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研究課題メモ

論文を読んで気づいた未解決問題・研究の種を蓄積するページ。論文まとめの「研究課題メモ」から転記・更新していく。

すべて 15 種 11 検討中 4 課題候補 0

アイデア一覧

HWBS センサ独立性の定量的評価：ATWS緩和時のCCF影響不確かさ解析
種
UK ABWRではHWBSセンサをSSLC（RPS）センサから「電気的に独立」させているが、RPV貫通部の制約から圧力・水位センサラインが一部共用される可能性が示唆されている。 ATWSシナリオで「SSLCとHWBSが同一信号入力路に依存する」ケースの安全裕度を確率論的手法（CCF評価）で定量化する研究が考えられる。
ATWS HWBS CCF センサ独立性 BWR UK ABWR
UK ABWR GDA文書（§14.5.3）でRPV共通貫通部の例外が言及されている。単一故障基準とCCF評価の組み合わせで定量評価できるか検討余地あり。
出典：Hitachi-GE UK ABWR PCSR Ch.14 (2017) 追加：2026-04-19
HWBS ARI の応答時間評価：ATWS緩和シーケンスへの影響感度解析
種
ATWS解析において、ARIによる制御棒挿入開始タイミングとSLC注入開始タイミングの相関が重大である。 UK ABWR PCSR文書では個別の起動遅延（センサ応答・ロジック遅延・電磁弁動作時間）が明示されていない。 TRACE/PARCSを用いたATWS解析でARI応答時間感度をパラメタサーベイし、MELLLA+運転領域での出力ピーク特性を評価することは実務的価値が高い。
ATWS ARI SLC HWBS 応答時間 TRACE/PARCS BWR
NRA（2019）のATWS解析でもARI作動タイミングの感度が重要パラメータとして扱われている。UK ABWR GDA後フェーズでの実施事項として挙がっている詳細設計に対応。
出典：Hitachi-GE UK ABWR PCSR Ch.14 (2017) 追加：2026-04-19
UK ABWR HWBS設計（SLC+ARI+RPT）のBWRX-300等SMRへの展開可能性の技術的検討
種
UK ABWRで確立したHWBS（SLC+ARI+RPT+Feedwater Stop）の独立バックアップ構成は、BWRX-300のような自然循環型小型BWRへの転用が検討課題となる。 自然循環BWRX-300では再循環ポンプが存在せずRPTが適用できないため、代替の反応度抑制手段（SRV自動開放・制御棒駆動水圧の受動作動）との組み合わせを評価する研究が考えられる。
HWBS BWRX-300 SMR ATWS SLC ARI 自然循環 BWR
BWRX-300のATWS設計は別todo論文（CNS_proceedings_BWRX300_ATWS.pdf）で扱う予定。UK ABWR HWBSの設計根拠を比較参照として活用できる。
出典：Hitachi-GE UK ABWR PCSR Ch.14 (2017) 追加：2026-04-19
BWR ATWS不安定性時の被覆管温度ラチェット上昇のサブチャンネル連成評価
種
BWR ATWSの事象中期に発生する核熱水力不安定性で、燃料棒表面の沸騰遷移とリウェットが繰り返される。 TRACE/PARCSのシステム解析では被覆管温度のラチェット上昇を定量評価する精度に限界があり、 サブチャンネルコードとの連成により燃料健全性の詳細評価手法を確立する必要がある。
ATWS 核熱水力不安定性 被覆管温度 サブチャンネル TRACE/PARCS BWR
NRA（2019）でTRACE/PARCSによるABWR ATWS解析において「サブチャンネルレベルの被覆管温度評価が限界」と明記。 COBRA-TFなどとの連成モデル構築が具体的な次のステップ。 ATWS時の燃料健全性をサブチャンネルで評価した国内事例は未発表。
出典：NRA 2019（RREP-2019-1002） 追加：2026-04-18
高燃焼度BWR燃料のFFRD現象がLOCA時PCTに与える影響の評価
種
NRAが整備したFRAPTRAN+TRACEのFFRD評価コードはPWR向けに適用実績がある。 BWR高燃焼度燃料（チャンネルボックス・異なるペレット設計）への適用可能性を検討し、 LOCAで被覆管が破裂した際のFFRD挙動とPCTへの影響を評価する。
FFRD 高燃焼度燃料 LOCA PCT FRAPTRAN BWR
NRA（2019）でPWR 3ループでのFFRD現象によりPCTが約60℃上昇することを確認。 BWR燃料への拡張はFFRD発生条件（被覆管破裂挙動）の相違もあり研究価値が高い。 ハルデン炉計画のIFA-650.9データは引き続き利用可能。
出典：NRA 2019（RREP-2019-1002） 追加：2026-04-18
PCCSの凝縮熱水力モデルの高精度化
検討中
垂直凝縮管内における滴状凝縮・膜状凝縮の遷移条件がPCCS性能に与える影響を定量的に評価する。 現状のRELAPなどの安全解析コードでは膜状凝縮を前提としているが、実際の挙動との乖離が懸念される。
PCCS 凝縮熱伝達 熱水力 BWR
滴状凝縮の熱伝達率は膜状の数倍〜20倍に達する（棚沢 1978）。 DWC/FWC遷移条件の研究（Tancon 2025）と組み合わせることで、PCCS管の表面処理最適化が研究課題になりうる。
出典：棚沢 1978、Tancon et al. 2025 登録：2026-04-13
BEPU手法によるBWR安全解析の不確かさ定量化
検討中
Best Estimate Plus Uncertainty（BEPU）手法を用いて、TQUVなどのBWR過渡事象解析における 主要な不確かさ因子（初期条件、モデルパラメータ、相関式）を定量化・ランク付けする。
BEPU 不確かさ定量化 RELAP BWR TQUV
規制当局（NRC・NRA）の関心が高く、実務のRELAP経験が直結する研究テーマ。 統計手法（モンテカルロ法、ラテン超方格）のPython実装も自宅学習で進められる。
出典：会話メモ（2026-04-13） 登録：2026-04-13
不凝縮気体がPCCS凝縮性能に与える影響の定量評価
種
事故時に発生する水素・窒素などの不凝縮気体がPCCS熱交換器の凝縮熱伝達を劣化させる メカニズムを実験・解析の両面から評価する。
不凝縮気体 PCCS 凝縮熱伝達 水素
棚沢（1978）でも不凝縮気体の蓄積が滴状凝縮で特に深刻になることが指摘されている。 SA時の水素発生との組み合わせでBWR特有の課題になりうる。
出典：棚沢 1978 登録：2026-04-13
BWR一次系配管SCC早期検出へのPF-EMAT実機適用
種
点集束型電磁超音波センサ（PF-EMAT）のBWR実機配管への適用を検討する。 特に溶接熱影響部やエルボ部など形状が複雑な箇所での検出性能を評価する。
EMAT SCC BWR配管 非破壊検査
芦田ら（2016）は平板SUS304での実証に留まる。 実機配管（曲率・溶接部）への適用拡張は未解決。定検効率化に直結する課題。
出典：芦田ら 2016 登録：2026-04-13
1DCAEフレームワークとRELAPの連携による上流安全設計
種
1DCAEの概念をBWR安全解析に適用し、設計上流段階でRELAPと物理モデルシミュレーションを 連携させることで、安全裕度の早期評価手法を構築する。
1DCAE RELAP 安全解析 システム設計
大富・羽藤（2012）の1DCAEはBWR設計への応用が示唆されているが具体的実装は未検討。 概念設計フェーズでの安全裕度定量化ツールになりうる。
出典：大富・羽藤 2012 登録：2026-04-13
ATWS振動条件下の液膜ドライアウト実験データを用いたサブチャンネルコード検証
種
NRA安全研究プロジェクト（JAEA委託・電中研委託）で取得した高圧バンドル・振動条件下のATWS模擬試験データを ベンチマークデータとして、サブチャンネルコード（COBRA-TF等）の液膜ドライアウト予測精度を定量評価する。 逃し安全弁周期開閉による振動条件への適用は既存コードで未検証の領域。
ATWS 液膜ドライアウト COBRA-TF BWR サブチャンネル
NRA（2023）でMCHNC-CISEが良好な一致を示したが、汎用サブチャンネルコードへの適用性は未検証。 実験データは公開されており、BEPU手法の基礎研究として成立性が高い。
出典：NRA 2023 登録：2026-04-17
BWR ATWS解析へのBEPU手法適用：燃料被覆管最高温度の統計的評価
種
NRAが整備したTRACE/PARCSのABWR入力デックを参照し、ATWS事象（MSIV閉、RPT、SLCS起動）に対して BEPU手法（モンテカルロ不確かさ伝播）を適用する。燃料被覆管最高温度の95/95統計値と保守的解析の 設定値（≤748°C）を比較し、安全裕度の合理化量を定量評価する。
BEPU ATWS TRACE/PARCS ABWR 不確かさ
NRA（2023）でTRACE/PARCS入力データ整備（ABWR含む）が完了。ベイズ逆解析の実機適用は課題と されており、より実績あるモンテカルロ法での先行研究が貢献余地大。 ATWS時の燃料健全性をBEPUで評価した事例は国内未発表。
出典：NRA 2023 登録：2026-04-17

論文・課題マップ

graph LR T78["棚沢 1978\n滴状凝縮レビュー"] TC25["Tancon 2025\nDWC/FWC遷移"] AS16["芦田ら 2016\nPF-EMAT検査"] OH12["大富・羽藤 2012\n1DCAE設計"] I1["💡 PCCS凝縮\n熱水力モデル高精度化"] I2["💡 BEPU不確かさ\n定量化"] I3["💡 不凝縮気体の\nPCCS性能影響"] I4["💡 PF-EMAT\nBWR実機適用"] I5["💡 1DCAE×RELAP\n上流安全設計"] T78 -->|"凝縮理論の基礎"| I1 TC25 -->|"遷移条件モデル"| I1 T78 -->|"不凝縮気体の指摘"| I3 AS16 -->|"実機適用の課題"| I4 OH12 -->|"設計フレームワーク"| I5 I1 --> TH["テーマ：PCCS熱水力"] I2 --> TH I3 --> TH I4 --> INS["テーマ：BWR検査技術"] I5 --> SA["テーマ：安全解析手法"] style I1 fill:#d1ecf1,stroke:#17a2b8 style I2 fill:#d1ecf1,stroke:#17a2b8 style I3 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107 style I4 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107 style I5 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107 MR09["師岡ら 2009\n除熱限界レビュー"] KS00["小杉山ら 2000\nABWR-II設計"] I6["💡 PRCS自然循環\n熱水力解析（TQUV）"] I7["💡 Post-BT×BEPU\nTQUV安全評価高度化"] I8["💡 SA時PCCS+PRCS\n連成挙動解析"] MR09 -->|"BEPU手法の方向性"| I7 MR09 -->|"スペーサ効果課題"| I5 KS00 -->|"PRCS系統構成"| I6 KS00 -->|"PCCS設計根拠"| I1 KS00 -->|"SA時格納容器"| I8 I6 --> TH I7 --> TH I8 --> TH NRA23["NRA 2023\n熱流動最適評価\n安全研究"] I9["💡 ATWS振動条件\nドライアウト実験検証"] I10["💡 ATWS×BEPU\n被覆管温度統計評価"] NRA23 -->|"ATWS実験データ"| I9 NRA23 -->|"TRACE/PARCS環境"| I10 NRA23 -->|"BEPU手法整備"| I2 MR09 -->|"Post-BT×BEPU"| I10 I9 --> SA I10 --> SA style I9 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107 style I10 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107 NRA19["NRA 2019\n熱流動・核特性\n安全解析手法整備\nPhase-2"] I11["💡 ATWS不安定性時\n被覆管温度ラチェット\nサブチャンネル連成"] I12["💡 高燃焼度BWR燃料\nFFRD現象のLOCA\nPCT評価"] NRA19 -->|"ATWS中期リウェット繰り返し"| I11 NRA19 -->|"PWR PCTへの60℃影響"| I12 NRA19 -->|"TRACE/PARCS整備"| I10 I11 --> SA I12 --> TH style I11 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107 style I12 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107 style TH fill:#2c7bb6,color:#fff,stroke:#2c7bb6 style SA fill:#2c7bb6,color:#fff,stroke:#2c7bb6 style INS fill:#2c7bb6,color:#fff,stroke:#2c7bb6 UKABRWCI["Hitachi-GE 2017\nUK ABWR PCSR Ch.14\nC&I設計"] I13["💡 HWBSセンサ\n独立性CCF定量評価"] I14["💡 HWBS ARI\n応答時間感度解析"] I15["💡 UK ABWR HWBS\nBWRX-300への展開"] UKABRWCI -->|"RPVセンサ共用の示唆"| I13 UKABRWCI -->|"ARI応答時間が未定"| I14 UKABRWCI -->|"RPT不要な自然循環炉"| I15 I13 --> SA I14 --> SA I15 --> SA style I13 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107 style I14 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107 style I15 fill:#fff3cd,stroke:#ffc107

黄色：種　青：検討中　青色ノード：テーマ別まとめ候補

PRCSの自然循環挙動の熱水力解析（TQUV時のバックアップシナリオ）
検討中
TQUV事象でARCIC・RHRが失敗した場合にPRCSが起動するシナリオにおける炉心冷却挙動を RELAPで解析する。PRCSの自然循環条件・除熱能力の評価と感度解析を行う。
PRCS TQUV 自然循環 RELAP BWR
小杉山ら（2000）でPRCSの設計根拠・系統構成が示されている。業務のTQUV解析と直結し、 PRCSの熱水力モデル構築→RELAPによる検証という流れで研究が成立する。
出典：小杉山ら 2000 登録：2026-04-13
Post-BT基準×BEPU手法によるTQUV安全評価の高度化
検討中
TQUVなどのBWR過渡事象でドライアウトが発生した場合に、Post-BT基準（燃料被覆管最高温度・ ドライアウト持続時間）をBEPU手法で統計的に評価する。保守的な安全裕度の合理化を図る。
Post-BT BEPU TQUV 不確かさ BWR
師岡ら（2009）でBEPU手法適用が今後の方向性として明記されている。 業務のTQUV解析＋Post-BT基準の組み合わせは研究課題として成立性が高い。
出典：師岡ら 2009 登録：2026-04-13
SA時のPCCS+PRCS連成挙動の熱水力解析
種
SA進展時の格納容器圧力上昇とPCCSの除熱能力の相互関係を解析し、 最終ヒートシンクとしての信頼性を評価する。PRCSとPCCSの連成挙動のモデル化が課題。
PCCS PRCS SA 格納容器 熱水力
小杉山ら（2000）でPCCS・PRCSの設計目標として格納容器破損確率10⁻⁷/炉年が設定されている。 PSAと熱水力解析を組み合わせた研究アプローチが考えられる。
出典：小杉山ら 2000 登録：2026-04-13
スペーサ効果の系統コードへの集中パラメータ組み込み手法の整理
種
サブチャンネルコードで扱われるスペーサ効果（液滴再付着促進・攪拌）を RELAPのような系統コードに集中パラメータとして組み込む方法論を整理・評価する。
スペーサ ドライアウト RELAP BWR
師岡ら（2009）でスペーサ効果の汎用数値予測が「今後の大きな課題」と明記されている。 系統コードのモデル改善に直結する実用的な研究テーマ。
出典：師岡ら 2009 登録：2026-04-13