(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電プラントを所定期間発電運転したときの当該所定期間の期末時点での前記原子力発電プラントの原子炉内における核分裂性元素の総重量を算出する装置であって、
ＣＰＵ及びメモリと、
前記メモリに設けられた記憶領域である発電電力量記憶部、熱効率記憶部、炉内総重量記憶部、ピーキング率記憶部、燃料タイプ別期首燃焼度記憶部、燃料重量率組成率記憶部、及び燃料タイプ別燃料体重量記憶部と、
前記ＣＰＵが、前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される増分燃焼度算出部、燃料タイプ別増分燃焼度算出部、燃料タイプ別期末燃焼度算出部、燃料タイプ別各元素組成率算出部、燃料タイプ別各元素炉内重量算出部、及び各元素炉内総重量算出部と、
を備え、
前記発電電力量記憶部は、前記所定期間において前記原子力発電プラントで発電される電力量を記憶し、
前記熱効率記憶部は、前記原子力発電プラントが定格出力で運転をする場合の熱効率を記憶し、
前記炉内総重量記憶部は、前記所定期間の期首時点での前記原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素の総重量を記憶し、
前記増分燃焼度算出部は、前記発電電力量記憶部で記憶された発電電力量と、前記熱効率記憶部で記憶された熱効率と、前記炉内総重量記憶部に記憶された核分裂性元素の総重量と、に基づいて、前記発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出し、
前記ピーキング率記憶部は、前記原子炉全体の増分燃焼度に対する、前記原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率を記憶し、
前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部は、前記増分燃焼度算出部で算出された増分燃焼度と前記ピーキング率記憶部で記憶されたピーキング率とに基づいて、前記原子炉内の核燃料タイプ別に増分燃焼度を算出し、
前記燃料タイプ別期首燃焼度記憶部は、前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別に燃焼度を記憶し、
前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部は、前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の増分燃焼度と、前記燃料タイプ別期首燃焼度記憶部で記憶された前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度と、に基づいて前記所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度を算出し、
前記燃料重量率組成率記憶部は、所定のボイド率における燃焼度に応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素組成率算出部は、前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記燃料重量率組成率記憶部に記憶された組成率と、に基づいて原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出し、
前記燃料タイプ別燃料体重量記憶部は、前記原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素炉内重量算出部は、前記燃料タイプ別各元素組成率算出部で算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別重量と、前記燃料タイプ別燃料体重量記憶部で記憶された燃料タイプ別の燃料体重量と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を燃料タイプ別に算出し、
前記各元素炉内総重量算出部は、前記燃料タイプ別各元素炉内重量算出部で算出された燃料タイプ別の原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量に基づいて、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出すること、
を特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置であって、
前記熱効率記憶部は、前記原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の単位期間毎の熱効率を記憶することを特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置。
【請求項３】
請求項１〜２に記載の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置であって、
前記メモリに設けられた記憶領域であるボイド率記憶部及び燃料組成率記憶部を更に備え、
前記ボイド率記憶部は、原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率を記憶し、
前記燃料組成率記憶部は、ボイド率と燃焼度とに応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素組成率算出部は、前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記ボイド率記憶部に記憶された原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率と、前記燃料組成率記憶部に記憶された組成率と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出すること、
を特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置。
【請求項４】
沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電プラントを所定期間発電運転したときの期末時点での前記原子力発電プラントの原子炉内における核分裂性元素の総重量を原子炉内核分裂性元素総重量算出装置によって算出する方法であって、
ＣＰＵとメモリとを備えた原子炉内核分裂性元素総重量算出装置が、
前記メモリに記憶された、前記所定期間において前記原子力発電プラントで発電される電力量と、前記原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の熱効率と、前記所定期間の期首時点での前記原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素の総重量と、に基づいて、前記発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出するステップと、
前記算出された増分燃焼度と、前記メモリに記憶された原子炉全体の増分燃焼度に対する前記原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率と、に基づいて、前記原子炉内の核燃料タイプ別に増分燃焼度を算出するステップと、
前記算出された核燃料タイプ別の増分燃焼度と、前記メモリに記憶された前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度と、に基づいて前記所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別に燃焼度を算出するステップと、
前記算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記メモリに記憶された所定のボイド率における燃焼度に応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率と、に基づいて原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出するステップと、
前記算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別重量と、前記メモリに記憶された前記原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を燃料タイプ別に算出するステップと、
前記算出された燃料タイプ別の原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量に基づいて、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出するステップと、
を含むことを特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出方法。
【請求項５】
沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電プラントを所定期間発電運転したときの期末時点での前記原子力発電プラントの原子炉内における核分裂性元素の総重量を原子炉内核分裂性元素総重量算出装置を用いて算出するプログラムであって、
ＣＰＵとメモリとを備えた原子炉内核分裂性元素総重量算出装置に、
前記メモリに記憶された、前記所定期間において前記原子力発電プラントで発電される電力量と、前記原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の熱効率と、前記所定期間の期首時点での前記原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素の総重量と、に基づいて、前記発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出するステップと、
前記算出された増分燃焼度と、前記メモリに記憶された原子炉全体の増分燃焼度に対する前記原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率と、に基づいて、前記原子炉内の核燃料タイプ別に増分燃焼度を算出するステップと、
前記算出された核燃料タイプ別の増分燃焼度と、前記メモリに記憶された前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度と、に基づいて前記所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度を算出するステップと、
前記算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記メモリに記憶された所定のボイド率における燃焼度に応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率と、に基づいて原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出するステップと、
前記算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別重量と、前記メモリに記憶された前記原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を燃料タイプ別に算出するステップと、
前記算出された燃料タイプ別の原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量に基づいて、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出するステップと、
を実行させることを特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電の原子炉内における核分裂性元素の装荷量を算出する装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力の平和目的での利用を確保しつつ、公共の安全を図るため、国は、原子力発電所の設置及び運転、廃棄等に関する様々な規制等を行っている。すなわち、原子力発電所を保有する事業者は、法令に則り、原子力発電所の運転計画を毎年度、経済産業大臣に届け出る義務があるが、この運転計画において原子炉内に存在するウラニウムやプルトニウム等の核分裂性元素の総重量も記載しなければならない。したがって、原子力発電設備を有する電力事業者は、毎年度、ウラニウムやプルトニウム等の核分裂性元素毎の炉内総重量を予測するための計算をしなければならない。
【０００３】
これまで沸騰型軽水炉を用いた原子力発電においては、発電電力量から求める当該期間に核燃料が燃焼した量に、冷却水に生じる気泡の量を示すボイド率等の炉内の状態を加味して、燃料タイプ毎に核分裂性元素の炉内総重量を計算していた。
【０００４】
しかし、原子炉内では炉の中心部と周辺部とで核燃料の燃え方が異なり、また新しい核燃料と古い核燃料とでも燃え方が異なり、更に原子炉内の核燃料の量によっても燃え方が異なる。核燃料の燃え方が異なると、それに伴って生成される核分裂性物質の種類と量も異なることとなるが、これまでの核分裂性元素毎の炉内総重量の計算では、こうした違いを考慮にいることができなかった。
【０００５】
ちなみに、核燃料を燃焼させたときに核燃料中に存在する核分裂性元素の量を中性子の量を観測し、その結果に基づいて算出する装置及び方法については、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平７−１８１２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような課題に対して、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電の原子炉内における核分裂性元素毎の総重量の予測において、原子炉内全体の燃焼度の増分に対する各核燃料の燃焼度の増分の比率を示すピーキング率を加味し、核燃料の炉内位置と核燃料の新旧と炉内核燃料の量とを考慮に入れることにより、より正確に算出することを可能とする装置、方法及びプログラム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】
【０００７】
第１の発明は、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電プラントを所定期間発電運転したときの当該所定期間の期末時点での前記原子力発電プラントの原子炉内における核分裂性元素の総重量を算出する装置であって、
ＣＰＵ及びメモリと、
前記メモリに設けられた記憶領域である発電電力量記憶部、熱効率記憶部、炉内総重量記憶部、ピーキング率記憶部、燃料タイプ別期首燃焼度記憶部、燃料重量率組成率記憶部、及び燃料タイプ別燃料体重量記憶部と、
前記ＣＰＵが、前記メモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される増分燃焼度算出部、燃料タイプ別増分燃焼度算出部、燃料タイプ別期末燃焼度算出部、燃料タイプ別各元素組成率算出部、燃料タイプ別各元素炉内重量算出部、及び各元素炉内総重量算出部と、
を備え、
前記発電電力量記憶部は、前記所定期間において前記原子力発電プラントで発電される電力量を記憶し、
前記熱効率記憶部は、前記原子力発電プラントが定格出力で運転をする場合の熱効率を記憶し、
前記炉内総重量記憶部は、前記所定期間の期首時点での前記原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素の総重量を記憶し、
前記増分燃焼度算出部は、前記発電電力量記憶部で記憶された発電電力量と、前記熱効率記憶部で記憶された熱効率と、前記炉内総重量記憶部に記憶された核分裂性元素の総重量と、に基づいて、前記発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出し、
前記ピーキング率記憶部は、前記原子炉全体の増分燃焼度に対する、前記原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率を記憶し、
前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部は、前記増分燃焼度算出部で算出された増分燃焼度と前記ピーキング率記憶部で記憶されたピーキング率とに基づいて、前記原子炉内の核燃料タイプ別に増分燃焼度を算出し、
前記燃料タイプ別期首燃焼度記憶部は、前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別に燃焼度を記憶し、
前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部は、前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の増分燃焼度と、前記燃料タイプ別期首燃焼度記憶部で記憶された前記所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度と、に基づいて前記所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度を算出し、
前記燃料重量率組成率記憶部は、所定のボイド率における燃焼度に応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素組成率算出部は、前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記燃料重量率組成率記憶部に記憶された組成率と、に基づいて原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出し、
前記燃料タイプ別燃料体重量記憶部は、前記原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素炉内重量算出部は、前記燃料タイプ別各元素組成率算出部で算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別重量と、前記燃料タイプ別燃料体重量記憶部で記憶された燃料タイプ別の燃料体重量と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を燃料タイプ別に算出し、
前記各元素炉内総重量算出部は、前記燃料タイプ別各元素炉内重量算出部で算出された燃料タイプ別の原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量に基づいて、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出すること、
を特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置である。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に記載の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置であって、
前記熱効率記憶部は、前記原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の単位期間毎の熱効率を記憶することを特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置である。
【０００９】
第３の発明は、第１〜第２の発明に記載の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置であって、
前記メモリに設けられた記憶領域であるボイド率記憶部及び燃料組成率記憶部を更に備え、
前記ボイド率記憶部は、原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率を記憶し、
前記燃料組成率記憶部は、ボイド率と燃焼度とに応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率を記憶し、
前記燃料タイプ別各元素組成率算出部は、前記燃料タイプ別期末燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記燃料タイプ別増分燃焼度算出部で算出された核燃料タイプ別の燃焼度と、前記ボイド率記憶部に記憶された原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率と、前記燃料組成率記憶部に記憶された組成率と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率を燃料タイプ別に算出すること、
を特徴とする原子炉内核分裂性元素総重量算出装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電の原子炉内における核分裂性元素毎の総重量の予測において、原子炉内全体の燃焼度の増分に対する各核燃料の燃焼度の増分の比率を示すピーキング率を加味し、核燃料の炉内位置と核燃料の新旧と炉内核燃料の量とを考慮に入れることにより、より正確に算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態である原子炉内核分裂性元素総重量算出装置１のハードウェア構成を示す図である。原子炉内核分裂性元素総重量算出装置１は、ＣＰＵ１０、メモリ２０、記憶装置３０、記録媒体読取装置４０、通信インターフェース５０、入力装置６０、及び出力装置７０等を備えている。
【００１２】
記憶装置３０に記憶されているプログラムがメモリ２０に順次格納され、ＣＰＵ１０はメモリ２０に格納されたプログラムを実行する。ここで、記憶装置３０とは例えばハードディスクドライブ等である。また、記録媒体読取装置４０は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体８０に記録されたプログラムを読み取り、記憶装置３０に格納することもできる。
【００１３】
通信インターフェース５０は、ネットワークを介して他のコンピュータとデータの送受信を行うためのインターフェースである。他のコンピュータとは、例えば、原子炉内核分裂性元素総重量算出装置１が設置されている原子力発電所を制御するためのコンピュータ（不図示）等である。入力装置６０とは、キーボードやマウス等である。また、出力装置７０とは、ディスプレイやプリンタ等である。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態である原子炉内核分裂性元素総重量算出装置１が備える機能の構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置１は、発電電力量記憶部１００、熱効率記憶部１１０、炉内総重量記憶部１２０、増分燃焼度記憶部１３０、ピーキング率記憶部１４０、燃料タイプ別増分燃焼度記憶部１５０、燃料タイプ別期首燃焼度記憶部１６０、燃料タイプ別期末燃焼度記憶部１７０、ボイド率記憶部１８０、燃料重量率組成率記憶部１９０、燃料タイプ別各元素組成率記憶部２００、燃料タイプ別燃料体重量記憶部２１０、燃料タイプ別各元素炉内重量記憶部２２０、及び各元素炉内総重量記憶部２３０の各記憶部と、増分燃焼度算出部３１０、燃料タイプ別増分燃焼度算出部３２０、燃料タイプ別期末燃焼度算出部３３０、燃料タイプ別各元素組成率算出部３４０、燃料タイプ別各元素炉内重量算出部３５０、及び各元素炉内総重量算出部３６０の各機能部と、を備えている。なお、各機能部３１０〜３６０は、ＣＰＵ１０がメモリ２０に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。また、各記憶部１００〜２３０は、メモリ２０または記憶装置３０を用いて実現される。
【００１５】
発電電力量記憶部１００には、所定期間（例えば、１年間）において当該原子力発電プラントで発電される電力量を記憶させておく。また、熱効率記憶部１１０には、当該原子力発電プラントが定格出力で一定運転をする場合の熱効率を記憶させておく。熱効率は、季節変動などによる外気の温度によっても変化しうるので、単位期間毎（例えば、月毎）の熱効率を記憶することとしてもよい。さらに、炉内総重量記憶部１２０は、所定期間の期首時点（例えば、年度初めの４月１日）での原子炉内に装荷された核燃料に含まれる核分裂性元素毎の総重量を記憶させておく。
【００１６】
増分燃焼度算出部３１０は、発電電力量記憶部１００で記憶された発電電力量（ＭＷ・ｄａｙ）と熱効率記憶部１１０で記憶された熱効率（％）と炉内総重量記憶部１２０に記憶された核分裂性元素の総重量（ｔｏｎ）とに基づいて、次式（１）により、発電運転により前記所定期間において増加した燃焼度を算出する。  
0004986938.tif 000002
数式（１）は、発電電力量（ＭＷ・ｄａｙ）を熱効率で除することで、当該期間に核燃料が燃焼した量である熱出力（ＭＷ・ｄａｙ）を求め、更に炉内の核燃料の総重量（ｔｏｎ）で除することで、当該期間における１トン当りの核燃料の燃焼した量である増分燃焼度（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）を求めるものである。  
増分燃焼度記憶部１３０には、増分燃焼度算出部３１０で算出された増分燃焼度を記憶させておく。  
ピーキング率記憶部１４０には、原子炉全体の増分燃焼度に対する原子炉で用いられている核燃料タイプ毎のピーキング率を記憶させておく。ピーキング率とは、原子炉内の核燃料全体の増分燃焼度に対する各核燃料タイプ毎の増分燃焼度の比率であり、核燃料タイプ、原子炉装荷期間、装荷体本数を勘案して予め設定されるものである。
【００１７】
燃料タイプ別増分燃焼度算出部３２０は、次式（２）に示す通り、燃料タイプ別増分燃焼度記憶部１３０に記憶された増分燃焼度にピーキング率記憶部１４０で記憶されたピーキング率を乗ずることで、原子炉内の核燃料タイプ別に燃焼度を算出する。  
燃料タイプ別増分燃焼度（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）
＝増分燃焼度（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）×ピーキング率  ・・・（２）
燃料タイプ別増分燃焼度記憶部１５０には、燃料タイプ別増分燃焼度算出部３２０で算出された当該所定期間における増分燃焼度（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）を記憶させておく。  
燃料タイプ別期首燃焼度記憶部１６０には、当該所定期間の期首（例えば、当該所定期間が年度であれば、各年度の４月１日）における原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）を記憶させておく。
【００１８】
燃料タイプ別期末燃焼度算出部３３０は、燃料タイプ別増分燃焼度記憶部１５０で記憶された核燃料タイプ別の増分燃焼度に、燃料タイプ別期首燃焼度記憶部１６０に記憶された当該所定期間の期首における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度を加えることで、当該所定期間の期末（例えば、各年度の３月３１日）の核燃料タイプ別の燃焼度（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）を算出する。  
燃料タイプ別期末燃焼度記憶部１７０には、燃料タイプ別期末燃焼度算出部３３０で算出された当該所定期間の期末における原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）を記憶させておく。  
ボイド率記憶部１８０には、原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率であるボイド率（％）を記憶させておく。さらに、燃料組成率記憶部１９０には、ボイド率と燃焼度とに応じた核燃料の単位重量あたりの核分裂性元素の組成率（％）を記憶させておく。
【００１９】
燃料タイプ別各元素組成率算出部３４０は、燃料タイプ別増分燃焼度記憶部１５０で記憶された核燃料タイプ別の増分燃焼度と、燃料タイプ別期末燃焼度記憶部１７０に記憶された当該所定期間の期末における前記原子炉内の核燃料タイプ別の燃焼度と、ボイド率記憶部１８０に記憶された原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率と、前記重量率燃料組成率記憶部１９０に記憶された組成率と、に基づいて、原子炉内核燃料に含まれる重量あたりの各核分裂性元素の組成率（％）を燃料タイプ別に算出する。
【００２０】
例えば、図３に示した燃焼度組成率表は、燃料組成率記憶部１９０で記憶されている燃料タイプＡについての、ボイド率と燃焼度とに対応する核燃料に含まれる核分裂物質等の組成率についての対照表である。燃料タイプＡについては、この対照表を用いて、燃料タイプ別期末燃焼度記憶部１７０で記憶された当該所定期間の期末における原子炉内の核燃料タイプＡの燃焼度と、ボイド率記憶部１８０に記憶された原子炉内の冷却水に発生する気泡の発生量に伴う反応度の変化率と、に対応するウラニウム２３５、ウラニウム２３８、プルトニウム２３９、プルトニウム２４０、プルトニウム２４１、プルトニウム２４２、ネプツニウム２３９等の各核分裂物質等の核燃料単位重量あたりの組成比率を得ることができる。例えば、ボイド率が４０％で期末燃焼度が３００００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）である場合のプルトニウム２３９の組成率は、ボイド率４０％の対照表により、０．３６９２％と求められる。
【００２１】
なお、燃料タイプ別期末燃焼度記憶部１７０に記憶の燃焼度と同じ燃焼度の数値がこの対照表にない場合は、この対照表の数値に基づいて近似計算を行うことで、燃焼度に対応する組成比率を求めることができる。例えば、燃料タイプＡについてボイド率が４０％で期末燃焼度が６５００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）である場合のウラニウム２３５の組成率は、ボイド率４０％の対照表により燃焼度５０００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）で１．７１５４％、７０００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）で１．５１２８％であるので、１．５６３５％と求められる。また、例えば、燃料タイプＡについて期首燃焼度が５０００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）でボイド率が３０％である場合のウラニウム２３５の組成率は、ボイド率０％の対照表により燃焼度５０００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）で１．６９１３％、ボイド率４０％の対照表により５０００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）で１．７１５４％であるので、１．７０９４％と求められる。さらに、例えば、燃料タイプＡについて期首燃焼度が６５００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）でボイド率が３０％である場合のウラニウム２３５の組成率は、上述と同様の計算よりボイド率０％では燃焼度６５００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）で１．５２９９％、ボイド率４０％の対照表により６５００（ＭＷ・ｄａｙ／ｔｏｎ）で１．５６３５％であるので、１．５５５１％と求められる。
【００２２】
燃料タイプＡ以外の他の燃料タイプの燃料についても同様にして、組成比率を求めることができる。
こうして燃料タイプ別各元素組成率算出部３４０で算出された各核分裂性元素の燃料タイプ別の組成率（％）は、燃料タイプ別各元素組成率記憶部２００に記憶させておく。
燃料タイプ別燃料体重量記憶部２１０には、原子炉内に装着された燃料タイプ別の燃料体の重量（ｔｏｎ）を記憶させておく。
燃料タイプ別各元素炉内重量算出部３５０は、燃料タイプ別燃料体重量記憶部２１０で記憶された燃料タイプ別の燃料体重量に、燃料タイプ別各元素組成率記憶部２００に記憶されている各核分裂性元素の燃料タイプ別の組成率を、乗ずることで、原子炉内核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量（ｔｏｎ）を燃料タイプ別に算出する。
各元素炉内総重量算出部３６０は、燃料タイプ別各元素炉内重量算出部３５０で算出された燃料タイプ別に各核分裂性元素が原子炉内の核燃料に含まれる重量に基づいて、核分裂性元素毎に集計することで、原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量を算出する。
【００２３】
このように算出された原子炉内の核燃料に含まれる各核分裂性元素の重量は、各元素炉内総重量記憶部２３０に記憶される。  
各記憶部１００〜２３０で記憶されている情報は、必要に応じて出力装置７０により出力することができる。
【００２４】
以上の通り、本実施形態の原子炉内核分裂性元素総重量算出装置１によれば、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電の原子炉内における核分裂性元素毎の総重量の予測において、原子炉内全体の燃焼度の増分に対する各核燃料の燃焼度の増分の比率を示すピーキング率を加味し、核燃料の炉内位置と核燃料の新旧と炉内核燃料の量とを考慮に入れることにより、より正確に算出することが可能となる。
【００２５】
また、原子力発電所の熱効率は、外気の温度によっても変化しうるので、単位期間毎（例えば、月毎）の熱効率を熱効率記憶部１１０で記憶することすることにより、季節変動も加味して、より正確に核分裂性元素毎の総重量の予測計算をすることができる。
【００２６】
さらに、所定の定格出力に対するボイド率は一定値（例えば４０％）となるが、低格出力の変更等によりボイド率が変化した場合、このボイド率の変化を加味して、より正確に核分裂性元素毎の総重量の予測計算をすることができる。すなわち、沸騰水型軽水炉を用いた原子力発電所の冷却水には、冷却水の沸騰による気泡が生じるが、この気泡の量によっても核燃料の燃え方が変化し、生成される核分裂性物質の種類と量も変化するので、ボイド率を加味することにより正確な算出が可能となる。
【００２７】
なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】原子炉内核分裂性元素総重量算出装置１のハードウェア構成を示す図である。
【図２】原子炉内核分裂性元素総重量算出装置１が備える機能の構成を示す図である。
【図３】燃料組成率記憶部１９０で記憶されている燃料タイプＡについての燃焼度組成率表を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  原子炉内核分裂性元素総重量算出装置
１０  ＣＰＵ
２０  メモリ
３０  記憶装置
４０  記録媒体読取装置
５０  通信Ｉ／Ｆ
６０  入力装置
７０  出力装置
８０  記録媒体
１００  発電電力量記憶部
１１０  熱効率記憶部
１２０  炉内総重量記憶部
１３０  増分燃焼度記憶部
１４０  ピーキング率記憶部
１５０  燃焼タイプ別増分燃焼度記憶部
１６０  燃料タイプ別期首燃焼度記憶部
１７０  燃料タイプ別期末燃焼度記憶部
１８０  ボイド率記憶部
１９０  燃料重量率組成率記憶部
２００  燃料タイプ別各元素組成率記憶部
２１０  燃料タイプ別燃料体重量記憶部
２２０  燃料タイプ別各元素炉内重量記憶部
２３０  各元素炉内総重量記憶部
３１０  増分燃焼度算出部
３２０  燃料タイプ別増分燃焼度算出部
３３０  燃料タイプ別期末燃焼度算出部
３４０  燃料タイプ別各元素組成率算出部
３５０  燃料タイプ別各元素炉内重量算出部
３６０  各元素炉内総重量算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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