報告書番号

N07040

タイトル（和文）

航空機衝突時の使用済燃料貯蔵施設の耐衝撃性評価－衝撃荷重を受ける金属キャスクの密封性能に関する数値解析的評価－

タイトル（英文）

Structural Evaluation of Spent Nuclear Fuel Storage Facilities under Aircraft Crash Impact - Numerical Study on Evaluation of Sealing Performance of Metal Cask subjected to Impact Force -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

重要な原子力施設のシビアアクシデントに関する評価として、航空機衝突に対する安全性評価が、米国やドイツで活発に実施されている。しかしながら、それらの報告事例には衝突による荷重時間曲線の設定条件や評価方法が公開されていない。我が国では、航空機衝突に対する安全性への一般公衆の懸念は高まっており、航空機衝突に起因する貯蔵施設の挙動に関する知見を得ておくことが重要である。
既往の研究では、民間航空機が貯蔵施設へ衝突した場合、貯蔵施設は全体破壊には至らないことが示されている。しかしながら、剛性の高い航空機エンジンは局部的な破壊を伴って、貯蔵施設内に侵入する可能性がある。そのため、エンジンが施設内に貫入し、貯蔵施設内の金属キャスクに衝突する場合を想定して、エンジン衝突時の金属キャスクの密封性能の評価を動的解析コードLS-DYNAを用いて行った。エンジンが90m/sの速度で、壁厚85cmの貯蔵施設に衝突した場合、エンジンは貯蔵施設を貫通し、貫通後の残留速度は60m/sとなる。衝突速度60m/sのエンジンがキャスクに衝突した場合の衝撃力を算出し、算出した衝撃力を金属キャスクに作用させる衝撃応答解析を実施した。荷重の載荷方向は金属キャスクに対して垂直方向と水平方向の２ケースとした。その結果、いずれの場合においても、一次蓋フランジ面に塑性変形は発生せず、金属キャスクの密封性能は維持されることが明らかとなった。

概要 （英文）

A lot of safety evaluations on the important nuclear facilities against the aircraft crash have been reported in other countries. But the condition and the evaluation method to define impact force of aircraft crash are not described clearly in the reports. In Japan, public concern with the safety evaluation against aircraft crash from the sky is increasing. It is important to make clear the behavior of the storage facilities installing the metal casks on impact loading due to aircraft crash.
In this study, concerning crash between commercial aircraft and storage facilities, impact analysis using dynamic analysis code LS-DYNA have been executed. The results showed that the storage facilities weren't completely destroyed. But rigid aircraft engines may penetrate into storage facilities with local failure. Thus we assumed the engines hit metal cask being in storage facilities and evaluated sealing performance of metal cask under impact loading. If engines with 90m/s crash the storage facilities having concrete wall of thickness 85cm, their remaining velocity became 60m/s after penetration. We calculated impact force at engines with 60m/s crashing into rigid wall. Concerning the metal cask borne the impact force, impact analysis was executed. We have two directions of impact force. One is vertical load and another is horizontal load against the cask. The result showed plastic strain on flanges of 1st lids didn't happen and the sealing performance of the cask was maintained in each impact case.

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