燃料関连指针类课题.pdf

0燃料関連指針類における課題について「体系的整理に係る調査」をふまえて燃料関連指針類検討小委員会 第1回会合2009年6月3日日本原子力研究開発機構 安全研究センター燃小委第１－３号1燃料関連指針類の体系的整理に係る調査「体系的整理に係る調査」について ?調査の概要 ?対象とした燃料関連指針類 ?体系的整理の進め方 ?要求事項の再配置 ?調査の結論「体系的整理に係る調査」の成果をふまえて ?燃料関連指針類における課題について2調査の概要19年度：20年度：燃料に関連する指針類で与えられる要求事項を、 ・ 燃料に対する「基本的要求事項」 ・ より具体化した「具体的要求事項」 ・ 技術的な詳細を規定した「手引・技術規定」 の３階層に分けて体系的に整理する調査の主目的調査の対象PWR燃料に関する指針類 PWR/BWR燃料に共通する指針類BWR燃料に関する指針類 19年度調査結果の再検討実施体制日本原子力研究開発機構・安全研究センターが下記の 「検討会」「作業会」を運営し、結果のとりまとめを行った検討会： 大学、研究機関、電力、メーカー等の 専門家20名程度により構成 作業会： 検討会メンバーを中心とする10名程度の 若手専門家により構成3報告書では 「基本的要求指針」 「具体的要求指針」要求事項の階層化 （原子力安全委員会 「安全審査指針の体系化について（H15年2月）」より）要求事項は規定する内容に応じた３段階の階層構造とする。

○基本的要求事項 – 安全確保のための根幹をなす要求事項を規定するもの○具体的要求事項 – 基本的要求の要求事項をより具体的に規定するもの○手引・技術規定等 – 安全審査での判断の参考となる事項、要求を満たす実例、 解析手法、データなどを記述するもの安全確保のための規制要件を示すものは「基本的要求事項」、「具体的要求事項」とし、これらの要求の規定内容を補足する手引きや技術的規定は「手引・技術規定等」に分類4調査で対象とした燃料関連指針類PWR/BWR燃料 に共通BWR燃料関連PWR燃料関連?発電用軽水型原子炉施設に関する安全設計審査指針 ?発電用軽水型原子炉施設の安全評価に関する審査指針 ?軽水型動力炉の非常用炉心冷却系の性能評価指針 ?発電用軽水型原子炉施設の反応度投入事象に関する評価指針 ?発電用軽水型原子炉の燃料設計手法について ?「燃料被覆管は機械的に破損しないこと」の解釈の明確化について ?発電用軽水型原子炉施設の反応度投入事象における燃焼の進んだ燃料の 取扱いについて ?発電用軽水型原子炉施設に用いられる混合酸化物燃料について ?取替炉心検討会報告書?発電用加圧水型原子炉の炉心熱設計評価指針 ?加圧水型原子炉に用いられる１７行１７列型の燃料集合体について?沸騰水型原子炉に用いられる８行８列型の燃料集合体について ?沸騰水型原子炉に用いられる９行９列型の燃料集合体について ?沸騰水型原子炉の炉心熱設計手法及び熱的運転制限値決定手法について ?沸騰水型原子炉の炉心熱設計手法及び熱的運転制限値決定手法の適用 について ?改良型沸騰水型原子炉における混合酸化物燃料の全炉心装荷について■： 指針、●： 専門部会報告書等指針に本文、解説、付録があり、専門部会報告書等にも要求事項がある。

制定された経緯を踏まえないと、これら要求事項の関係がわかりにくい5調査で対象とした燃料関連指針類原子力安全委員会 「安全審査指針の体系化について（H15年2月）」より基本的な指針類発電用軽水型原子炉施設などに関係するもの 立地設計安全評価線量目標値基本的な指針類を 補完する指針類専門部会報告書等審査会内規安全設計安全評価ECCS 性能 評価RIA 評価PWR 炉心 熱設 計燃料 設計 手法BWR 9x9燃 料集 合体燃料 被覆 管破 損混合 酸化 物燃 料A- BWR Full MOXRIA 高 燃焼 燃料BWR炉 心熱設 計、熱 的制限左記 の 適用BWR 8x8燃 料集 合体PWR 17x17 燃料取替 炉心6体系的整理の進め方（その1）この整理を、通常運転、異常過渡、事故について行った基本的要求具体的要求手引・技術規定- 要求事項の抽出 （モジュール化）「指針類」に規定された個々の要求事項の関係を明確にするために、 調査対象指針類に含まれる全ての要求事項を下記の要素から成る 独立したモジュールとして抽出した対象となる事象 ＋ 要求事項 （＋ 条件など）- 要求事項の再配置 モジュール化した要求事項を、下記の観点で再配置した。

設計安全評価7・ （原則的には）現行指針の要求範囲を変えないこと ・ 要求事項間の必要条件・十分条件の関係が適切であること ・ 将来的な改訂及び民間基準・学協会基準の導入に対して柔軟性を持つこと ・ 本文・解説・付録の位置付けを明確にすること ・ 最新データの取得に応じて変わる可能性のある数値等は、評価項目や 考え方を与える指針から分離すること ・ 同様に、解析コード、モデル、データも分離すること体系的整理の進め方（その2）基本的要求具体的要求手引・技術規定- 要求事項の再配置におけるルール- 課題の抽出再配置の過程において、検討すべき点、また、場合によっては要求 事項の改訂・追加が望ましい点を抽出した指針類における用語・ 記載の曖昧な箇所、不統一なども抽出した 指針類の再構築要求事項を再配置したマップを要求の階層や分野の観点から区切り、 「設計指針」、「評価指針」などの個別の指針類に分割した8BWR燃料設計PWR燃料設計要求事項の再配置結果の例 【通常時・過渡時】設計指針評価指針具体的事象と判断基準 (評価指針の解説)RIA指針・ RIA指針適用事象・ 1%歪み ⇒ 機械的破損基本的要求具体的要求手引・技術規定要求として用いる しきい値、手法等・ 構造設計基準 その他の検討事項・ 他 （前提条件など）・ 他（前提条件など）輸送時及び取扱い時 の要求輸送時及び取扱い時 の要求・ 核・熱水力設計 許容設計限界 熱・機械設計・ 解析コード等・ 燃料中心温度 ⇒1%歪み・ 線出力密度 ⇒1%歪み・ その他の事象従来RIA指針 + 高燃焼度取扱い容認される しきい値、手法等・ 判断基準（4項目)・ 評価すべき事象(4分類)適用の組合せ・ 指針11～14： 参照を表す： 十分条件から必要条件への接続を表す・ 個々の設計基準事象は「基本的要求」レベル でなく「具体的要求」で定めるべき。

・ 評価指標の選定や判断基準の決定に最新 知見を反映しやすい構造が望ましい要点(燃料関連)9再配置案に対応した指針類変更案「設計指針」「評価指針」「RIA指針」 「RIA高燃焼度」現行指針類新たな枠組みによる指針類「ECCS評価指針」「PWR17x17」「被覆管機械的破損」「設計指針」「評価指針」「具体的事象と適用判断基準について(仮)」「RIA指針」「ECCS評価指針」「PWR燃料設計」「評価に用いるしきい値、手法等について(仮)」本文変更なし解説「BWR8x8」 「BWR9x9」「BWR燃料設計」しきい値しきい値10それぞれ個別の炉型、燃料型式における詳細規定として 「 「健全性健全性を失うことがない設計であること」を失うことがない設計であること」を説明している上位要求と 下位指針類との関係BWR 10×10 ・・近い将来？・・指針12．燃料設計１．燃料集合体は、原子炉内における 使用期間中に生じ得る種々の因子を 考慮しても、その健全性健全性を失うことがを失うことが ない設計であることない設計であることPWR 17×17１．燃料中心最高温度は、・・ ２．燃料棒内圧は、・・ ３．被覆管にかかる応力は、・・ ４．被覆管の歪みは、・・ ５．累積疲労サイクル数は、・・ その他、フレッティング腐食・・ 他に設計条件の説明項目もあるBWR 9×9BWR 8×8１．被覆管にかかる応力は、・・ ２．累積疲労サイクル数は、・・ ３．過度の寸法変化を生じない その他、フレッティング腐食・・ 他に設計条件の説明項目もある基本的要求具体的要求手引・技術規定「 「健全性健全性」 」の定義は示されていない具体的要求として 「 「健全性健全性」 」の説明、解釈がない11設計指針BWR 8x8, 9x9PWR 17x17要求事項の改訂・追加を含む案 【通常時・過渡時】評価指針具体的事象と判断基準 (評価指針の解説)RIA指針・ RIA指針適用事象・ 1%歪み ⇒ 機械的破損基本的要求具体的要求手引・技術規定要求として用いる しきい値、手法等・ 解析コード等・ 燃料中心温度 ⇒1%歪み・ 線出力密度 ⇒1%歪み・ その他の事象従来RIA指針 + 高燃焼度取扱い容認される しきい値、手法等・ 判断基準(4項目)・ 評価すべき事象(4分類)適用の組合せ・ 指針11～14・ 設計指針の要求事項を明確化 ・ 上位要求とのつながりを説明BWR 燃料設計 民間基準・学協会基準PWR燃料設計 民間基準・学協会基準安全確保に対する基本概念民間基準 学協会基準： 参照を表す： 十分条件から必要条件への接続を表す→ 性能による規定へ・ 設計指針の要求事項を明確化し た記述を検討、つながりを説明。

置き換えが容易になると期待 ・ 安全確保の基本概念を明示 ・ 評価指針の判断基準を性能で 規定する (例：DNBR、MCPRに よる記載を「燃料が熱的に 破損しないこと」とする、など)要点(燃料関連)（要求事項を明確化した記述）12調査の結論?「設計指針」の要求事項が手引・技術規定に相当する詳細を定めている 専門部会報告書等に具体化される過程が説明されていないため、専門 部会報告書等に示される評価項目が適切か、また、漏れがないかを判 断しにくいそこで、「設計指針」を一段階明確化した記述の整備が必要 と考えられる少なくとも燃料関連について）?明確化した記述の整備にあたっては、「設計指針」の要求のそもそもの 意図に対する正しい理解が必要であるよって、安全確保の基本概念 が全ての指針よりも上の階層で与えられることが望ましい「設計指針」を明確化した記述の設置により、手引・技術規定のレベル で評価すべき項目及びその範囲が明確化され、専門部会報告書等を 置き換えるための民間基準等の整備が容易になると期待される「評価指針」に含まれる具体的な要求事項は分離して下位に移すのが 適切であるさらに、「評価指針」の判断基準を性能で規定することで、 最新知見に基づく評価手法やしきい値の導入に対する柔軟性が高まる と思われる。

指針類の解釈の一義性を確保するため、用語・記載の見直し（明確化、 用語の統一など）を行うことが望ましい13燃料関連指針類における課題について （調査の成果を踏まえて）1.要求事項の明確化「設計指針」を一段階明確化した記述の整備が必要2.上位指針に含まれる具体的な要求事項を分離「評価指針」の判断基準を性能で規定 炉型毎の具体的な事象選定、詳細な評価条件を分離3.最新知見の取り込みを検討（その他、安全確保に対する基本概念の明示）14設計指針の要求事項を明確化した記述階層を整理し、体系化するためには– 上位で規定する要求事項の説明、解説が必要– 設計指針に直接接続する下位の指針類とのつながりの説明、 解説が必要– 現在の下位の指針類は、個別設計毎の詳細規定であり、 設計例、評価例も含まれる このため、上位要求との関係がわかりにくい– 下位の要求事項の位置づけを説明しやすくする （上位要求に個別の要求を直接つなげない）設計指針の要求事項を明確化した記述が有用15要求事項を明確化した記述の内容• 要求事項の展開にあたっての着眼点を定義する • PWR/BWR 共通で、考慮して防ぐべき破損モードなどを 定義する。

• それを満足するための現時点で容認可能な基準や方法論も あわせて定義する• これらの容認可能な基準や方法を担保するための、。