JP2021009033A - 遮蔽性能評価方法、遮蔽性能評価装置、遮蔽構造の設計方法及び遮蔽構造設計装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の遮蔽性能評価方法及び遮蔽性能評価装置10は、線源から放射される放射線に対して、遮蔽材による遮蔽性能を評価する方法及び装置となっている。評価対象としては、例えば、キャスク等の放射性物質格納容器であり、放射性物質格納容器の内部に収容される使用済燃料から放射される放射線に対して、放射性物質格納容器による遮蔽性能を評価している。先ず、本実施形態の遮蔽性能評価方法及び遮蔽性能評価装置10の説明に先立ち、遮蔽性能評価方法において用いられる解析モデルについて説明する。
図1は、本実施形態に係る遮蔽性能評価方法において用いられる解析モデルに関する説明図である。図1に示す解析モデルは、例えば、線源と遮蔽材とを含む解析モデルとなっている。遮蔽性能評価方法では、遮蔽材を挟んで線源の反対側における評価点Pにおける線量を評価している。
次に、図2を参照して、遮蔽性能評価装置10について説明する。図2は、本実施形態に係る遮蔽性能評価装置を模式的に表した概略構成図である。遮蔽性能評価装置10は、遮蔽解析処理を実行する制御部11と、各種データを記憶する記憶部12とを備えている。
図3を参照して、遮蔽性能評価方法について説明する。図3は、本実施形態に係る遮蔽性能評価方法に関するフローチャートである。遮蔽性能評価方法は、入力パラメータの入力値をランダムサンプリングにより取得することで、遮蔽材の遮蔽性能を定量的に評価する方法となっている。
図5に示すように、遮蔽構造設計装置30は、設計処理を実行する制御部31と、各種データを記憶する記憶部32とを備えている。制御部31は、制御部11と同様に、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の集積回路を含んでいる。また、記憶部32は、記憶部12と同様に、作業領域となるメモリ及び記録媒体としての半導体記憶デバイスまたは磁気記憶デバイス等を含んでいる。
図6を参照して、遮蔽構造の設計方法について説明する。遮蔽構造の設計方法では、不確かさに基づく評価値T4に基づいて、線量基準値T1に対する設計目標値T2を設定し、設定した設計目標値T2に基づいて、遮蔽構造を設計している。
6 線源モデル
7 遮蔽材モデル
10 遮蔽性能評価装置
11 制御部
12 記憶部
21 入力パラメータ
22 公差範囲
30 遮蔽構造設計装置
31 制御部
32 記憶部
P 評価点
Claims (7)
- 線源に対する遮蔽性能を評価する遮蔽性能評価装置によって実行される遮蔽性能評価方法であって、
前記線源の解析モデルとなる線源モデルと、前記線源からの放射線を遮蔽する遮蔽材の解析モデルとなる遮蔽材モデルとを生成するステップと、
前記線源モデル及び前記遮蔽材モデルの少なくとも一方に対して設定される入力パラメータの公差範囲を取得するステップと、
前記入力パラメータの入力値をランダムサンプリングにより前記公差範囲において取得し、取得した前記入力パラメータの入力値に基づいて、前記線源モデル及び前記遮蔽材モデルを用いた遮蔽解析を実行して解析値を導出するステップと、
前記解析値を導出するステップを複数回繰り返すことで得られる複数の前記解析値を集積して、解析結果として出力するステップと、を実行する遮蔽性能評価方法。 - 前記解析結果に基づいて、不確かさに基づく評価値を導出するステップを、さらに実行しており、
前記評価値を導出するステップでは、前記解析結果に含まれる複数の解析値の平均値μから、所定の標準偏差σ分だけ離れた解析値を、不確かさに基づく評価値として導出する請求項1に記載の遮蔽性能評価方法。 - 前記公差範囲を有する前記入力パラメータは、前記線源が使用済核燃料である場合には使用済核燃料の燃焼度、濃縮度、比出力、冷却期間、前記線源の質量、前記線源の線源強度、前記線源から放射される放射線のエネルギースペクトル、前記遮蔽材の密度、前記遮蔽材の組成、前記遮蔽材の厚さ、前記線源から評価点までの位置、前記遮蔽材に形成される欠損の大きさ、前記線源の放射線量を線量率に換算するための線量率換算係数のうち、少なくともいずれか1つを含む請求項1または2に記載の遮蔽性能評価方法。
- 前記遮蔽材の同位体組成は、
前記線源から放射される放射線がガンマ線である場合、ランダムサンプリングされる前記入力パラメータの対象から外れる一方で、
前記線源から放射される放射線が中性子である場合、ランダムサンプリングされる前記入力パラメータの対象となる請求項3に記載の遮蔽性能評価方法。 - 線源に対する遮蔽性能を評価する遮蔽性能評価装置であって、
遮蔽性能を評価するために入力される入力パラメータを取得し、取得した前記入力パラメータに基づいて、遮蔽解析を実行する制御部を備え、
前記制御部は、
前記線源の解析モデルとなる線源モデルと、前記線源からの放射線を遮蔽する遮蔽材の解析モデルとなる遮蔽材モデルとを生成するステップと、
前記線源モデル及び前記遮蔽材モデルの少なくとも一方に対して設定される入力パラメータの公差範囲を取得するステップと、
前記入力パラメータの入力値をランダムサンプリングにより前記公差範囲において取得し、取得した前記入力パラメータの入力値に基づいて、前記線源モデル及び前記遮蔽材モデルを用いた遮蔽解析を実行して解析値を導出するステップと、
前記解析値を導出するステップを複数回繰り返すことで得られる複数の前記解析値を集積して、解析結果として出力するステップと、を実行する遮蔽性能評価装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の遮蔽性能評価方法または請求項5に記載の遮蔽性能評価装置によって得られた解析結果に基づいて、前記遮蔽材による遮蔽構造を設計する遮蔽構造の設計方法であって、
予め設定された前記遮蔽構造の遮蔽性能の基準となる遮蔽基準値と、
前記遮蔽構造の遮蔽性能の設計目標となる設計目標値と、
前記公差範囲における保守側の値を、前記入力パラメータの入力値として取得し、取得した前記入力パラメータの入力値に基づいて、前記線源モデル及び前記遮蔽材モデルを用いた解析を実行して導出した解析値となる保守的評価値と、
前記解析結果に基づいて導出された不確かさに基づく評価値と、があり、
前記不確かさに基づく評価値は、前記保守的評価値よりも低い値となっており、
前記保守的評価値は、前記設計目標値よりも低い値となっており、
前記設計目標値は、前記遮蔽基準値よりも低い値となっており、
前記不確かさに基づく評価値に基づいて、前記遮蔽基準値に対する前記設計目標値を設定するステップと、
設定した前記設計目標値に基づいて、前記遮蔽構造を設計するステップと、を備え、
前記設計目標値を設定するステップでは、前記不確かさに基づく評価値を用いない場合に設定される前記設計目標値と比較して、前記設計目標値を前記遮蔽基準値に近づける遮蔽構造の設計方法。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の遮蔽性能評価方法または請求項5に記載の遮蔽性能評価装置によって得られた解析結果に基づいて、前記遮蔽材による遮蔽構造を設計する遮蔽構造設計装置であって、
予め設定された前記遮蔽構造の遮蔽性能の基準となる遮蔽基準値と、
前記遮蔽構造の遮蔽性能の設計目標となる設計目標値と、
前記公差範囲における保守側の値を、前記入力パラメータの入力値として取得し、取得した前記入力パラメータの入力値に基づいて、前記線源モデル及び前記遮蔽材モデルを用いた解析を実行して導出した解析値となる保守的評価値と、
前記解析結果に基づいて導出された不確かさに基づく評価値と、があり、
前記不確かさに基づく評価値は、前記保守的評価値よりも低い値となっており、
前記保守的評価値は、前記設計目標値よりも低い値となっており、
前記設計目標値は、前記遮蔽基準値よりも低い値となっており、
前記不確かさに基づく評価値に基づいて、前記遮蔽基準値に対する前記設計目標値を設定する制御部を備え、
前記制御部は、
前記不確かさに基づく評価値を用いない場合に設定される前記設計目標値と比較して、前記設計目標値を前記遮蔽基準値に近づける遮蔽構造設計装置。
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