| 研究課題/領域番号 |
20H02669
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
山路 哲史 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00571704)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 超臨界圧軽水冷却炉 / スーパー高速炉 / 原子炉過酷事故解析 / In-Vessel Retention / MPS法 / MELCORコード / 炉心設計 / マルチフィジックス / 小型炉 / 過酷事故解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来の原子炉の安全研究は究極の安全性を追求するのみだが、それでは絶対安全を求める社会とのギャップを永遠に埋められない可能性がある。そこで、本研究では簡素でコンパクトな貫流直接サイクルを採用する超臨界圧軽水冷却スーパー高速炉を対象に、万が一の事故時には全炉心がメルトダウンし、RPV底部に移行することを前提にする。その上で、RPV内部に燃料デブリを留め、その再臨界を回避して安定冷却を達成する（福島事故のようなデブリの炉外への流出を起こさない）、新しい事故復旧性小型スーパー高速炉の概念を創出することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
従来の原子炉の安全研究は究極の安全性を追求するのみだが、それでは絶対安全を求める社会とのギャップを永遠に埋められない可能性がある。他の工学システムと同様に、原子炉も万一の炉心損傷事故は不可避の前提で社会が受容できる復旧のあり方を技術的に提言する必要がある。福島事故からも分かるように、事故時に燃料デブリが原子炉圧力容器（RPV）の外に漏れだすと、プラントの復旧は不可能であり、廃炉に長い年月を要する。そこで、本研究では、簡素でコンパクトな貫流直接サイクルを採用する超臨界圧軽水冷却スーパー高速炉の炉心設計、過酷事故解析、溶融物挙動解析等から、過酷事故時には全炉心がメルトダウンし、RPV底部に移行することを前提に、RPV内部に燃料デブリを留め、その再臨界を回避して安定冷却を達成する、新しい事故復旧性小型スーパー高速炉の概念を創出することを目的としている。2023年度は以下の成果が得られた。
（１）スーパー高速炉の小型炉心設計：過酷事故時の炉心部への投入反応度を低減した炉心設計概念を検討し、主要な炉心設計パラメータと炉心核特性・熱特性の関係を概略明らかにした。さらに超臨界圧軽水冷却炉のスペクトルシフト炉心概念を概略示した。
（２）プラント過酷事故解析：スーパー高速炉の過酷事故解析を実施した。スーパー高速炉の設計基準を超えた冷却材喪失事故（BDBA-LOCA）時プラント挙動等を、過酷事故解析コードMELCOR-2.2を用いて明らかにし、IVRの実施により格納容器ベントを不要とできる可能性を明らかにした。
（３）デブリ移行溶融挙動解析：これまでに開発した改良MPS法を用いて、従来想定していたよりも長期間の事象を解析する場合には従来のクラストモデルでは不十分であることを示した。そして、長期間の事象進展に対応する新たなクラストモデルを開発するため、MPS法アルゴリズム内の重要な箇所を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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