2016年3月27日日本原子力学会「2016年春の年会」もんじゅ安全性の国際レビュー (2)高速増殖原型炉もんじゅの安全確保の考え方東京大学岡本孝司出典: (編)もんじゅ安全対策ピアレビュー委員会、「高速増殖原型炉もんじゅの安全確保の考え方」、JAEA-Evaluation 2014-005
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▷ 「もんじゆ」は、高速炉特有の特性を踏まえた設計がされ、また、運転実績が僅少であることに鑑み、当初より設計基準を超える事故についても先取的な審査が行われ、その安全性が確認されてきた。 ▷しかし、今般の東京電力福島事故を踏まえれば、その教訓を反映する観点から、更なる安全対策の拡充を図ることが重要である。地震、津波等に対する対策は基より、代替電源の確保、格納機能の維持、水素爆発の防止等、その要因となるものを含めて対応策を構築する必要がある。 ▷このため、地震、津波をはじめとする共通要因故障の原因となる外部ハザード全般への対策強化、長期的な事故対応に当たっては代替電源確保とそれらの位置的分散配置、全交流電源が喪失した状態における操作・管理・体制面(ソフト)を含めたアクシデントマネジメント策の構築と信頼性向上、格納機能の確保に関する詳細な検討、電源喪失時の通信・計装の強化、等に関し東京電力福島事故の教訓を反映し検討を行うべきである。 ▷また、それらの反映にあたっては、事象の選定等において確率論的なリスク情報を活用すべきである。適切な対策を講ずべき重要な事項を16項目の要求としてまとめた。

ナトリウム冷却高速炉(もんじゅ)
1次冷却材圧力は大気圧近傍であり、ガードベッセルにより冷却材の衰失は防止される液体で利用可能な温度範囲が広く、事故時に電源が要失しても、自然循環による冷却が可能自然循環に失敗しても、熱容量が大きいことから、除熱機能喪失事象時における温度の上昇は一般に緩慢であり、運転員の手動操作による複数のアクシデントマネジメント菓が可能·炉心中央部でのポイド反応度が正となる・燃料集中による再臨界の考慮が必要ナトリウム冷却材の特性の考慮が必要化学的活性が大、不透明、凍結事故時の被覆材温度上昇により水素発生はない
軽水炉

水は広く使われてきた熱伝達媒体である。金属材料に対する腐食等は考慮が必要
I.基本的な考え方(要求1)安全確保の目的と深層防護原子力事故に対する人と環境の安全を確保する目的のため、深層防護概念に基づく事故の発生防止と影響緩和によって、原子力施設とその運用に起因する放射線から人と環境が受けるリスクを社会から受容される範囲に制限すること。
(要求2)原子炉停止系多重性又は多様性及び独立性を有した原子炉停止系を設けること。ナトリウム冷却高速炉では、制御棒による複数の独立した原子炉停止系を設けること。設計基準事故時において原子炉停止系のうち少なくとも一つは、原子炉を臨界未満にでき、かつ、臨界未満を維持できること。

多様な挿入方式

設計基準外への拡張:重大事故等対処設備(緊急停止失敗時に原子炉を未臨界にするための設備)
(要求3)崩壊熱除去系原子炉容器内で発生する崩壊熱を除去し、最終ヒートシンクへ熱を輸送する設備を設けること。熱輸送系及び最終ヒートシンクは、その健全性及び機能を失わないようにすること。設計基準事故時は、強制循環による除熱設計基準外への拡張性ל重大事故等への対処(電源が不要な自然循環除熱が可能) 7
II.設計基準ベースの考え方(要求4)共通要因故障の回避共通要因故障に至る可能性のある内部火災、内部溢水に対して事象の発生と拡大を防止するため、必要な対応策が講じられていることを確認すること。対応が不十分である場合にはさらなる対応策を講じること。
く内部火災対策＞
ナトリウム冷却高速炉として重要な安全機能について、安全機能の独立性、多重性の確保を確実にするため、火災の発生防止と発生した場合の速やかな検知、消火対策、火災の影響軽減の対策を講じる。区画化、系統分離による火災の影響軽減対策
＜内部溢水対策＞
ナトリウム冷却高速炉として重要な安全機能について、防護対象設備を抽出するとともに、没水、被水、蒸気の観点から影響評価を行い、溢水影響が及ばないことを確認する。区画化(例)耐火壁＋自動消火による系統分離(例)
II.設計基準ベースの考え方(要求5)ナトリウム冷却高速炉に特有な事象ナトリウム漏えい、ナトリウム・水反応に関する十分な対応策を講ずること。 2次系のナトリウム漏えい及び蒸気発生器の水漏えいに対し、従来の設備対応の妥当性、並びに設計基準を超える重大事故への進展のおそれについて検討し、必要に応じて設備対応等を適切に実施すること。 2次主冷却系でナトリウムが漏えいしても「2次主冷却系の系統分離が確実であり、重要な安全機能に影響を及ぼさないこと」を確認する。蒸気発生器伝熱管の設計基準を超える水漏えいが生じても、ナトリウムー水反応により「重要な安全機能に影響を与えないこと」を確認する。
III.重大事故の防止と影響緩和に関する考え方(要求6〜8)著しい炉心損傷の防止炉心損傷事故に至る可能性のある原子炉停止失敗に起因する事象と除熱失敗に起因する事象について、安全機能の喪失状態及び事象進展をPRA等も参考にして適切に考慮し、必要な設備対応（ハード）及び操作・管理・体制面（ソフト）での対応から成る適切なアクシデントマネジメント(AM)策を講じること。

軽水炉
(原子力規制委員会資料を加工して作成) (対策例)電源喪失時にも可搬式電源等により逃がし安全弁を解放し、可搬式注水設備等による注水が可能となるまで原子炉を減圧(BWR)冷却水の注入のために減圧が必要であり、減圧時に液位が低下して炉心が露出/損傷するおそれがあり、それらを防止する。 (対策例)電源喪失時にもポンプが不要な自然循環冷却が可能。冷却系は大気圧近傍のため減圧は不要であるとともに、1次冷却系は、ガードベッセル等により原子炉容器内の冷却材液位が低下するおそれはなく炉心が露出することはない。
III.重大事故の防止と影響緩和に関する考え方(要求9)格納機能喪失の防止じること。格納機能の喪失に至る事象を詳細に評価し、原子炉停止機能喪失事象及び除熱機能喪失事象について溶融燃料による原子炉容器破損の可能性は実質上除外されるように適切なAM策を講(例)原子炉停止機能喪失事象(ATWS系)の評価フロー）
軽水炉(原子力規制委員会資料を加工して作成)溶融炉心物質は原子炉容器を溶融貫通し、下部の格納容器内に落下する。注水により溶融炉心物質を冷却するウム冷却材により冷却可能であり、原子炉容器を溶融貫通する可能性は極めて小さい*ナトリウムは液体領域が極めて広く、軽水炉の冷却水のように短時間で蒸発喪失せず、外部からの補給を必要としない大型格納容器により温度、圧力の上昇は小さく、気体の放射性物質は十分格納されるナトリウム冷却高速炉
III.重大事故の防止と影響緩和に関する考え方(要求10～11)外部ハザード対策原子炉施設は、地震、津波、及びそれ以外の自然現象に対して、確率論的評価手法等に基づきリスクを評価し、適切な余裕をもって安全が確保されるように設計による対応策を施すこと。また、故意による大型航空機の衝突及びその他のテロリズムについて対応策を講じること。
外部事象
自然災害•強風/多雨、多書・森林火災、生物、落雷・地すべり、火山噴火・航空機衝突　等地震、津波、及びそれ以外の幅広い外部ハザードについて重要な検討対象を抽出し、事象の進展を評価するとともに、重要な安全機能の確保方策を検討する。
III.重大事故の防止と影響緩和に関する考え方
(要求12)水素対策
ナトリウム冷却高速炉では、軽水炉のような燃料被覆管のジルコニウムと水との反応等による原子炉内の大量の水素発生の懸念はない。設計基準を超える事象に対する合理的な安全対策の観点から水素爆発を防止するため、水素濃度の測定、水素の外部への排出、意図的な小規模な水素燃焼等の適切な対応策を、既存設備等を活用し講じ水素爆発防止策•水素濃度の測定•水素の排出•水素燃焼策等(要求13)使用済燃料貯蔵槽炉外燃料貯蔵槽及び燃料池における燃料破損を防止するため、設備の特徴を踏まえた適切なAM策を講じること。炉外燃料貯蔵槽については、ナトリウム冷却高速炉固有の設備であり、容器が二重であること及び自然循環冷却が可能であるという特徴を踏まえた対策を考慮する。
III.重大事故の防止と影響緩和に関する考え方(要求14)中央制御室、緊急時対策所重大事故等発生時の中央制御室及び緊急時対策所の居住性を、ナトリウム冷却高速炉における事故の特徴に鑑みた適切なソースタームを想定し、運転員あるいは要員の被ばくの観点から遮蔽、換気等の設備を設計し、確保すること。
(要求15)状態監視
重大事故時において必要とする原子炉及びプラントの状態を監視できる措置を講じること。重大事故等が発生した場合に監視するパラメ一タは、ナトリウム冷却高速炉の特徴及び想定される重要事故シーケンス等の事象進展と環境条件に鑑みて適切に選定すること。また、監視パラメ一タの重要性によって計測機器を分類し、耐震性を確保すること。
III.重大事故の防止と影響緩和に関する考え方(要求16)アクシデントマネジメント(AM)重大事故発生時に的確なAM対策を実施できるように必要な措置を講じること。重大事故に的確かつ柔軟に対処できるよう、体制、手順、書類、資機材等を整備するとともに、教育、訓練を行うこと。さらに、訓練等で評価されたAM策の有効性を適切にPRAに反映するとともに、PRA等の結果を用いて、継続的にAM策の有効性を向上させること。従来構築してきたAM策シナリオに準じた対策・操作(PRA事象シーケンス依存)想定範囲の拡大行＜フレキシブルな対策・操作＞ 〈外的事象等による機能喪失想定に対して使用可能な対策を活用し頑健性を向上） •可協型電源接続•水素爆発防止対策• SG冷却操作•除熱源復旧対策・ナトリウム火災対策•炉外燃料貯蔵槽冷却対策等支援体制:操作/対策実施支援＋技術支援(アドバイサリ)体系化AM支援研究（対策/設備情報/知識ベース） • 「もんじゅ安全対策ピアレビュー委員会」において、ナトリウム冷却高速炉の特徴、及び東京電力福島第１原子力発電所事故の教訓等を踏まえ、「もんじゅ」の安全確保の考え方として、適切な対策を講ずべき主要な16項目の要求事項をとりまとめた。 .本報告では、この16項目の要求を含む「安全確保の考え方」の概要について報告した。 •後続の発表では、この「安全確保の考え方」の国内レビュー・国外レビューの結果について説明する。