2017 Fiscal Year Research-status Report
原子力緊急時において即時対応が可能な局所域詳細大気拡散予測手法の開発
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16K01341
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
中山 浩成 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (50535903)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 原子力緊急時 / 即時評価 / 重合法 / 局所域大気拡散 / Large-Eddy Simulation |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、非定常現象の予測に優れたLarge-Eddy Simulation(LES)モデルを用いることで、局所地形起伏・建築構造物などの影響を受ける複雑乱流場の中でも正確に大気拡散計算ができ、かつ、詳細データの提供が迅速に行える原子力緊急時のための局所域大気拡散予測手法の開発を行うことを目的としている。
平成28年度において開発した温度成層効果を有する大気境界層乱流の生成手法を用いて、実在する原子力研究施設を対象に各風向別に大気拡散計算を行った。本研究では、日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所周辺を計算対象とした。まず、基本的な濃度分布パターンの取得をねらいとするため、代表的な風速分布をLESモデルの入力条件として与えて、仮想気象状況を再現した。風向間隔は 10°として計36ケースの計算を行い、10 分平均での濃度分布をデータベース化した。次に、対象施設付近に立地する気象観測タワーにおいて得られた風速データをモデル入力条件として与えて、実際の状況に近い気象条件下での大気拡散計算を行った。この気象状況の風向出現頻度に基づき、仮想気象条件下でデータベース化された濃度分布を重ね合わせたものと、現実的な気象条件下での1 時間平均での濃度分布に関する計算結果と比較すると良好に対応することが示された。
以上により、仮想気象条件下において、風洞実験で用いられる重合法による迅速拡散予測手法は有効であることを示唆することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
風洞実験で用いる重合法を用いた即時大気拡散計算手法の妥当性を調べるために、観測データを入力条件として与えた実気象条件下での大気拡散計算を行い、重合法により推定された濃度分布と比較した。その結果、変化する気象状況下での1 時間平均濃度分布と良好に対応することが示された。これにより、重合法を用いた局所域大気拡散計算手法は即時対応が可能であることを示唆することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度において確立された重合平均による局所域詳細大気拡散予測手法を、実在する原子力発電所に適用する。まず、仮想気象条件下において原子力発電所より放出された点源プルームの大気拡散計算を、風向間隔を10°として計36ケース行い、濃度分布をデータベース化する。次に、実気象条件下での大気拡散計算を行うために、気象モデルなどを用いて実際の気象状況を忠実に再現する。気象庁の解析値を初期条件・境界条件に用いて、計算領域を徐々に狭めつつ計算メッシュ幅を細かく取るダウンスケール計算を行う。そこで得られた風速・温度データを、局所地形・建物を精緻に解像したLESモデルの入力条件として与えて大気拡散計算を実行する。現実気象条件下での濃度分布との対応性を調べることで、重合法を用いた迅速大気拡散予測手法の有効性について総括する。
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| Causes of Carryover |
（理由）平成29年度に六ケ所再処理施設を対象にして乱流・拡散の数値シミュレーションを行う予定であったが、テスト計算により森林の存在が局所的乱流場や拡散場に与える影響が予想以上に大きいことが分かり、シミュレーションの計算モデル内に森林分布データを詳細に与える必要が生じた。これに伴い平成29年度に予定していたシミュレーションの一部を平成30年度に延期したため、延期したシミュレーションに係る経費が次年度使用額が生じることとなった。
（使用計画）平成30年度に実施予定のシミュレーションの計算モデルに使用する対象地域の森林分布の詳細データの製作に用いることとする。
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