(57)【要約】【課題】原子炉構造物が受ける中性子照射量の分布を精度よく推定する方法を提供する。【解決手段】中性子照射を受けるもしくは受けた原子炉構造物の中性子照射量分布を数値解析する解析工程Ｓ１と、前記解析した中性子照射量分布に基づいて原子炉構造物上の試料の採取位置を選択する選択工程Ｓ２と、原子炉構造物から試料を採取する採取工程Ｓ３と、前記採取した試料の中性子照射量を調査する調査工程Ｓ４と、前記調査した中性子照射量により前記解析した中性子照射量分布を補正する補正工程Ｓ５と、前記補正した中性子照射量分布から実際の中性子照射量分布を推定する推定工程Ｓ６とを備えている構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子照射量の周方向分布が特定の角度を軸として対称性を有する原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法において、中性子照射を受けた前記原子炉構造物の中性子照射量分布を数値解析する解析工程と、この解析した中性子照射量分布に基づいて原子炉構造物上の試料の採取位置を選択する選択工程と、前記原子炉構造物から試料を採取する採取工程と、この採取した試料の中性子照射量を調査する調査工程と、この調査した中性子照射量により前記解析した中性子照射量分布を補正する補正工程と、この補正した中性子照射量分布から実際の中性子照射量分布を推定する推定工程とを備えていることを特徴とする原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法。
【請求項２】
前記選択工程は、対称性を有する中性子照射量の周方向分布の一方の範囲内の周方向線上にあり、かつ、前記解析した中性子照射量が異なる円筒内表面の近傍の少なくとも２箇所を選択することを特徴とする請求項１記載の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法。
【請求項３】
前記選択工程は、対称性を有する中性子照射量の周方向分布の一方の範囲内の周方向線上にあり、かつ、前記解析した中性子照射量が最大または最小である円筒内表面の近傍の少なくとも２箇所を選択することを特徴とする請求項１記載の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法。
【請求項４】
前記選択工程は、対称性を有する中性子照射量の周方向分布の一方の範囲内の周方向線上にあり、かつ、前記解析した中性子照射量が最大または最小である円筒内表面の近傍の少なくとも２箇所と、前記少なくとも２箇所のいずれかの外表面の近傍を選択することを特徴とする請求項１記載の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法。
【請求項５】
前記選択工程は、対称性を有する中性子照射量の周方向分布の一方の範囲内の周方向線上にあり、かつ、前記解析した中性子照射量の周方向分布が変曲点位置である円筒内表面の近傍と、前記変曲点位置の外表面の近傍のいずれかを選択することを特徴とする請求項１記載の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法。
【請求項６】
前記選択工程は、対称性を有する中性子照射量の周方向分布の一方の範囲内にあり周方向に沿う１本もしくは複数の溶接線の近傍を選択することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法。
【請求項７】
前記選択工程は、対称性を有する中性子照射量の周方向分布の一方の範囲内にある軸方向線上を選択することを特徴とする請求項１記載の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法。
【請求項８】
前記調査工程は、試料の特定ガンマ線強度から中性子照射量を求めることを特徴とする請求項１記載の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉圧力容器、炉心シュラウド等の原子炉構造物が受ける中性子照射量分布を推定する原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントの運転中に中性子照射を受ける部位の材料は、照射誘起応力腐食割れ（ＩＡＳＣＣ）感受性の増大、照射ぜい化、および、核変換ヘリウムによる溶接性の低下等の材質変化を生じる。こうした原子力プラント特有の材質変化を精度よく診断し、適切な保全・補修を行うことが原子力プラントの安全性や経済性の向上につながる（特許文献１）。
【０００３】
中性子照射による原子炉構造物の材質変化を評価するためには、評価対象部位の中性子照射量を精度よく把握する必要がある。原子炉構造物の中性子照射量は、炉心を線源とする中性子輸送計算により求められる。具体的には評価部位の中性子束を輸送計算により求め、中性子束と運転時間との積から照射量を求める。
【０００４】
原子力プラントの種類や原子炉構造物の種類に応じて、材料が受ける中性子照射量や材料特性の３次元分布を評価する手法としては、予め求めた中性子束の空間分布データベースと運転時間との積から評価する方法がある（特許文献２）。また原子炉構造物から試料を採取し、試料の特定ガンマ線強度から試料採取位置の中性子照射量を推定する方法が従来例としてある。
【特許文献１】特開平１０−１１１３８０号公報
【特許文献２】特開昭５４−９５８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の方法により対象部位の中性子照射量分布をある程度定量的に把握することが可能であるが、以下に述べるように、中性子照射量分布の解析精度に関する課題がある。すなわち、原子炉構造物が受ける中性子照射量分布の導出は、例えば二次元多群輸送方程式を数値解法（discrete ordinate法）で解く計算プログラム等を用いるが、こうした解析には固有の誤差があるため、評価対象部位の中性子照射量分布をより正確に把握する必要がある。
【０００６】
評価対象部位の中性子照射量を正確に把握する方法として、上述した様に原子炉構造物から採取した試料の特定ガンマ線強度から試料採取位置の中性子照射量を推定する方法がある。しかしながら、原子炉構造物の中性子照射量は場所により異なっており、評価する原子炉構造物の対象部位のすべてから試料を採取して中性子照射量を推定することは現実的に困難である。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、原子炉構造物が受ける中性子照射量の分布を精度よく推定する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、中性子照射量の周方向分布が特定の角度を軸として対称性を有する原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法において、中性子照射を受けた前記原子炉構造物の中性子照射量分布を数値解析する解析工程と、この解析した中性子照射量分布に基づいて原子炉構造物上の試料の採取位置を選択する選択工程と、前記原子炉構造物から試料を採取する採取工程と、この採取した試料の中性子照射量を調査する調査工程と、この調査した中性子照射量により前記解析した中性子照射量分布を補正する補正工程と、この補正した中性子照射量分布から実際の中性子照射量分布を推定する推定工程とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、原子炉構造物が受ける中性子照射量の分布を精度よく推定する方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は本実施の形態の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法を示す工程図である。まず工程Ｓ１において原子炉構造物の中性子照射量分布の数値解析を行う。中性子照射量分布の数値解析は例えば二次元多群輸送方程式を数値解法で解く計算プログラム等を用いる。次に工程Ｓ２において、解析した原子炉構造物の中性子照射量分布に基づいて試料採取位置の選択を行う。そして工程Ｓ３において原子炉構造物から試料を採取する。
【００１２】
次に工程Ｓ４において、採取した試料の中性子照射量を調査する。中性子照射量を調査する方法として、試料に含まれる核変換により生じたコバルト60やマンガン５４等の特性γ線強度を測定し、その測定結果から中性子照射量を求めることができる。調査した中性子照射量により、工程Ｓ５において、解析した原子炉構造物の中性子照射量分布の補正を行い、工程Ｓ６において原子炉構造物の実際の中性子照射量分布の推定を実施する。
【００１３】
解析した中性子照射量分布から試料採取位置を選択する方法を図２を用いて説明する。図２（ａ）は炉心シュラウド等の円筒状原子炉構造物１の一部切欠き斜視図を模式的に示した図であり、円筒状原子炉構造物１は周方向溶接線２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを有する。図２（ｂ）は、円筒状原子炉構造物１内面の周方向溶接線２ｃ近傍について解析により得られた周方向の中性子照射量分布曲線３であり、縦軸は中性子照射量分布を０°位置の中性子照射量で規格化した値を示し、横軸は周方向位置を示す。
【００１４】
図２（ｂ）の周方向溶接線２ｃにおける中性子照射量の分布は、炉心燃料配置の規則性により、90°、180°、270°、360°、0°の角度を軸として対称性を示す。このことから、周方向溶接線２ｃにおける中性子照射量の周方向分布を補正する場合、試料採取位置としては、0〜90°の範囲内の照射量の異なる２箇所、例えば中性子照射量が最大および最小と予測される90°および0°位置を試料採取位置として選択する。
【００１５】
ここで0〜90°の範囲内から試料採取位置を選択するのは、0〜90°の範囲の中性子照射量分布を補正することにより、上述の角度を軸とした対照性から90〜360°の範囲も同様に補正することができるからである。また0〜90°の範囲内の中性子照射量が最大および最小と予測される位置を試料採取位置として選択するのは、それぞれの位置の中性子照射量を補正することにより、0〜90°の範囲内における中性子照射量分布の推定精度がより向上するためである。
【００１６】
試料によって調査した中性子照射量により、解析した原子炉構造物の中性子照射量分布を補正する方法を図３を用いて説明する。図３には、円筒状原子炉構造物１内面の周方向溶接線２ｃ近傍について、解析により得られた周方向の中性子照射量分布曲線３を示す。円筒状原子炉構造物１内面の０°および９０°位置から採取した２個の試料の中性子照射量がそれぞれ調査値Ａ（０°）およびＡ（９０°）で示される場合、解析により得られた周方向の中性子照射量分布曲線３を調査値Ａ（０°）およびＡ（９０°）にフィッティングすることにより、補正した中性子照射量分布曲線５を得ることができる。
【００１７】
具体的な補正方法の一例を示すと、円筒状原子炉構造物１上の径方向位置、軸方向位置および周方向位置をそれぞれＲ1、Ｚ1、θとするとき、解析により得られた周方向の中性子照射量分布曲線３がｆ（Ｒ1、Ｚ1、θ）の関数形で表され、０°および90°位置の中性子照射量の解析値がｆ（Ｒ1、Ｚ1、0°）およびｆ（Ｒ1、Ｚ1、90°）である場合、補正した中性子照射量分布曲線５は、
｛A(0°)／ｆ(R1、Z1、0°)＋A(90°)／ｆ(R1、Z1、90°)｝/２×ｆ（R1、Z1、θ）
で表される。
【００１８】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、円筒状原子炉構造物１の内面の中性子照射量分布を数少ない試料採取により補正し、精度良く推定することができる。
【００１９】
（第２の実施の形態）
試料によって調査した中性子照射量により数値解析した原子炉構造物の中性子照射量分布を補正する他の方法を図４によって説明する。図３と同様に、円筒状原子炉構造物１の周方向溶接線２ｃ近傍について解析により得られた内面及び外面の周方向の中性子照射量分布曲線３、６を示す。
【００２０】
円筒状原子炉構造物１内面の０°および９０°位置から採取した２個の試料の中性子照射量がそれぞれ調査値Ａ（０°）およびＡ（９０°）で示され、円筒状原子炉構造物１外面の９０°位置から採取した試料の中性子照射量が調査値Ｂ（９０°）で示されるとき、外面の周方向の補正した中性子照射量分布曲線７は次のように表される。
【００２１】
B(90°)／ｆ(Ｒ2、Z1、90°)×ｆ（Ｒ2、Z1、θ）
ここでｆ（Ｒ2、Z1、θ）は解析した外面の周方向の中性子照射量分布曲線６の関数形である。
【００２２】
以上のように、本実施の形態によれば、円筒状原子炉構造物１の内面のみならず外面の中性子照射量分布も数少ない試料採取により補正し、精度良く推定することができる。
【００２３】
（第３の実施の形態）
試料の採取位置としては、解析した中性子照射量の周方向分布が変曲点位置である円筒内表面を３ヶ所以上選択することにより、中性子照射量分布の推定精度をさらに向上することができる。他方、試料数の増加とともに採取の時間と手間が増加するため、必要に応じて試料数を選択する。
【００２４】
また図２（ａ）に示した複数の周方向溶接線２ａ〜２ｅの中性子照射量分布を調べたい場合、各溶接線について、原子炉構造物の中性子照射量分布の解析に基づいて試料の採取位置を選択し、採取した試料の中性子照射量の調査値によって解析した原子炉構造物の中性子照射量分布を補正し、原子炉構造物の中性子照射量分布を推定する方法もある。
【００２５】
なお、軸方向の中性子照射量分布を推定すべき場合には、試料の採取位置としては、軸方向線上の少なくとも２箇所の位置を選択する方法も適用可能である。このようにして、円筒状原子炉構造物の内面および外面の複数の溶接線上の中性子照射量分布を、試料採取により正確に補正し精度良く推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法を示す工程の流れ図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法の作用を説明し、（ａ）は円筒状原子炉構造物を示す一部切欠き斜視図、（ｂ）は解析した中性子照射量分布を示す特性図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法において、解析した中性子照射量分布を中性子照射量調査値で補正する作用を説明する曲線図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の原子炉構造物の中性子照射量分布推定方法において、解析した中性子照射量分布を中性子照射量調査値で補正する作用を説明する曲線図。
【符号の説明】
【００２７】
１…円筒状原子炉構造物、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ…周方向溶接線、３…解析により得られた原子炉構造物内面の中性子照射量分布曲線、５…補正した原子炉構造物内面の中性子照射量分布曲線、６…解析により得られた原子炉構造物外面の中性子照射量分布曲線、７…補正した原子炉構造物外面の中性子照射量分布曲線、Ａ（０°），Ａ（９０°），Ｂ（９０°）…試料による中性子照射量調査値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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