第1部 -序説 |
第1章 原子力発電所の系統と機器 2 |
1.1エネルギー変換の諸段階 2 |
1.2原子力蒸気供給システムの型式 3 |
1.3代表的なPWR原子力蒸気供給システム 8 |
1.4原子炉の炉心 13 |
原子炉構成要素の機能的説明 13 |
原子炉構成要素の物理的説明 16 |
第2章 核燃料サイクル 22 |
2.1燃料サイクルの型式 23 |
ワンスースルーサイクル 23 |
再濃縮サイクル 25 |
炉心-ブランケット燃料サイクル 26 |
2.2上流側燃料サイクル活動 26 |
ウランの採鉱と初期段階での処理 27 |
同位体分離 28 |
燃料成型加工 33 |
2.3下流側燃料サイクル活動 35 |
使用済燃料の貯蔵と輸送 35 |
使用済燃料の再処理 37 |
高放射性廃棄物の処理 39 |
2.4燃料サイクルの術語 40 |
演習問題 41 |
第3章 原子炉の設計と燃料装荷の必要事項 43 |
3.1設計基準 43 |
技術設計書 44 |
3.2経済評価 45 |
処理費 45 |
減損費 46 |
インベントリ費 46 |
3.3原子炉性能の評価 48 |
燃料運転限界 48 |
ピーク対平均線出力密度 49 |
原子炉冷却材の条件 49 |
3.4原子炉燃料格子の最適化 50 |
減速材/燃料比 50 |
燃料棒直径 53 |
燃料濃縮度 54 |
種々の効果の要約 55 |
3.5要約 56 |
演習問題 57 |
第2部 核設計の解析 |
第4章 原子炉解析のための解析モデル 60 |
4.1中性子拡散理論 62 |
4.2反応率と反応率比 64 |
4.3多群定数の作成 67 |
燃料形状の取り扱い 69 |
均質取り扱い 70 |
非均質セル取り扱い 71 |
共鳴領域の取り扱い 71 |
4.4少数群定数 73 |
4.5群定数の増分の評価79 |
4.6解析手順 82 |
演習問題 84 |
第5章 反応度制御要求 88 |
5.1反応度制御要求 88 |
温度欠損 89 |
出力欠損 90 |
平衡核分裂生成毒物 90 |
燃焼 91 |
スクラム要求 91 |
他の効果 91 |
5.2反応度制御の方法 92 |
5.3可動制御棒 93 |
熱中性子価値 95 |
熱外中性子価値 95 |
吸収材減少効果 96 |
制御棒の性能に関係する他の要因 97 |
制御棒価値の評価 98 |
5.4化学的粗調整制御 102 |
毒物の出し入れ 103 |
反応度の過渡変化の制御 104 |
5.5可燃性毒物 108 |
均質可燃性毒物 108 |
非均質可燃性毒物 110 |
5.6反応度制御管理 112 |
出力分布に及ぼす制御棒効果 113 |
微分及び積分制御棒価値に対する制限 118 |
演習問題 120 |
第6章 原子炉出力分布の評価 124 |
6.1少数群拡散理論 125 |
6.2中性子束シンセシス 127 |
6.3粗メッシュ計算法 130 |
修正1群理論 130 |
有限要素法 131 |
ノード法 131 |
6.4 2群ノード法 132 |
ノード方程式の導出 133 |
相互作用ノードの選択 136 |
結合係数の評価 138 |
6.5燃料以外の要素での出力 142 |
演習問題 144 |
第7章 燃焼解析 146 |
7.1核種変化基礎方程式 147 |
238U変換連鎖 149 |
232Th変換連鎖 153 |
7.2核分裂生成物毒作用 155 |
1次核分裂生成物 158 |
2次核分裂生成物 160 |
核分裂生成物による出力過渡変動 162 |
7.3燃料管理への適用 163 |
演習問題 164 |
第3部出力生成能力の評価 |
第8章 核燃料設計と運転制限 168 |
8.1燃料被ふく管の力学的性質 169 |
降伏強さ 170 |
クリープ速度 172 |
疲労強度 173 |
被ふく管応力の発生源 174 |
8.2酸化ウランの性能特性 175 |
熱変形とペレットのひび割れ 175 |
燃料の焼きしまり 177 |
燃料のスエリングと核分裂生成ガスの放出 177 |
8.3燃料設計パラメータの選択 180 |
被ふく管の厚さ 180 |
ペレット-被ふく管間げき 182 |
ペレットの幾何形状 183 |
燃料不純物の規格 183 |
8.4燃料性能に対する負荷変動の影響 184 |
8.5燃料集合体の設計基準 187 |
8.6要約 187 |
演習問題 188 |
第9章 燃料棒の熱設計 190 |
9.1燃料から被ふく管への熱伝達 190 |
燃料中の熱伝達 191 |
燃料の熱伝導度 194 |
燃料-被ふく管ギャップコンダクタンス 196 |
被ふく管温度降下 196 |
9.2水冷却原子炉での被ふく管表面からの冷却材への熱伝達 198 |
強制対流熱伝達 200 |
核沸騰熱伝達 202 |
冷却材のエンタルピとクオリティ 203 |
限界熱流束 204 |
限界熱流束に対する流動様式の影響 206 |
演習問題 208 |
第10章 原子炉の熱水力解析 212 |
10.1 単相流の圧力降下の計算 212 |
摩擦損失 214 |
形状損失 214 |
10.2 2相流の圧力降下 219 |
冷却材のスリップ比とボイド率 219 |
加速圧力損失 221 |
2相摩擦圧力降下 223 |
2相流における形状損失 224 |
10.3単一流路の熱解析 225 |
水冷却炉での軸方向温度分布 228 |
10.4出力と冷却材ボイドの空間的な相互作用 230 |
10.5ホットチャネル(熱水路)熱解析 233 |
燃料集合体中の出力ピーキング 233 |
冷却材流量が一様でない効果 234 |
サブチャネルの熱水力解析 235 |
ホットチャネル係数(熱水路係数) 236 |
燃料集合体の寸法許容値 237 |
10.6過渡変化時の性能解析 238 |
演習問題 239 |
第4部核燃料管理の解析 |
第11章 原子力の経済評価 244 |
11.1エネルギー費の構成 244 |
112資金の時間的価値 246 |
複式利子 247 |
倍入資金の返済 247 |
発電所建設期間における利子 250 |
資本の利益率 251 |
11.3エネルギー費に対する設備資本の寄与 252 |
発電所資本費の構成成分 252 |
年間エネルギー発生 254 |
11.4運転費と保守費 257 |
115エネルギー費に対する核燃料サイクルの寄与 258 |
核燃料サイクル操作 258 |
燃料サイクル投資一時間図表 263 |
エネルギー費の燃料サイクル成分 266 |
燃料費の細目 267 |
演習問題 269 |
第12章炉心燃料管理 272 |
12.1燃料装荷変数と制限 273 |
12.2燃料取替え率の決定 275 |
一様減損率 276 |
非一様な減損率の場合 280 |
燃料交換停止時間 281 |
平衡サイクル 281 |
12.3サイクル間の結合効果 282 |
12.4燃料および制御棒配置計画 284 |
一様出力密度となるような燃料装荷 285 |
Ha1ingの原理 286 |
その他の燃料配置・制御棒計画 289 |
12.5原子炉のサィクル延長(ストレッチ-アウト)運転 290 |
出力コーストダウン 290 |
減速材密度の増加 291 |
演習問題 292 |
第13章 動力炉におけるプルトニウムの利用 295 |
13.1燃料の有効利用-転換と増殖 297 |
13.2熱中性子炉におけるプルトニウムのリサイクル 299 |
混合酸化物燃料集合体の成型加工 301 |
混合酸化物燃料の核的性質 302 |
13.3 高速増殖炉 306 |
増殖比と増殖利得 306 |
核分裂性物質の倍増時間 308 |
高速増殖炉燃料設計の特性 309 |
演習問題 311 |
付録 |
A核データ 315 |
B代表的LWR2群定数 317 |
C代表的原子動力炉のデータ 318 |
使用単位 321 |
索引 323 |