⽇本原⼦⼒学会2022年秋の大会

2D_PL02

核燃料部会 企画セッション

共催

2022.9.8 ＠茨大標準委員会
システム安全専門部会

炉⼼燃料の安全⾼度化に向けた原⼦⼒学会の体系的活動について（炉⼼燃料分科会活動報告）（2）炉⼼燃料の安全確保・向上に向けた体系的な活動
炉⼼燃料分科会主査

阿部弘亨（東京大学）

炉⼼燃料分科会では国情に合わせつつ時代の先端を⾏く燃料安全を模索している。
今回の企画セッションでは以下の報告を⾏う。
・技術レポート「発電⽤軽⽔型原⼦炉の炉⼼及び燃料の安全設計に関する報告書」
・先⾏少数体照射試験標準（作成中）
・事故耐性燃料に関する技術レポート（作成中）
最新の燃料安全の考え⽅や⽅向性について学会員の皆様と議論させていただきたい。
謝辞︓
本シリーズ発表については、炉⼼燃料分科会 委員およびオブザーバーの⽅々の⻑年にわたる御貢献を取りまとめたものです。この場を借りて皆様に感謝申し上げます。

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燃料のおかれる⽴場
特に炉⼼燃料には、安全な原⼦炉の運転、作業員被曝の低減などに対して、直接的で重要な役割が求められている。

採鉱、精錬
燃料ペレット製造

濃縮保管、輸送被覆管製造

シビアアクシデント

燃料集合体製造
原⼦炉装荷、運転

資源工学
分離工学

設計学

粉体工学
セラミックス学
⾦属工学

使⽤済燃料保管プール

原⼦炉物理学

機械工学

規制科学
燃料工学

設計基準事故廃炉工学

中間貯蔵

シビアアクシデント学

プラント工学
⽔素化学
放射線学

核化学

化学工学

破壊⼒学

再処理

地質学
地下⽔学、等々

処分

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参画

産官学 す べ てのステークホルダ ー

炉⼼燃料を取り巻く枠組み
軽⽔炉安全技術・人材ロードマップ
燃料安全⾼度化RM
⽔化学RM
・・・

安全原則

新技術開発

安全を担保する要として安全を確保する仕組み
人材の育成

電気協会
・取替炉⼼の安全性確認規程（JEAC421）
・原⼦燃料管理規程︓（JEAC4001）
・燃料成型加工施設における検査規程（JEAC4211）
・発電所における検査規程（JEAC4212）
・漏えい燃料の発⽣の監視及び発⽣時の対応規程（JEAC4213）
・炉⼼管理指針（策定中）

より安全なシステムを目指した

機能要求
性能規定

・事故耐性燃料の開発
・新材料の導⼊の仕組み作り
先⾏少数体照射試験（LUA、LTR等）

仕様規定
容認可能な実施方法

なぜ、この階層構造を改めて確認する必要があったのか︖

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参画

安全確保の仕組み

新技術開発
安全原則

機能要求
性能規定
技術レポート 仕様規定
「発電⽤軽⽔型原⼦炉の炉⼼及び燃料の安全設計に関する報告書」
容認可能な実施方法

・事故耐性燃料の開発

発展

産官学 す べ てのステークホルダ ー

炉⼼燃料分科会の取り組み

事故耐性燃料に要求される技術的要件をまとめた
技術レポートを作成中
・新材料の導⼊の仕組み作り
先⾏少数体照射試験（LUA、LTR等）
先⾏少数体照射試験実施基準を作成中
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炉⼼燃料分科会が目指すもの
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学会という開かれた場で全てのステークホルダーが集い学会員という、利害関係を超えた公平な⽴場で時宜に適応した技術について最新の科学的根拠に基づいて建設的な議論を⾏い燃料が担うべき安全の究極の姿を目指す

今回の企画セッションはこの活動の⼀環として広く学会員の皆様のご意⾒をいただき、分科会の場に適切に反映させていただくこととしています。
忌憚のないご意⾒をよろしくお願いします。
また、当分科会への新規ご参加も歓迎しています。
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ご清聴ありがとうございました【参考】【炉心燃料の安全性向上へ向けた学協会での体系的活動

炉心・燃料の安全設計 】【

規程 原子燃料管理規程：

JEA

AESJ標準委員会 技術レポート(2022/3/30改定版発刊）

炉心・燃料の安全な運用・管理 】（JEAC4001-2020発刊）①

発 電用型 原子炉の 炉心及 び燃料の安 全設計に 関する 報告書 ：原子炉の安全を確保するための検査等への要求（運転中の炉心管理、燃料管理が中心）

AESJ-SC-TR009②①

炉心燃料の安全要求の階層的・網羅的検討②

国内外の規制動向等のｷﾞｬｯﾌﾟ、最新知見を踏まえた課題

燃料の管理（設計、製造、輸送～炉内使用、貯蔵､取扱、他）の段階ごとの固有の安全確保への要求-----更新内容：①、②の更新■

附属書 原子炉の安全を確保する全体体系と検査の位置づけ

新規 付録： 漏えい燃料存在炉心での事故時の安全性,原子燃料管理規程を受けた具体的な規程：

他

・燃料成型加工施設における検査規程（JEAC4211）(漏えい発生の監視・抑制)

JEA 取替炉心の安全性確認規程（JEAC421）：
安全確認
方法の礎・発電所における検査規程（JEAC4212）
・漏えい燃料の発生の監視及び発生時の対応規程（JEAC4213）（実用化後の燃料の照射挙動に関わるデータの継続的な取得・拡充を含む）

・炉心管理指針（策定中）

AESJ 核燃料部会
発電用軽水型燃料の安全高度化ロードマップ 2018年末ローリングAESJ LUA WG（活動中）
・よい燃料等を早期に実用化するための実機での先行照射の活用のありかたの検討
・開発段階での加速、開発終了後の実用化に対する安心・信頼性向上の両面から検討

・設計による安全性の向上
・設計改良・開発（ATF燃料の中長期的な開発・導入を含む）
・設計評価手法不確かさ低減、・至近の課題の解決(技術レポートで分析・抽出した課題への対応)
・検査による安全性確保

AESJ ATF WG（活動中）⇒上記２つのWGを通じて安全性向上を目的とした燃料の早期導入へつなげる。

・安全性の確保、継続的向上を踏まえながらの運転高度化対応の開発⇒ 上記を短期(~2020)・中期(~2030)・長期(~2050)の時間軸へ展開

【参考】技術レポート更新、ＡＴＦ燃料ＷＧ、ＬＵＡ

ＷＧの体系的・有機的活動

技術レポート・実用化開始/先行照射時に際しての網羅的・階層的な安全確認の要件
・最新知見の提供：
運転経験、燃料開発、新規制項目等
燃料安全高度化
ﾛｰﾄﾞﾏｯﾌﾟ

ＡＴＦ燃料開発
燃料開発のインフラ整備
・運転中の安全機能確認
・実機集合体照射挙動
ﾃﾞｰﾀ拡充

早期・多数の照射データ・
照射サンプルの取得→ 開発の早期化、データ取得拡充
実機照射実績ＬＵＡの有効活用・実施

ＬＵＡ時、実用化初期段階時：
・運転中の安全機能確認・実機集合体照射挙動 ﾃﾞｰﾀ拡充 ＆ 詳細設計改良

運用における安全確認【参考】燃料安全高度化

ロードマップ（2018年末の定期的見直し版（最新））

ロードマップで包括的・俯瞰的に示された安全性向上及び炉心燃料の運用高度化において、技術レポート、ATF・LUAの活動は 大きな役割を担っている。
短期
安全性向上

新知見の収集・分析
懸案・課題の特定と解決設計による安全性向上

改良設計
（ハード）
手法・ﾓﾃﾞﾙ
高度化（ソフト）

運用管理による安全確保
炉心運用
高度化

⻑サイクル、出⼒Up、高燃焼度化、出⼒調整、等~2020 中期

LOCA⻑期冷却性
被覆管機械的破損
FFRD、他

~2030
（⇒

⻑期

活動継続）

開発済み早期導入 ATF（Crｺｰﾃｨﾝｸﾞ）新材料以外の改良
・10×10・MMDA管､等(電共研開発ﾚﾍﾞﾙ)

ATF（SiC等）

開発済み手法・制 BEPU安全解析
度の実用化
手法の本格導入・BEPU
・PCIしきい値
・DC､TR制度
俯瞰的⺠間規格(JEAC4001)策定（課題検討等）~2050

新検査制度本格化
取替炉心安全性確認
拡張

本格運用開始高度化対応燃料・炉心設計、手法