之; et al.
Proceedings of 20th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-20) (Internet), p.946 - 959, 2023/08
安全かつ経済的で持続可能な先進的原子炉を実現するために革新的設計システム(ARKADIA)を開発している。本論文では、ARKADIAの一部である設計研究のためのARKADIA-Designに着目し、炉心設計の数値解析手法の妥当性確認について紹介する。ARKADIA-Designでは、炉物理、熱流動、炉心構造、燃料ピン挙動の解析コードを組み合わせたマルチフィジックス解析により、ナトリウム冷却高速炉の炉心性能を解析する。これらの解析の妥当性を確認するため、実験データ及び信頼できる数値解析結果を選定し、検証マトリックスを作成する。解析コードのモデル及び検証マトリクスの代表的な確認解析について説明する。
堂田 哲広; 中峯 由彰*; 桑垣 一紀; 浜瀬 枝里菜; 菊地 紀宏; 吉村 一夫; 松下 健太郎; 田中 正暁
計算工学講演会論文集(CD-ROM), 28, 5 Pages, 2023/05
高速炉を含む革新炉のライフサイクルを自動的に最適化する「AI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法(ARKADIA)」の開発の一環として、高速炉の概念設計段階の最適化をサポートするARKADIA-Designを開発している。ARKADIA-Designは、3つのシステム(仮想プラントライフシステム(VLS)、評価支援・応用システム(EAS)、知識管理システム(KMS))で構成され、設計最適化フレームワークが各システムのインターフェースを通じて3つのシステム間の連携を制御する。本稿では、VLSによるプラント挙動解析とEASによる最適化検討を組み合わせた設計最適化解析を実行する「最適化解析制御機能」の開発について報告する。
内堀 昭寛; 曽我部 丞司; 岡野 靖; 高田 孝*; 堂田 哲広; 田中 正暁; 江沼 康弘; 若井 隆純; 浅山 泰; 大島 宏之
Proceedings of Technical Meeting on State-of-the-art Thermal Hydraulics of Fast Reactors (Internet), 10 Pages, 2022/09
ナトリウム冷却高速炉に代表される革新炉に対し、安全性評価やそれに基づく設計最適化を自動に行うARKADIAを開発している。通常運転もしくは設計基準事象の範囲で設計最適化を行うARKADIA-Designについては、核特性-熱流動-炉心変形の連成解析手法等を中心技術として開発し、その基本的機能を確認した。シビアアクシデントまでの範囲で安全性評価を行うARKADIA-Safetyの基盤技術として、炉内/炉外事象一貫解析手法の整備を進め、仮想的なシビアアクシデント事象を解析することで基本的機能を確認した。
堂田 哲広; 中峯 由彰*; 井川 健一*; 岩崎 隆*; 村上 諭*; 田中 正暁
計算工学講演会論文集(CD-ROM), 27, 6 Pages, 2022/06
高速炉を含む革新炉のライフサイクルを自動的に最適化する「AI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法(ARKADIA)」の開発の一環として、高速炉の概念設計段階の最適化をサポートするARKADIA-Designを開発している。ARKADIA-Designは、3つのシステム(仮想プラントライフシステム(VLS),評価支援・応用システム(EAS),知識管理システム(KMS))で構成され、設計最適化フレームワークが各システムのインターフェースを通じて3つのシステム間の連携を制御する。本稿では、VLSの解析コードを連成する制御機能を備える「VLSインターフェース」の開発状況について報告する。
上出 英樹; 柴田 大受
NREL/TP-6A50-77088 (Internet), p.35 - 38, 2020/09
The flexibility of nuclear technology is one of the significant capabilities for advanced reactors when we consider their commercialization. JAEA has several research and development activities aiming at innovation that will provide further flexibility, including a sodium-cooled fast reactor (SFR) and an HTGR. These activities are as follows: (1) Development of an innovative design evaluation code system for SFR and other advanced reactors, (2) Codes and standards for maintenance of innovative reactors, (3) Fast neutron irradiation using the experimental fast reactor, Joyo, (4) Demonstration of higher safety performance of HTGR and the capability of its application to hydrogen production. The details of these activities and how they contribute to improving the flexibility (i.e., operational flexibility, deployment flexibility, and product flexibility) of advanced reactors, such as SFR and HTGR, are explained in this paper.
早船 浩樹; 前田 誠一郎; 大島 宏之
日本原子力学会誌ATOMO
, 61(11), p.798 - 803, 2019/11
2018年12月の原子力関係閣僚会議で決定された「戦略ロードマップ」では、今後の10年程度の開発作業が特定され、その中で原子力機構(JAEA)が果たすべき役割が提示された。これを受けて、JAEAでは、高速炉サイクルの炉システム分野と燃料サイクル分野(再処理技術,燃料製造技術,燃料・材料開発)の当面5年程度の研究開発計画の大枠を作成した。今後は当該研究開発計画を元にしてJAEAとしての主体的な研究開発を推進すると共に、得られた研究開発成果をJAEAが有する各種の試験機能と合わせて民間等の活動に提供すること等を通じて、今後の高速炉開発に対して積極的に貢献していく。本稿では、JAEAの取組方針、これを受けた大枠の研究開発項目の概要(先進的設計評価・支援手法: ARKADIAの整備、規格基準体系の整備、安全性向上技術の開発、燃料サイクル分野の研究開発)、国際協力の活用方針と人材育成、今後の展開について解説した。
田中 正暁
no journal, ,
原子力機構では、安全性向上等の革新的技術開発によるカーボンニュートラルへの貢献として、高速炉・核燃料サイクルに係る研究開発を進めている。原子力機構の役割である技術基盤維持・発展・提供するため、これまでに高速炉開発で培った幅広い知識を活用し、革新的プラント概念創出や開発プロセス変革を可能にする統合評価手法「ARKADIA」の整備を進めている。本報では、ナトリウム冷却高速炉の開発状況と、ARKADIAの一部として、設計評価に関わるARKADIA-Designにおける熱流動関連課題への取り組みの現状について紹介する。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 今井 康友*; 田中 正暁
no journal, ,
日本原子力研究開発機構(JAEA)では、ナトリウム冷却高速炉(SFR)をはじめとする、多様な炉システム開発の支援を目的として、AI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法「ARKADIA」の開発を進めている。SFR設計における重要な熱流動課題の一つとして、炉上部プレナム部の自由液面部におけるくぼみ渦に起因するカバーガスの巻込み(ガス巻込み)の抑制があり、JAEAでは、ガス巻込み評価ツール「StreamViewer」を中心とした「ガス巻込み評価システム」をARKADIAにおいて開発している。本報では、ARKADIAにおけるガス巻込み評価システムの概要およびStreamViewerの開発状況について報告する。さらに、StreamViewerを水流動試験体系の解析結果に適用し、ガス巻込み現象の評価が可能であることを確認した結果についても合わせて報告する。
近藤 佑樹; 橋立 竜太; 浜瀬 枝里菜; 江連 俊樹; 光元 里香; 矢田 浩基; 江沼 康弘
no journal, ,
原子力機構では革新炉の開発効率の飛躍的向上に向け、リスク情報を活用した安全性,経済性,保守性など様々な観点からの統合的な設計評価と最適化を行うAI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法(ARKADIA)の開発を開始した。本報では、統合的な設計評価と最適化を支援するナレッジマネジメントシステムの構想及び、革新炉の設計・最適化に必要となる知識ベースの具現化検討について報告する。
田中 正暁; 江連 俊樹; 吉川 龍志; 堂田 哲広; 森 健郎; 浜瀬 枝里菜; 吉村 一夫; 菊地 紀宏; 松下 健太郎; 持永 祥汰
no journal, ,
本報では、今後5ヶ年で行われるナトリウム冷却高速炉実証炉の概念設計における熱流動課題(関連課題含む)の評価に対し、原子力機構がこれまでのナトリウム冷却高速炉の開発を通じて蓄積した解析評価技術及び知見・ノウハウ等を集約して整備を進めてきた統合評価手法「ARKADIA」の解析評価技術基盤を活用した評価支援計画について報告する。
田中 正暁
no journal, ,
日本原子力研究開発機構でのナトリウム冷却高速炉(SFR)の開発における熱流動CFD技術の展開として、今後のSFR実証炉の概念設計に向け、「常陽」新規制基準対応の経験を交え、統合評価手法「ARKADIA」で整備する熱流動CFD技術含む解析評価技術基盤の適用と、これまでの解析経験(ナレッジ)を資産化し、有効活用するためのVLS-KMS連携機能の構築について概説した。また、ARKADIAの中で整備中のプラント全系連成解析手法について、デジタルツイン技術に拡張して整備し、SFR開発に適用する予定であることに言及した。
