2021 年 03 月 01 日
企画セッション担当「2020 年秋の大会」原子力発電部会企画セッション実施概要
1. 概要
次期軽水炉は設計段階から福島第一原発事故の教訓や既設炉の経験を踏まえ、柔軟に安全対策を講じることができるため、より安全でより合理的な設計対応が可能である。そこで、2018 年 6 月に原子力発電部会に広い見地から議論する WG を設立し、2030 年代運転開始を想定した至近の次期軽水炉を対象に、深層防護の実装の考え方に沿って、次期軽水炉のあるべき姿を技術要件としてまとめた。
WG の成果は 2020 年 6 月に報告書にまとめ、原子力発電部会のホームページに掲載した。
本企画セッションでは、WG の成果を 3 つの講演に分けてシリーズ発表した。講演後、約 30分間の総合討論を行い、聴講者と討議を行った。
2. 企画セッションの概要 （スケジュールは添付１参照）(1) 日時： 2020 年 9 月 16 日(水) 13 時~14 時 30 分
(2) 場所： オンライン開催 Zoom ルーム 11 会場(K 会場)(3) セッション名： 「次期軽水炉の技術要件検討」WG 報告~より安全・合理的な設計を目指して~(4) 座長：山口 彰 氏（東京大学大学院 工学系研究科 教授 (WG 主査)）
(5) 講演内容：
1) 次期軽水炉の技術要件を議論する上での論点
佐藤 拓 氏： 関西電力株式会社 原子力事業本部 原子力技術部長 (WG 委員)
次期軽水炉は、設計段階から柔軟に安全対策を考慮することで、より安全かつ合理的に機能要求を達成することができる。最適化を図る上で以下の 3 つの論点を抽出した。
(a) シビアアクシデント(SA)対策の機能要求(恒設/可搬型 SA 設備の取扱い)➢ 既設炉では、SA 対策として可搬型設備を主として整備➢ 次期軽水炉では、SA 対策の機能要求を整理した上で、恒設設備(信頼性、現場操作不要)と可搬型設備(柔軟性)のそれぞれの利点を踏まえた恒設/可搬型の組合せを最適化する余地があること(b) 特重施設の機能要求(航空機衝突(APC)その他テロ対策(特重施設)の取扱い)➢ 既設炉では、特重事象(APC、テロ等)時に格納容器を防護するための施設として専用の特重施設を設置➢ 次期軽水炉では、設計基準事故対処設備(DBA)／SA 設備に対し設計段階から特重事象も考慮した設備対応が可能なため、特重施設の最適化の余地があること(1/11)

(c) 国内での溶融炉心冷却対策の新技術の適用性(溶融炉心冷却対策の取扱い)➢ 既設炉では、ウェットキャビティ方式により溶融炉心を冷却➢ 次期軽水炉では、水蒸気爆発等の溶融炉心冷却に係る現象の不確かさへの対応を考慮し、欧米の新設炉で採用実績のある溶融炉心冷却方式を含め、溶融炉心冷却対策の設備方式に適用可能な選択肢があること
2) 抽出された論点に対する次期軽水炉の設計方針
有田 誠二 氏：三菱重工業株式会社 原子力セグメント 原子力技術部 (WG 幹事)
講演 1)で抽出した 3 つの論点に対して、次期軽水炉の取り得る対応例を踏まえて検討した設計方針を報告した。3 つの論点に対する設計方針は以下の通り。
(a) SA 対策の機能要求(恒設/可搬型 SA 設備の取扱い)➢ 恒設/可搬型設備の特性を比較した結果、設計段階から SA 対策を考慮することができる次期軽水炉では、柔軟性を除き基本的には恒設設備が有利であることを確認した。
➢ そこで、次期軽水炉の SA 対策は、設計段階から系統構成・配置の工夫などを取込むことで恒設設備を基本とした対応を主とし、かつ柔軟性が高い可搬型設備等を適切に組み合わせることとする。
(b) 特重施設の機能要求(APC その他テロ対策(特重施設)の取扱い)➢ 次期軽水炉では設計段階から建屋頑健化や DBA/SA 設備間の独立性等を考慮した APC その他テロ対策を織り込むことで、より安全でより合理的な対応を図ることが可能であることを確認した。
➢ そこで、次期軽水炉では、建屋頑健化または区画分離の徹底により、同一の機能を持つ SA 設備(原子炉格納容器(CV)破損防止機能)と特重施設を統合した設備構成とする。
(c) 国内での溶融炉心冷却対策の新技術の適用性(溶融炉心冷却対策の取扱い)➢ 国内外で実績のある IVR(In-Vessel Retention)方式、ウェットキャビティ方式、ドライキャビティ方式は、いずれも MCCI(Molten Core ConcreteInteraction)、水蒸気爆発の不確かさへの備えとして有効であると考えられるが、各方式にはそれぞれ固有の不確かさや特徴があり、リスクが存在することを確認した。
➢ そこで、次期軽水炉では、発生頻度は低いが不確かさが大きい現象(MCCI 及び水蒸気爆発による CV 破損)に対しても、影響の大きな現象の発生防止と、発生した場合の影響低減の観点から、炉心溶融時の CV 破損を防止できる設計とする。なお、方式の選択に当たってはプラント特性・構造に応じて、個々の物理現象の不確かさの低減度合い、各方式のリスクを考慮しつつ、深層防護の実装の観点でバランスのよい防護性能となるように対策システムを設計することが重要である。

(2/11)

3) 次期軽水炉における深層防護の実装と技術要件について
山本 章夫 氏：名古屋大学大学院 工学研究科 総合エネルギー工学専攻 教授(WG 幹事)
講演 1)、2)で報告された次期軽水炉の設計方針が適正化されていることを深層防護の実装の観点から評価・検討した結果及び次期軽水炉の技術要件を報告した。具体的な報告内容は以下の通り。
次期軽水炉では設計段階から内的事象/外的事象/APC その他テロへの対応を各防護レベルに対し強化する方針であり、さらには設計上考慮するシナリオの不確かさへの備えも強化することにより、プラント全体としての信頼性を向上させることが可能となることを確認した。さらに、既設炉では CV 破損防止策を特に強化されているが、次期軽水炉では防護レベル全体に渡って最適化し、バランスの良い深層防護策を講じることができることも確認した。これらを踏まえ、新規制基準で強化/新設された規制要求の全体に対して、改めて、より安全でより合理的な次期軽水炉の設計方針を実現するための技術要件を整理した。
4) 総合討論
聴講者から頂いた質問に対して、座長及び 3 名の講演者が協議・回答する形で総合討論が行われた。聴講者からの質問は以下の 8 件であり、福島第一原発事故の教訓を踏まえた想定外事象への対処の考え方に関わる質問が多かった。(質疑応答の詳細は表１参照)●想定外事象やレベル５への対応① 想定外事象への対処方法② 可搬型設備による対処方法③ 可搬型設備の性能目標としての要求④ 放水砲による放射性物質低減効果●溶融炉心冷却対策⑤ ドライキャビティ方式の成立性●対象プラント⑥原子炉の出力規模●経済性⑦ 建設コストの既設炉との違い●今後の活動方針⑧NRA との対話予定(3/11)

3. 参加者数130～140 名程度 (座長、講演者を含めた Zoom 入室者)

4. アンケート結果
47 名の方からアンケートへの回答を頂いた。アンケートで頂いた意見は、全般的に、安全性及び経済性に関わる意見が多くあり、また今後の展開として、規制側への対話を望む声が多くあった。
（詳細は添付２参照）●安全性
・可搬型設備も含めた想定外事象への対応
・安全性の定量化(PRA の活用)と性能目標●経済性
・安全性と経済合理性のバランス●今後の展開・技術要件に関わる今後の進め方（規制側との対話も含む）
・既設炉へのバックフィット
・BWR への展開
5. 所感
原子力発電部会では、これまで原子力発電の安全確保あるいは安全性向上、保守・保全、高経年化対策、新技術開発、国際展開、福島第一原発事故の状況など、幅広いテーマの中から、その時宜に相応しいものを選定し、企画セッションを開催してきた。
昨今、カーボンニュートラルの観点から原子力発電への期待が高まりつつある中、今回は、2030 年代運開を想定した至近の次期軽水炉を対象とした安全対策の設計方針について紹介した。多くの聴講者にご参加頂き、本テーマに対する原子力学会関係者の注目度の高さを感じた。
講演後に行われた総合討論(質疑応答)は、質問受付がチャット方式のみであったため最初の質問が出るまで少し間があったが、質問が出た後は活発な質疑応答がなされた。アンケートの結果でも、講演への理解度は非常に高く、さらに、本 WG の結論への共感・賛同、今後の本 WG活動への期待など肯定的な意見も多数見られた。

(4/11)

原子力発電部会としては、企画セッションに限らず、当部会 HP 等を活用して次期軽水炉に関わる検討状況を今後も発信していきたい。
6. 謝辞
本企画セッションの開催にあたり、座長を務めていただいた山口彰氏、並びに、ご講演いただいた佐藤拓氏、有田誠二氏、山本章夫氏に改めて御礼を申し上げたい。また、聴講者の皆様にも御礼を申し上げたい。
添付１： スケジュール
添付２： アンケート結果
以(5/11)

上

表１
No.

聴講者からのコメント

1

可搬型設備を不確かさへの柔軟な対応として求められるとしたら、その性能目標としてどのような要求となるのか何か議論をされましたでしょうか？

原子炉の規模についてはどの程度のものを想定しているのでしょうか。
2

34【回答を踏まえた返信】
一般的な既設炉と同程度と理解しました、ありがとうございます。
防護レベルの性能目標検討が課題だとありますが、設置コストの観点では既設炉とどの程度変化するのか教えていただきたいです【回答を踏まえた返信】
コスト度外視での検討であるが今後検討が必要ということで理解しました。ご回答ありがとうございました。
本検討結果を是非とも規制庁との対話をしてもらうことが重要かと思います。11
月 25 日のシンポジウムで規制庁から誰か来てもらうとか、別の場での意見交換を計画されているでしょうか？

総合討論における聴講者との質疑応答

回答者

回答
設計方針として次期軽水炉は設計段階から SA 対応を考慮することで不確かさを低減させる。その不確かさが含まれるシナリオを明確に規定していないが炉心を守る、格有田幹事
納容器を守る、格納容器が破損した場合の放射性物質の放出緩和（放水砲）のために必要な容量とするよう可搬型設備の設備設計を考えるものとしている。
シナリオレスに対してどのように備えるか新規制基準策定時にかなり議論した。設備の容量は崩壊熱に見合って設計されるものと考える。事故対応時間が長くなればなる山本幹事 ほどシナリオの分岐が増え不確かさが増える。一方で崩壊熱は徐々に小さくなっていく。このような状態を考えて対応設備の注入量や圧力条件を設定していくものと考える。
WG では具体的な出力規模を前提とした議論をしてはいないものの、既存炉の延長線佐藤委員 上ということで同程度の規模を想定している。SMR などの小型炉や、超大型炉というような想定ではない。

佐藤委員

学会の WG の議論としてはコストについては検討していない。但し、次期軽水炉に対して事業者・ベンダーとしては運転できる（経済的に成り立つ）コストを目指す。

WG には残念ながら規制庁の参画はない。シンポジウムはどのような方に出席戴くかも含め計画を詰めている段階であり、決まってはいない。しかしながらより良い原子
山口主査 力発電所を追求していくという共通の目標からいずれにしても今後、規制庁との意見交換の機会は考えられる。また、米国 SMR に対する NRC の関与の在り方などを踏まえると非常に重要なポイントだと思う。
規制の在り方の議論を今後どうしていくのかは規制委員会の考え次第である。しかしながら、本 WG の前の「社会と共存する魅力的な軽水炉の展望」の議論も含め既設軽山本幹事
水炉の安全性向上の取り組みという観点からも参考になる議論があるので Watch はしておいて欲しいと考える。

(6/11)

No.

5

聴講者からのコメント

設計の話に対しては愚問でしょうが、想定外事象に対してはとう対処するお考えなのでしょうか【回答を踏まえた返信】
マネジメント、教育・訓練、可搬型設備の活用など、有難うございました。

6

溶融炉心の冷却でドライキャビィティー方式は他の 2 方式に比べて成立性はどの程度と評価しているのでしょうか。
【回答を踏まえた返信】
ご回答有難うございました。報告書を読んでみます。

7

8

回答者

回答
従来は設計基準事象＝設計想定としていたが、次期軽水炉は従来の設計基準事象に加え DEC 事象（レベル４）までを設計想定として、これを超えたレベル５を PE と言有田幹事えるように設計想定を追求していき、レベル５は不確かさへの備えとして可搬型設備を用い運用で対応するという方針
１F 事故の最大の教訓は、想定外を想定するという事。その本質は一人ひとりの（その場でできる事を迅速に正しく実行できる）対応力を高める事。よって人員に対する佐藤委員 教育・訓練やマネジメントのソフトウェアの部分が重要と考える。但し、徒手空拳では何もできないので、想定外の対応として接続するための接続口を適切に準備しておく対策も含め可搬型設備の配備は必要だと考えている。
想定外事象とは起因事象あるいはシナリオが想定外という事。但し、事象進展した結末は想定できるので、結末から対策を立てて行く事は有効と考える。炉心溶融や格納
山本幹事 容器損傷という事象進展した結末からその結末への進展防止、状態の緩和に有効な手段が可搬型設備であり、その仕様を共通化することでその対策の可用性を高めるというアプローチである。
有田幹事

ドライキャビティ方式の検証に関して国際的に様々な研究開発が進められており、他方式に比べ遜色ないと考えている。

WG の議論の中で３つの方式についてはメリットだけでなくディメリットも比較した
山口主査 上で３方式とも成立性はあるとの結論を得ている。詳細は報告書にまとめられているので是非ご覧いただいて、ご感想など戴きたい。

放水砲による、放射性物質の低減効果はどの程度と評価していますか？

山本幹事 本 WG では、定量的な議論は行っていない【回答を踏まえた返信】
了解です。

有田幹事 不詳であり、回答できない。

最終的には可搬設備に依存するようなイメージを受けますが、可搬設備は作業環境、保管場所へのアクセス等、外的事象に対して弱点もあると考えます。どのように対応をお考えでしょうか？

有田幹事

弱点がある事は認識している。可搬型設備に依存するというわけでは無く、恒設設備にて設計として対策し、その上で不確かさへの対応として可搬型を位置付けている。

プラント固有の条件に合わせてリスク評価を行い、作業環境なども考慮して可搬型設
山口主査 備の配備計画を適切に行う事で恒設に対して多様性のある手段として可搬型設備が効果的に活用できると考える。

(7/11)

添付１｢2020 年秋の大会｣原子力発電部会セッション

スケジュール
原子力発電部会
企画セッション担当1. 日

時： 2020 年 9 月 16 日(水) 13:00 ～ 14:30

2. 場

所：オンライン開催 K 会場 (Zoom ルーム 11)

3. セッション名：｢次期軽水炉の技術要件検討｣WG 報告
より安全・合理的な設計を目指して
座 長： 山口 彰 氏（東京大学大学院 工学系研究科 原子力専攻 教授）
4. スケジュール13:00 ~ 13:02

開会宣言 (司会 今井 善勝氏 (東芝 ESS))

13:02 ~ 13:05

開会あいさつ (部会長 决得 恭弘 氏 (関西電力))

13:05 ~ 13:10

WG 設立趣旨及び講演プログラム説明 (山口 彰 氏)

13:10 ~ 13:25

講演(1)(1)「次期軽水炉の技術要件を議論する上での論点」
佐藤 拓 氏 (関西電力（株）原子力事業本部 原子力技術部長)
13:25 ~ 13:40

講演(2)(2)「抽出された論点に対する次期軽水炉の設計方針」
有田 誠二 氏 (三菱重工業（株）原子力セグメント 原子力技術部)
13:40 ~ 14:00

講演(3)(3)「次期軽水炉における深層防護の実装と技術要件について」
山本 章夫 氏 (名古屋大学大学院 工学研究科 総合エネルギー工学専攻 教授)
14:00 ~ 14:25

総合討論(モデレータ) 山口 彰 氏、(パネリスト)山本 章夫 氏、佐藤 拓 氏、有田 誠二氏
14:25 ~ 14:28

講演及び総合討論の総括 (山口 彰 氏)

14:28 ~ 14:30

アンケートのお願い及び閉会宣言 (有田 誠二 氏)(8/11)

添付２

AESJ 2020年秋の大会
原子力発電部会 企画セッション「次期軽水炉の技術要件検討」WG報告
より安全・合理的な設計を目指して

アンケート結果
2020年09月25日© 2016 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

1

企画セッションに対するアンケート(1/5)
企画セッションのアンケート（回答数47）① 所属機関・年代
聴講者の所属機関の割合を比べて、アンケートの所属機関の割合はまずまず一致。
電⼒事業者の約2割、プラントメーカの4割強など、産業界からの回答が8割を占めた。
50代が約4割、60代が約2割強を締め、40歳未満は2割程度であった(若⼿が少ない)(9/11)

2

企画セッションに対するアンケート(2/5)② 講演内容に対する理解度
殆どの⽅は、よく理解できた、ある程度理解できたを選択しており、全般的に御理解頂けたと考える。
特に可搬型設備、特重施設の議論、バランスの良い深層防護の実装に興味を持って頂いた模様。
一⽅、解り難かったところ、疑問に感じたところとして、以下のような御意⾒があった。
●経済性• 安全性向上と経済性のバランスをどう考えるか• 経済性の観点をどう取り込むか●安全性• ｢安全確保の実装の考え⽅｣の定義が不明確• 1F事故の教訓を踏まえて網羅的な対策になっているか●溶融炉⼼冷却対策• ウェットキャビティ⽅式の⽔のサブクール度も重要●今後の展開• 技術要件に関わる今後の展開は︖• グローバルな視点からの更なる検討●講演内容の詳細化• 結論だけでなく、検討プロセスの詳細説明を要望• 学会員に対してどういう意識付けを狙ったのか不明

3

企画セッションに対するアンケート(3/5)③ WG報告書に対する理解度
約1/3の⽅は、WG検討内容を理解せずに、企画セッションを聴講。しかし、全⾴の説明通り、企画セッションの講演内容は理解頂いた模様。
WG報告書に対して解り難かったところ、疑問に感じたところとして、 以下の意⾒があった。
●安全性• MCRの浸⽔対策(高エレベーション設置)と耐震性の両⽴の考え⽅• 動的機器と静的機器の選択の考え⽅●今後の展開• BWRへの展開• NRAとの対話●経済性• 恒設／可搬型設備のコスト比較(10/11)4

企画セッションに対するアンケート(4/5)④ シンポジウムのパネルディスカッションで期待する議論のテーマ●安全性• 安全性の定量化(PRAの活用)• DBA設備のトレン数• 次期軽⽔炉の性能目標• 外部電源及び最終ヒートシンクの設計の考え⽅• 3つの論点の深堀した議論• 不確かさへの備えとしての可搬型設備の定義の明確化●経済性• 安全性と経済合理性のバランス●今後の展開• NRAとの議論• 規制適合性と、適合しない場合の今後の⽅向性• 今後の規制対応の在り⽅• BWRへの適用• グローバルな視点からの更なる検討
5

企画セッションに対するアンケート(5/5)⑤ 次期軽⽔炉の安全性について思うところ、その他気づき事項について
Q7とQ10への回答は同じような意⾒があり。（設問が良くなかったかも）
本WG結論への賛同、今後の本WG活動の期待など好意的な意⾒が多数あり。
●安全性• リスクとベネフィットの関係からの有効性確認• 社会的受容性にも配慮した技術的合理性• PRAの活用●経済性• 安全性向上と経済性のバランス●今後の展開• 既設炉へのバックフィットを懸念• BWRへの展開を希望• NRAとの対話を希望• 他部会との連携に期待• 国の機関の積極的関与を期待●その他• 質疑応答のやり⽅(チャット⽅式or挙⼿⽅式)• 新設炉分野における韓国との協⼒関係(11/11)6