核特性解析における最適評価手法及び不確かさ評価手法に関する研究（令和3年度～令和6年度）

研究課題

発電用原子炉の適合性審査では、審査ガイドに原子炉の詳細な体系や原子炉内での複雑な現象を現実的に予測する手法（最適評価手法）の適用が規定されていることから、事業者が実施する炉心損傷防止対策に対する最適評価の妥当性確認に必要な技術的知見を取得しておくことが必要です。また、その際には解析モデルの妥当性やその不確かさが解析結果に及ぼす影響を確認するための技術的知見も必要です。最適評価手法と解析モデルに起因する不確かさによって解析結果が現実的にどの程度の幅を取り得るか評価する手法（不確かさ評価手法）を組み合わせたBEPU（Best Estimate Plus Uncertainty）手法については、その検討が世界的にも進められています。

研究項目

発電用原子炉の適合性審査におけるBEPU手法の適用状況に鑑み、原子炉内での中性子の挙動に関する特性（核特性）に係る解析手法の継続的な高度化を進めるとともに、最適評価手法及び不確かさ評価手法の技術基盤の構築を行うとともに、これらの手法の適用性を確認しています。

研究内容

最適評価手法については、原子炉起動時・出力運転中における制御棒の異常な引抜きや制御棒落下事故を対象に、核熱結合解析コードTRACE/PARCSによる現実ベースの炉心状態を反映した解析を実施します。また、原子炉内での現象をより精緻に評価するため、プレナーキャラクタリスティックス法（※1、図1）を採用した3次元詳細炉心動特性解析コードを開発します。

図1　プレナーキャラクタリスティックス法の概略図

※1（プレナーキャラクタリスティックス法）：原子炉の炉心を軸方向に対して分割した2次元プレーン体系（燃料、被覆管、減速材などから構成される非均質断面）を計算し、その体系を燃料棒単位で均質にした上で積み重ねた3次元体系の計算を行うことで、炉心内の局所的な現象の評価を可能とする核特性解析手法。

不確かさ評価手法については、核分裂収率や遅発中性子割合などの不確かさが解析結果に与える影響を評価します。

成果の活用先

これらの研究で得られた知見は、今後の発電用原子炉の適合性審査においてBEPU手法が導入された場合に、核特性解析の最適評価手法及び不確かさ評価手法の妥当性を確認するための技術的根拠として活用が見込まれます。

上記のより詳しい内容については、研究計画をご覧ください。

令和5年度安全研究計画【PDF：15.4MB】
（75～80ページ）

安全研究に係る事前評価結果【PDF：1.2MB】
（1、10～11ページ）

プロジェクト終了後に掲載予定