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関西電力株式会社大飯発電所の
原子炉設置に係る安全性について



昭和47年3月6日
原子炉安全専門審査会
原子力委員会
委員長 木 内 四 郎 殿

                               原子炉安全専門審査会
                                              会長 内 田 秀 雄

関西電力株式会社大飯発電所の原子炉設置に係る安全性について

 昭和46年1月28日付け46原委第613号(昭和47年3月4日付け47原委第109号をもって一部訂正)をもって審査の結果を求められた標記の件について、結論を得たので報告します。                  


Ⅰ 審 査 結 果

 関西電力株式会社が商業発電を目的として、福井県大飯町に設置しようとする低濃縮ウラン、軽水減速、軽水冷却、加圧水型原子炉に関し、同社が提出した「大飯発電所の原子炉設置許可申請書」(昭和46年1月23日付け申請および昭和47年2月28日付け一部訂正)に基づいて審査した結果、本原子炉の設置に係る安全性は十分確保し得るものと認める。


Ⅱ 審 査 内 容

1 設置計画の概要

 本発電所の立地条件および施設の概要は、次のとおりである。

 1.1 立地条件

(1)敷地および周辺環境
 発電所の敷地は、小浜湾を形成する大島半島の先端にあり、北および西は若狭湾に、東は小浜湾に面しており、美浜発電所の南西約35km、高浜発電所の東約15kmの位置にある。

 敷地全体の面積は、海面埋立地を含めて約1,700,000m2であり、南側の敷地境界付近に約200,000m2の地役権設定地域がある。

 1、2号原子炉は敷地東部の山麓に設置する。

 1、2号炉心間隔は約80mでいずれの原子炉からも敷地境界までの最短距離は約500m、地役権設定地域境界までの最短距離は約800mである。

 また、敷地の東北端には鋸崎灯台(無人)があり、原子炉から灯台までの最短距離は1号炉心より約750mである。

 敷地周辺には、宮留(南南東約1.1km)、脇今安(南約1.2km)、畑村(南約1.2km)などの部落があり、人口は5km以内で約1,000人、10km以内で約25,000人、15km以内で約37,000人である。
    
(2)地   質
 敷地の地質は中性代の輝緑岩ないし斑糲岩、細粒石英閃緑岩および古生代の粘板岩、砂岩である。原子炉の基礎をおく輝緑岩ないし斑糲岩は節理は発達しているが密着してその岩質は堅硬である。小破砕帯も若干存在するが、基礎処理が行なわれるため、原子炉建屋等の重要構造物に対し十分な地耐力を持っている。
    
(3)海   象
 日本海側の特徴として潮差は小さく、敷地より約4.2km離れた宮津湾における潮位は宮津検潮所の観測記録によれば、東京湾中等潮位に比較して最高0.81m、最低-0.67mであり、平常時における干満の差は0.45m程度である。

 小浜湾の潮位観測を昭和45年8月頃より実施したが、その観測結果では、宮津湾の潮位より約10cm程度高い結果を得ている。

 なお敷地では過去において津波等の高潮の被害を受けた例はない。
    
(4)気   象
 敷地および周辺の風については、敷地内の海抜200mおよび50mの高さ〔以下それぞれ敷地(200m)、および敷地(50m)と称す〕に設置した風向風速計による1年間の観測結果によれば年間を通じて敷地(200m)および敷地(50m)とも、北寄りおよび南東寄りの風が卓越している。

 また、敷地(200m)および敷地(50m)における静穏状態、(風速0.4m/sec以下)の年間出現頻度ならびに年間の平均風速はそれぞれ約3.5%および約4%ならびに約4.8m/secおよび約5.1m/secである。

 大気の安定状態(英国気象局法によるE.F.G型)の出現頻度は年間約7.9%でありこのときの風向出現頻度は南寄りの風が多くなっている。

 排気筒高さ以上での逆転層出現頻度は年間を通じて約20%である。
   
(5)地   震
 過去の記録によると福井県近辺では被害を及ぼすような大きな地震がたびたび起っているが、大飯附近での被害はほとんどなかった。このうちで同地区に僅かながら被害をもたらした濃尾地震および北丹後地震のときでも敷地附近の被害はほとんどない。

 敷地附近は地盤条件がよく、今後この地方に大きい地震がおこっても敷地附近の震度は比較的小さいものと推定される。
   
(6)水   利
 発電所において使用する淡水の最大所要量は通常運転時で1、2号炉、合計約4,000m3/日である。これに備えてこの水量に相当した海水淡水化装置を設置するほか、敷地内の渓流をも利用する。なお発電所より南西約10kmの地点に佐分利川があるので、かんがい用水に使用した後の余剰水を取水することも検討している。復水器冷却用水は小浜湾から取水し、若狭湾へ排出される。

1.2 原子炉施設
 本原子炉施設は共用設備を除き、同一の規模内容を有するものを2基設置するものである。

 本原子炉は1基あたり熱出力約3,423MW(電気出力約1,175MW)の加圧水型である。

 炉心部は円筒型鋼製原子炉容器に収められ、燃料としては、低濃縮二酸化ウランペレットをジルカロイ-4被覆管に詰めた有効長約3.7mの燃料要素を集合体に組立てたものが約190体使用される。

 この装荷量はウラン量約87トンである。

 制御棒クラスタは、ボロンカーバイドをステンレス鋼被覆管に収めたもので、約20本をクラスタ状にして燃料集合体の中に挿入する。作動に際しては、原子炉の上方から磁気ジャック式駆動装置により駆動され緊急時には自然落下させる。

 出力分布調整用制御棒クラスタはローラ・ナット式駆動装置により駆動され、緊急時にも落下しない。さらに1次冷却材中のほう素濃度を調整して、反応度制御を行なう化学、体積制御設備が設けられる。なおこの設備は非常用制御設備としての役目を果たすようになっている。

 初装荷炉心における余剰反応度を抑制するためのバーナブルポイズンは、ほうけい酸ガラス管をステンレス鋼で被覆したもので、クラスタ状にして制御棒クラスタの入っていない燃料集合体の制御棒案内シンプルに挿入される。

 冷却系としては、原子炉から蒸気発生器への1次系4回路およびタービンへの2次系1回路が設けられる。

 原子炉格納施設はアイスコンデンサ式であり鋼製円筒ドーム型の上部と鋼板内張り鉄筋コンクリート造の底部からなるハイブリッド型原子炉格納容器およびその外側のしゃへい建屋により二重格納構造を有する。原子炉格納容器は、原子炉本体および1次冷却系のほか、アイスコンデンサ設備、スプレイ設備等を収納する。

 そのほか、原子炉施設として必要な放射性廃棄物処理施設、放射線管理施設等が設けられる。

2 安全設計および安全対策

 本原子炉は、以下のような種々の安全設計および安全対策が講じられることになっており、かつ「安全設計審査指針」にも適合しているので、十分な安全性を有するものであると認められる。

 2.1 核・熱設計および動特性
 加圧水型の原子炉は、わが国においても1基が運転中5基が建設中であり、諸外国においてはすでにいくつか建設され、運転経験も得られているので、実証的な資料および解析結果から核・熱設計および動特性についての計画値は、十分信頼し得るものと考える。

 本原子炉は反応度制御に1次冷却材中のほう素濃度調整方式を併用しているので、制御棒だけで制御する原子炉にくらべて減速材温度係数(負)の絶対値は小さくなるが、燃料のドップラ効果に基づく負の反応度出力係数を持つので、反応度外乱に対して自己制御性を有する。

 また本原子炉はバーナブルポイズンを採用しており、炉心寿命の初期においても運転温度における減速材温度係数は負となり、制御上の問題はない。

 炉内でのキセノンによる出力分布の空間振動の可能性は予測されるが、解析の結果、振動は発散性でなく、また周期も長いので出力分布調整用制御棒クラスタにより抑制でき、十分に対処しうる

 1次冷却材の圧力および出口温度は、定格出力運転時において、それぞれ約157kg/cm2gおよび約325℃である。燃料の最高被覆表面温度および最高中心温度は、それぞれ約347℃および約2,160℃であり、DNB比は1.9以上である。

 仮に設計過出力(112%)の場合でも、燃料の最高中心温度は約2,360℃で、溶融点よりかなり低く保たれ、DNB比は1.3以上である。

 2.2 燃   料
 本原子炉の燃料としては、外径約11mm、厚さ約0.6mmのジルカロイ-4補覆管に二酸化ウランペレットを封入した燃料要素を制御棒クラスタ案内管および計測管とともに、15×15に組立てた無側板型の集合体が使用される。

 燃料要素は支持格子によって横方向に支持され軸方向には自由に膨張を許し、変形および振動を防止するような設計となっている。

 被覆管には、表面温度がかなり高いこと、冷却水中に水素が多くなることを考え、水素吸収率の小さいジルカロイ-4が使用される。管内のプレナム体積は燃料要素の最高燃焼度の設計値約48,000MWD/MTに応じ得るように配慮されている。

 また、ヘリウムを燃料棒内に加圧封入することにより、ペレットと被覆管の相互作用を防ぐとともに、ペレットと被覆管の間隙の熱抵抗を減少させるように配慮されている。

 線出力密度および燃料中心温度は、ピーキング係数の設計値を従来より小さくしたため低くなっているが、運転中の中性子束分布の監視ならびに出力分布調整用制御棒の適切な操作により線出力密度が46.6kW/mを越えないことを十分確認することになっている。

 また、使用中の破損燃料の検出を十分配慮することとしている。

  2.3 計測および制御系
    
(1)核計測系
 中性子束は、原子炉容器外周に設置された検出装置により測定され、また炉内に置かれた可動小型中性子束検出器により必要に応じて、中性子束分布が測定される。
   
(2)安全保護系
 安全保護系は多量チャンネル構成で中性子束、原子炉圧力等重要な検出要素に対して“2out Of3”方式などの論理回路を形成し信頼度を高め、さらに電源喪失、回路の断線等に対してフェイルセイフの機能を持たせて、安全性を高めるよう配慮されている。
   
(3)反応度制御系
① 反応度制御の方法
反応度制御系は制御棒クラスタおよび化学・体積制御設備よりなる。前者はその位置調整により原子炉の出力変化および、高温停止に必要な反応度制御を行なうとともに、スクラム操作にも使用される。

後者は1次冷却材中のほう素濃度調整により燃料の燃焼、核分裂生成物の毒作用による比較的緩慢な反応度変化に対する補償と低温停止時における過剰反応度の吸収に使用されるほか非常用制御設備の機能も有する。

初装荷炉心の実効余剰増倍率は0.20(△k)以下で最も反応度効果の大きい制御棒クラスタ1本が炉心に挿入できない場合でも制御系の反応度抑制効果は、実効増倍率の変化にして0.21(△k)以上であり、常に炉心の実効増倍率を0.99(△k)以下に抑えるだけの停止余裕があるように設計される。

さらに運転中常に必要な停止余裕を確保するため制御棒クラスタが挿入位置限界値に近づいたとき、停止余裕監視装置により、警報を発するよう設計される。
② 制御棒クラスタ
制御棒クラスタの位置調整は、磁気ジャック式駆動装置により上方から駆動されるが、スクラム動作は制御棒クラスタが、自重で炉心内に落下することにより行なわれる。
③ 化学・体積制御設備
 ほう素濃度調整は化学・体積制御設備により、1次冷却材の注入、抽出およびイオン交換によって行なうが、いずれの場合も、濃度の変化に基づく原子炉の反応度変化は緩慢で原子炉の運転制御に支障を与えることはない。
         
(4)出力制御系
 原子炉の出力は、蒸気発生器入口および出口における1次冷却材温度の平均値が負荷に応じた値をとるように制御棒クラスタの位置を調整することにより自動制御される。
    
(5)1次冷却材圧力制御系
 1次冷却材の圧力制御は加圧器によって行なわれ定格出力の±5%/分のランプ状および±10%のステップ状負荷変化に対しても、1次冷却材圧力を許容範囲内に制御する機能を有する。また加圧器上部には、安全弁および逃し弁を設けて1次冷却系に発生する異常圧力上昇を制限する。
    
(6)中央制御室
 中央制御室には、原子炉施設の運転に重要なすべての計測制御装置が設備されており、事故時においても運転員が安全に所要の措置をとり得るようにしゃへい、換気等の放射線防護上の配慮がされている。

 2.4 原子炉容器および原子炉冷却系
    
(1)原子炉容器および1次冷却系配管
 原子炉容器、配管等の原子炉冷却材圧力バウンダリを形成する系の設計、材料選定、製作ならびに検査については、わが国の法令を満足するようになっている。

 また、材料の疲労および応力集中などについて解析を行ない、これらに十分耐えることを確認することになっている。

 さらに原子炉容器は圧力を受けている間、容器の温度をNDT+33degC以上に保つようになっている。
 なお、中性子照射によるNDT温度の上昇については原子炉解脱内に監視試験片を挿入し、定期的に監視することになっている。

(2)安全注入設備等
 安全注入設備は、蓄圧注入、高圧注入および低圧注人の3つの系統からなり、1次冷却材喪失事故時にほう酸水を原子炉容器に注入し、燃料温度の過度の上昇を防止して、燃料の損傷、溶融、燃料被覆管のジルコニウムと水の反応を防止する機能を有する。

 ポンプおよび配管は多重性を持たせた設計とし、ポンプの電力は非常用電源設備からも供給される。

 また、余熱除去設備により原子炉停止後の崩壊熱除去を行なうほか、2次冷却系には蒸気ダンプ設備を設けている。

 2.5 燃料取扱設備
 燃料取替は原子炉上部のキャビティにほう酸水を水張りし、水中で燃料取扱設備を用いて行なわれる。

 燃料取替中は、仮に制御棒クラスタが全部取り出されたとしても、原子炉を末臨界に保てるようほう素濃度が調整される。

 使用済燃料貯蔵水槽は、原子炉補助建屋内に1、2号炉共用として設けられ約5/3炉心相当分の貯威容量を有し使用済燃料を鉛直に保持して水中貯蔵するようになっている。

(1)気体廃棄物
 本原子炉から発生する気体廃棄物の大部分は、1次冷却材中のほう素濃度を変更する際の抽出水とともに出てくるもので、ガス減衰タンク10基(1、2号炉共用)に貯蔵され、サンプリングによる放射能レベルの測定後排気筒モニタで連続測定しつつ、格納容器しゃへい建屋部の排気筒(頂部標高約64m、地上高さ約55m)から放出される。

(2)液体廃棄物
 液体廃棄物はごく低レベルのものを除き、原則として外部環境に放出されず1次冷却材として再使用されるかあるいは固化される。

 ごく低レベルのものは、復水器冷却水で希釈して放出される。その濃度は、わが国の法令に定める許容値以下にすることとしている。

(3)固体廃棄物
 雑固体廃棄物および蒸発濃縮器濃縮液のうち1次冷却系で再使用しないものは、いずれもドラム缶語めにして固体廃棄物置場に貯蔵保管される。

 使用済樹脂については当面廃樹脂タンクに貯蔵される。これらを海洋投棄する場合は、関係官庁の承認を受けることとしている。

 2.7 放射線管理

(1)放射線しゃへい等
 しゃへいについては、従業員の作業を考慮して、その被ばく線量が法令に定める許容被ばく線量を十分下回るように設計される。換気系は主要な場所ごとに別系統となっており、事故時における放射能汚染の拡大防止等についても、十分に配慮されている。

(2)放射線監視
 発電所敷地内における放射線監視は、固定モニタ(原子炉格納施設モニタ、排気筒モニタ、排水モニタ等)による中央制御室での連続監視、移動モニタによる定期監視、サンプリング測定等によって行なわれ、また、気体廃棄物の放出管理のため風向、風速の連続監視が行なわれる。

 その他、個人の被ばく管理に必要な機器も備えられる。敷地外の放射線監視については敷地境界付近および周辺の適当な場所に設置したモニタリングポストでの空間線量率等の測定のほか、放射線観測車による測定および指標となる環境試料の採取測定による監視が行なわれる。

 これらにより、周辺一般公衆の被ばく線量が法令の定める許容被ばく線量を越えないことを常に確認することとしている。

2.8 放射性物質の放出防止
 事故時においても、周辺環境に大量の放射性物質が放出されないように、次のような配慮がなされている。

(1)原子炉格納施設
 原子炉格納施設は、アイスコンデンサ式であり、ハイブリッド型格納容器およびその外周のしゃへい建屋からなり、両者の間は、密閉格納構造のアニュラス部を構成し、原子炉施設の主要部分は、この原子炉格納容器に収納される。

(2)アニュラス空気循環設備
 アニュラス空気再循環設備は、フィルタ装置および排風機からなり、この設備により、原子炉格納容器内に放射性物質が放出されるような事故時には、アニュラス部の空気をフィルタでろ過し、循環するとともにアニュラス部を負圧にする。負圧にするための排気は排気筒から放出される。

(3)隔 離 弁
 原子炉格納容器を貫通する重要な配管には、隔離弁を設け事故時に放射性物質が外部に漏洩しないように設計されている。

(4)アイスコンデンサ設備
 原子炉格納容器とポーラクレーン壁に囲まれた円環状部にアイスコンデンサ設備を設け、1次冷却材喪失事故時に原子炉格納容器内圧の上昇を抑える。

 すなわち、1次冷却材喪失事故時の圧力により、アイスコンデンサ下部の入口ドアが開き下部コンパートメントから流入した蒸気を、多数の円筒状アイスバケット内に装荷した氷(約1,250t)により凝縮する。常時は冷却ファンクーラによりアイスコンデンサ内部を低温に保持する。

(5)原子炉格納容器スプレイ設備
 原子炉格納容器内部にはスプレイ設備を設け1次冷却材喪失事故時に、原子炉格納容器内圧の減少をはかるとともに、浮遊する核分裂生成物の除去を行なうようになっている。

 2.9 安全防護設備の機能確保

(1)非常用電源設備
 本原子炉施設に必要な電力は、主発電機または、500kV母線から供給されるが、予備電源として77kV送電線からも受電できる。

 これらの電源がすべて喪失しても、原子炉施設の安全確保に必要な電力は、ディーゼル発電機および所内蓄電池系から供給できるようになっている。

(2)保守点検
 原子炉安全保護系、アイスコンデンサ設備、安全注入設備、原子炉格納容器スプレイ設備、および原子炉格納容器の気密を保持するために必要な隔離弁等は、原子炉施設の耐用期間を通じて、その機能を確認するため、運転中、あるいは停止中に点検または試験ができるようになっている。

 また、原子炉格納容器の漏洩率を定期的に測定することとしており、かつ、配管、配線貫通部は、漏洩検出のための試験ができるようになっている。
 
 2.10 耐震上の考慮
 原子炉施設は、原則として剛構造とし、重要な建物構築物は直接岩盤に支持される。すべての施設は安全上の重要度に従ってA、BおよびCの3種のクラスに分類されそれに応じて耐震設計が行なわれる。

 冷却材圧力バウンダリ、原子炉格納施設等のように、その機能喪失が原子炉事故をひきおこすおそれのある施設および周辺公衆の災害を防止するために緊要な施設はAクラスとする。

 Aクラスの建物、構築物の耐震設計は基盤における最大加速度が少なくとも270galの地震波により動的解析を行なって求められる水平方向地震力ならびに建築基準法に示された水平震度(この場合、地域による低減は行なわない)の3倍を下回らない低から求められる水平方向地震力によって行なわれる。

 垂直震度は、建物、構築物の高さ方向に一定とし、それらの基礎底面における建築基準法に示された水平震度の1.5倍を下回らない値とする。この場合水平および垂直方向の地震力は同時に不利な方向に作用するものとする。

 Aクラスの機器、配管類については、運転時の応力と地震力による応力を加え合せた場合について、応力集中および材料の弾、そ性挙動等を考慮した解析により、耐震設計が行なわれる。

 この場合の水平方向地震力は前記の地震波に対する動的解析によって求められる値とし、かつ、据付位置における支持構造物に関し、建築基準法に示された水平震度の3.6倍を下回らない値から求められる水平方向地震力を用いることにより解析する。

 垂直震度は、建物、構築物に対する値の1.2倍を下回らない値とし、水平および垂直方向の地震力は同時に作用するものとする。また、機器、配管類の振動によって生ずる変位変形は、機能の保持に支障のないものとする。

 さらに原子炉格納容器、原子炉停止装置、ほう素制御系のように安全対策上特に緊要な施設については、Aクラスの扱いのほかに、その機能が保持されることを確認するため、基盤における最大加速度が少なくとも405galの地震動による動的解析を行なう。

 特に原子炉格納容器については、設計用地震力と事故時の内圧との組合せに対してもその機能を保持することが確認される。

 また原子炉補助建屋、廃棄物処理系等のように高放射性物質に関する施設はBクラス、その他の施設はCクラスとし、それぞれ建築基準法に定められた震度の1.5倍および1倍の値によって耐震設計が行なわれることになっている。

 なお、地震の際には原子炉を自動的に停止することができるようになっている。
 

3 平常運転時の被ばく線量

 平常運転時の被ばく評価は次のとおりであり、敷地周辺の公衆に対する放射線障害の防止上支障がないものと認める。

 3.1気体廃棄物
 平常運転時の年間放出限度はガス減衰タンクからの放出ガス、格納容器換気系および補助建屋換気系からの換気空気を考慮して約83,700Cil、2号炉合算、γ線エネルギー0.05MeV相当)としている。

 これは1次冷却材中の希ガス濃度約350μCi/cc(γ線エネルギー0.05MeV相当)で1年間運転したと仮定し、廃棄物処理系で発生する気体廃棄物はガス減衰タンクで30日間減衰後放出するとした場合の値である。

 気体廃棄物の放出に当っては、周辺監視区域外における年間被ばく線量が法令に定める値をこえないようにすることはもちろんのこと、ガス減衰タンクからの放出は原則として風向が人の居住していない海側で、風速が敷地(50m)で3m/sec以上、敷地(200m)で5m/sec以上のときを選んで放出するようにする。

 被ばく評価に当っては、年間の風向、風速出現頻度の実績から着目地点への風向出現頻度、および放出形態を考慮して年間の被ばく線量を計算すると居住可能区域で被ばく線量が最大となるのは、地役権設定区域との境界(原子炉中心から約800m)であって、その地点における被ばく線量は、γ線約0.6mrem(β線約1.8mrem)である。

 さらに実際の運転時には、これより下回ることが予想される。

 なお、敷地内外に放射線監視設備を設け十分な監視を行なうこととしている。

 3.2 液体および固体廃棄物
 安全設計および安全対策の項でのべたように、液体廃棄物および固体廃棄物の廃棄について十分な安全対策を講ずることになっている。

 なお液体廃棄物については、環境試料等の測定結果からの被ばくを評価し安全を確認することにしている。


4 各種事故の検討

 本発電所の原子炉において発生する可能性のある反応度事故および機械的事故について検討した結果、それぞれ次のような対策が論じられており、本原子炉は、十分安全性を確保し得るものであると認める。

 4.1反応度事故

(1)制御棒クラスタ引抜事故
 運転員の誤操作または機器の誤動作により、最大反応度効果を有する制御棒クラスタ1本を最大速度で連続的に引き抜いても、核的逸走は負の出力係数でおさえられ、かつ、中性子束高スクラムにより原子炉は停止するので、燃料被覆が破損することはない。

(2)ほう素稀釈事故
 運転員の誤操作、または化学・体積制御設備の機器の誤動作による炉心内のほう素濃度の減少に基づく反応度付加率は、制御棒クラスタの連続引抜きによる反応度付加率より小さい。

(3)制御棒クラスタ落下事故
 運転中に最大反応度効果を有する制御棒クラスタ1本が落下し、中性子束分布に歪みが生じても制御棒の蒋下を検出して「自動制御棒引抜き阻止インタロック」で制御棒の引き抜きを阻止し、タービン負荷の自動切下げを行ない安全に原子炉の運転を継続できる。

(4)制御棒クラスタ逸出事故
 制御棒クラスタ駆動機構の圧力ハウジングが破損し、制御棒クラスタ1本が瞬時に抜け出しても運転中は制御棒クラスタがほぼ引き抜かれた状態にあるため、それによる反応度付加量は小さく、他の制御棒クラスタにより、原子炉は停止できる。

(5)燃料取替事故
 燃料取替中、運転員の誤操作もしくは機器の誤動作により、燃料集合体が炉心に落下しても、水中のほう素濃度が高いので、臨界に達することはない。

4.2 機械的事故

(1)1次冷却材流量喪失事故
 原子炉運転中、1次冷却材ポンプが機械的故障、電源喪失あるいは、運転員の誤操作により4合同時に停止しても、1次冷却材流量喪失スクラムにより原子炉は停止し、系の慣性により1次冷却材流量は急激に減少しないので、燃料被覆が破損することはない。

(2)1次冷却材喪失事故
 1次冷却系配管が破断し、充てんポンプによる加圧器水位の維持が困難となれば、原子炉圧力の低下により蓄圧タンクが作動し、また加圧器水位低と原子炉圧力低の同時信号により、高圧および低圧安全注入系が作動するとともに、スクラムにより原子炉は停止し、燃料の過熱がおさえられる。

 この事故により燃料被覆の一部が破損しても、燃料から放出される少量の核分裂生成物は、原子炉格納容器内に保留される。

 希ガス等原子炉格納容器から漏洩したものは、アニュラス空気再循環設備を経て排気筒から放出される。

(3)蒸気発生器細管破損事故(外部電源のある時)
 蒸気発生器の細管破損により、1次冷却材が2次系に流出しても、蒸気発生器のブローダウン配管と復水器エゼクタの2箇所に設けられた放射線モニタより、運転員が事故を検出し、原子炉は停止されるとともに、復水器への蒸気ダンプ弁が開放され、1次冷却系の冷却が行なわれる。

 1次系圧力が2次系の設計圧力以下にまでなった段階で、破損を起した蒸気発生器を蒸気隔離弁により分離することになっている。なお、外部電源喪失の場合は、重大事故および仮想事故として解析する。

(4)主蒸気管破断事故
 出力運転時に主蒸気管が破断すると、蒸気発生器での熱交換量が急増し、原子炉出力が異常に増加するが、中性子束高スクラムにより原子炉は停止する。

 この時のDNB比は1.3を十分上回る。

 高温待機時に主蒸気管が破断し、かつ最大の反応度効果を有する制御棒1本が挿入不能の場合には、原子炉はスクラム後に再臨界に達するが、その最大出力により原子炉は停止する。

 このとき燃料被覆材のごく一部が局部内にDNBに達する可能性もあるが、その割合はごくわずかである。

(5)燃料取扱事故
 燃料取扱中、使用済燃料が装置の故障で落下し、一部が破損しても、操作はすべて原子炉格納容器内または、原子炉補助建屋内の水中で実施されるので、水中から放出される核分裂生成物の量はわずかである。

 さらに放射性気体は換気設備によりろ過された後排気筒から放出される。

(6)気体廃棄物処理設備の破損事故
 気体廃棄物処理設備の配管やタンク等が破損しても、放射性気体は、換気設備によりろ過された後、排気筒から放出される。

 この場合、敷地周辺の公衆に対する被ばく線量は低いので支障がない。

(7)その他の事故
 主要弁類、蒸気発生器2次側給水設備等の故障または誤動作、復水器真空度の低下、電源の喪失等があっても、いずれも、十分な対策がなされている。
 

5 災害評価

 本原子炉はすでにのべたように種々の安全対策が講じられることになっており、かつ、各種事故に対しても検討の結果、安全を確保し得るものと認めるが、さらに「原子炉立地審査指針」(以下立地指針という)に基づいて重大事故および仮想事故を想定して行なった災害評価は次のとおりで、解析に用いた仮定は妥当なものであり、その結果は立地指針に十分適合しているものと認める。

5.1重大事故
 重大事故として、1次冷却材喪失事故および蒸気発生器細管破損事故の二つの場合を想定する。

(1)1次冷却材喪失事故
 原子炉容器に接続している最大口径の配管である1次冷却系配管(内径約700mm)1本が原子炉入口ノズル付近で瞬時に破断し破断口両端から1次冷却材が放出される事故を仮定する。

 解析の結果では、二酸化ウランの溶融温度に達することはなく、燃料被覆がジルカロイの溶融温度に達することもない。

 また燃料被覆管の最高温度は約1180℃であり、その健全性が大きく損なわれることもなく、ジルコニウム・水反応もきわめてわずかしか起らない。

 原子炉格納容器内は、アイスコンデンサおよび格納容器スプレイ設備により冷却され、内圧は容器の許容最高圧力をこえることなくすみやかに減少する。

 その後、アイスコンデンサの氷が完全に溶融した時点で格納容器圧力は一時上昇するが、格納容器スプレイ設備による冷却水によって許容最高圧力を越えることなく大気圧近くまで再び減少する。

  そこで核分裂生成物の放散過程に従って、次の仮定を用いて計算する。

① 燃料ペレットは溶融温度に達することはないが、全部の燃料棒の被覆に破損 が生じたとし、全炉心に内蔵されている核分裂生成物のうち希ガス3%、よう素1.5%、固体核分裂生成物0.03%相当分の放出があるものとする。

 なお、原子炉格納容器内に放出されたよう素のうち10%は有機よう素であり、また残りの無機よう素の50%は原子炉格納容器壁面に吸着されるものとする。
②  1次冷却材の流出に伴なって放出されたよう素はアイスコンデンサにおいて大部分が除去されるが、評価に当っては、アイスコンデンサにおけるよう素除去効果を無視する。
③  原子炉格納容器からの漏洩率は事故後24時間まで0.5%/日、その後3日間は0.25%/日とする。
④ 原子炉格納容器から漏洩した気体は格納容器としゃへい建屋との間の空間 (アニュラス部)に入り、アニュラス空気再循環系を経て再循環し、その一部は、アニュラス部の負圧維持のため、排気筒から放出される。

 このアニュラス空気再循環系に設置されるよう素フィルタの除去効率は90%とする。なお、事故後アニュラス部の負圧の達成までに5分間を要し、この間はアニュラス空気再循環設備のフィルタは有効でなく、原子炉格納容器からアニュラス部に漏洩してきた気体は、そのまま外部に放出されるものとする。
⑤  大気中への拡散に用いる気象条件は、排気筒の高さ(地上約55m)、現地の気象データをもとに「原子炉安全解析のための気象の手引」(以下気象手引という)を参考にして高さ55m以下均一分布、水平方向拡散幅30°一定、有効拡散風速4m/secとする。

 解析の結果、大気中に放出される放射性物質は全よう素が約35Ci(Ⅰ-131換算、以下同様)希ガス約8,400Ci(γ線エネルギ0.5MeV相当、以下同様)である。

居住可能区域で被ばく線量が最大となるのは地役権設定区域との境界(原子炉中心から約800m)であって、その地点における被ばく線量は甲状腺(小児)に対して約0.89rem、全身に対して0.022rem(β線約0.037rem)である。
(2)蒸気発生器細管破損事故
 蒸気発生器細管の1本が破断し、1次冷却材が2次側へ流出して、その中に含まれる核分裂生成物が主蒸気逃し弁を経て、排気管から放出される事故を仮定する。

 事故発生後、1次系圧力の低下により原子炉はスクラムされ、1次系の圧力が2次系の設計圧力まで下った後、蒸気隔離弁を閉止する。それまでに約30分を要するが、1次冷却材の2次側への流出は全保有量の約1/6である。

①  1次冷却材中のよう素濃度を約13.8μCi/cc(Ⅰ-131換算)、希ガス濃度を約175μCi/cc(γ線工ネルギー0.5MeV相当)とする。
 
② さらに炉内圧が大気圧に低下するまでに破損燃料から1次冷却材中へ追加放出される核分裂生成物の量を全よう素約60,000Ci、希ガス約260,000Ciとする。
 
③ 2次側へ流出した1次冷却材中に含まれる核分裂生成物のうち、希ガスの全部とよう素の一部が、主蒸気逃し弁から排気管を通って放出されるものとする。

④ よう素のうち90%は無機状のもの、10%は有機状のものとする。無機状のものの液相-気相間の分配係数を100、有機状のものの低減率を1/10とする。
 
⑤ 破損した蒸気発生器を蒸気隔離弁で隔離した後においても、逃し弁、安全弁から蒸気の漏洩があるとし、その漏洩量は蒸気圧力の平方根に比例するものとする。

⑥ 大気中の拡散に用いる気象条件は、現地の気象データをもとに気象手引を参考にして、地上放散、大気安定度F型、水平方向拡散幅20一定、有効拡散風速2m/secとする。

 解析の結果、大気中に放出される放射能は全よう素が約55Ci、希ガスが約18,500Ciである。

 居住可能区域で被ばく線量が最大となるのは地役権設定区域との境界(原子炉中心から約800m)であって、その地点における被ばく線量は、甲状腺(小児)に対して約16rem全身に対して約0.084rem(β線約0.58rem)である。

 上記各重大事故時の被ばく線量は立地指針のめやす線量として示されている甲状腺(小児)150rem、全身25remより十分小さい。
 5.2 仮想事故
 仮想事故としても、重大事故と同様二つの事故の場合を想定する。

(1)1次冷却材喪失事故
 仮想事故としては、重大事故と同じ事故について安全注入設備による炉心の冷却効果を無視して炉心内の全燃料が溶融したと考えた場合に相当する核分裂生成物の放出があると仮想する。

 またアイスコンデンサ原子炉格納容器スプレイ設備、およびアニュラス空気再循環設備の効果については、重大事故と同じとし、次の点については重大事故の場合と異なる仮定をして被ばく線量を計算する。

①  全炉心に内蔵されている核分裂生成物のうち、希ガス100%、全よう素50%、固体核分裂生成物1%相当分が原子炉格納容器内に放出される。

② 国民遺伝線量の評価における大気中での拡散に用いる気象条件は気象手引を参考にして大気安定度F型、水平方向拡散幅30°一定、風速1.5m/secとする。

 解析の結果、大気中に放出される放射性物質は全よう素が約1,165Ci希ガスが約280,000Ciとなる居住可能区域で、被ばく線量が最大となるのは、地役権設定区域との境界(原子炉中心から約800m)であってその地点における被ばく線量は、甲状腺(成人)に対して約7.4rem全身に対して約0.72rem(β線約1.2rem)である。また全身被ばく線量の積算値は約7.5万人remである。
(2)蒸気発生器細管破損事故
 重大事故と同じ事故について、事故時に新たに燃料から放出される核分裂生成物は事故直後に全量が1次冷却材中に放出されるものとし、かつ健全な蒸気発生器による減圧効果がなく、10m3/日の蒸気の漏洩が無限時間続くと仮想する。

 また大気中への拡散条件は事故後30分間の放出に対しては、重大事故と同じものとし、30分以降無限時間の漏洩による影響については、現地の気象データをもとに気象手引を参考にして、地上放散、大気安定度F型、水平方向拡散幅30°一定、有効拡散風速4m/secとする。

 なお国民遺伝線量については、風速1.5m/secとする。

 解析の結果、大気中に放出される放射能は全よう素が約317Ci、希ガスが約53,000Ciである。

 居住可能区域で被ばく線量が最大となるのは、地役権設定区域との境界(原子炉中心から約800m)であって、その地点における被ばく線量は、甲状腺(成人)に対して、約17rem全身に対して約0.24rem(β線約1.3rem)である。

 また全身被ばく線量の積算値は約1.7万人remである。

 上記各仮想事故時の被ばく線量は立地指針にめやす線量として示されている甲状腺(成人)300remおよび全身25remより十分小さい。また全身被ばく線量の積算値は国民遺伝線量の見地から示されているめやす線量の200万人remより十分小さい。

 6 技術的能力

 申請者は長年にわたり原子力発電に関する調査を実施しており、また、現在美浜発電所1号炉を運転中であり同発電所2号炉および高浜1、2号炉の建設を行なっている。

 本発電所の運転開始予定年度(1号炉、昭和51年度2号炉、昭和52年度)には、本発電所の建設および運転に必要な約160名を含めて、申請者全体で約700名の原子力関係技術者が必要であるとされている。

 これらの技術者については、現在、美浜発電所1、2号炉および高浜発電所1、2号炉の建設および運転に従事している者に加えて、さらに国内の諸機関を活用して養成訓練を行なうほか、海外の原子力関係諸施設への派遣などによってその確保をはかる計画である。

 また、本発電所の運転要員については試運転開始時までに、美浜、高浜両発電所における教育訓練に加え敦賀地区に設置される予定のPWR型原子炉の運転訓練用シュミレータも活用して関係者全員の教育訓練を実施するように計画している。

 これらの点から本発電所を設置するために必要な技術的能力および運転を適確に遂行するに足りる技術的能力を有するものと認める。


 Ⅲ 審 査 経 過

 本審査会は昭和46年2月3日に開かれた第88回審査会において次の委員からなる第75部会を設置した。
審査委員
三 島 良 績(部会長)     東京大学
青 木 成 文 東京工業大学
安 藤 良 夫 東京大学
値  田  辰  洋
(昭和46年12月24日まで)
東京大学
大 崎 順 彦 東京大学
小 平 吉 男 日本気象協会
左 合 正 雄 東京都立大学
武 谷 清 昭 日本原子力研究所
都 甲 泰 正 東京大学
宮 永 一 郎 日本原子力研究所
渡 辺 博 信 放射線医学総合研究所
  
調査委員
伊 藤 直 次 日本原子力研究所
西  脇  一  郎
(昭和47年1月10日より審査委員)
宇都宮大学
望  月  恵  一
(昭和47年1月10日より審査委員)

動力炉・核燃料開発事業団


 同部会は、通商産業省原子力発電技術顧問会と合同で審査を行ない、昭和46年2月15日第1同会合を開き、Aグループ(原子炉、機器関係)、Bグループ(放射線管理関係)、Cグループ(アイスコンデンサ関係)、およびDグループ(ピーキング係数関係)を設置して、審査を開始した。

 以後、部会および審査会において審査を行なってきたが昭和47年2月26日の部会において部会報告を決定し、同年3月6日第100回審査会において本報告書を決定した。
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