原子炉物理とデータサイエンスを通じて
最高の安全性を追求する

データサイエンス

観測データそのものから規則を取り出す考え方です。本研究室では、炉心解析を高精度・高効率にするための「データ駆動型手法」や、複雑なシミュレーションを本質だけ残して軽くする「次元削減モデル」に使っています。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発
• 不確かさ評価・データ同化
• 炉心解析手法

原子炉物理

「核分裂を制御する」ことを目的とした学術分野で、原子力安全のもっとも根幹をつかさどります。中性子の挙動を予測することが中心で、本研究室のすべての研究の土台になっています。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発
• 炉心解析手法

計算科学

計算機を使って物理現象を解き明かす分野です。新しい計算アルゴリズムの開発から、GPUなどハードウェアに密着した高速化まで取り組んでいます。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発
• 計算コード開発
• 中性子輸送計算コードGENESIS

AI

人間が行う推論を計算機に肩代わりさせる技術です。炉心の設計への応用や、ゲームAIを用いた燃料配置の最適化などに使っています。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発
• 炉心解析手法

機械学習

データから規則を学び取らせる手法です。炉心設計への応用のほか、深層学習を燃料配置の最適化に用いる研究を行っています。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発
• 炉心解析手法

データ同化

計算による予測と実際の測定値を突き合わせ、予測の精度を上げる手法です。核データの調整や、未臨界実験のデータを使った解析の不確かさ低減に用いています。

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• 不確かさ評価・データ同化
• 研究内容 › B. 原子炉の安全性に関する研究

ブートストラップ

手元のデータから何度も抜き出し直して、推定のばらつきを見積もる統計手法です。推定臨界下限増倍率の評価に応用しています。

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• 不確かさ評価・データ同化
• 未臨界度測定

逆推定

観測された結果から、その原因となった量を逆向きに推し量ることです。中性子のゆらぎの測定値から未臨界度を求める研究が代表例です。

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• 研究内容 › C. 未臨界度の測定技術の研究及び応用
• 未臨界度測定

大規模計算機シミュレーション

実機の原子炉のように大きく複雑な体系を、計算機の上で丸ごと模擬することです。高性能なソルバーの開発と、計算を速くする技術の両方に取り組んでいます。

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• 計算コード開発
• 中性子輸送計算コードGENESIS
• 核特性計算コードICE

不確かさ

断面積データや計算の近似が持つ「どれだけ確かか」の幅のことです。これが安全余裕にどの程度影響するかを定量的に評価する研究を進めています。

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• 研究内容 › B. 原子炉の安全性に関する研究
• 不確かさ評価・データ同化

安全性向上

設計で確保している安全余裕が、実際どの程度あるのかを明らかにし、より確かなものにしていく取り組みです。本研究室の研究全体を貫く目的です。

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• 研究内容 › B. 原子炉の安全性に関する研究
• 安全解析・リスク評価

人的因子

設備だけでなく、人の判断や作業が安全性に与える影響のことです。使用済燃料プールのリスク評価で、時間とともに変わる人的因子を扱う研究を行っています。

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• 研究内容 › B. 原子炉の安全性に関する研究
• 安全解析・リスク評価

デジタルトリプレット

実物と、その計算機上の写し（デジタルツイン）に、人の関わりを加えて三つ組として扱う考え方です。人的因子を含めた安全性の検討に用いています。

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• 研究内容 › B. 原子炉の安全性に関する研究
• 安全解析・リスク評価

原子力プラント安全解析

原子力発電所が異常な状態に至ったとき、何が起きるかを計算で追う研究です。動力炉のシビアアクシデント解析とあわせて取り組んでいます。

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• 研究内容 › B. 原子炉の安全性に関する研究
• 安全解析・リスク評価

確率論的リスク評価

事故の起こりやすさと影響の大きさを掛け合わせ、リスクを数値で表す方法です。複数の原子炉が立地するサイトでの評価など、現実的な条件での手法開発に取り組んでいます。

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• 研究内容 › B. 原子炉の安全性に関する研究
• 安全解析・リスク評価

過酷事故解析

炉心が損傷するような重大な事故の進み方を計算で追うことです。福島第一原子力発電所事故に関する解析を行い、事故対応の支援を実施しています。

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• 研究内容 › B. 原子炉の安全性に関する研究
• 安全解析・リスク評価

並列計算

多数の計算を同時に進めて結果を早く得る技術です。GPUを用いた高速化など、計算機のハードウェアと密接に関わる開発を行っています。

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• 計算コード開発
• モンテカルロ法

最適化

たくさんの選び方の中から、最も良いものを数理的に探し出すことです。炉心の燃料配置を決める問題などに応用しています。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発
• 炉心解析手法

マルチフィジックス

中性子・熱・流れなど、性質の異なる複数の物理現象を組み合わせて解くことです。炉心の挙動をより現実に近い形で予測するために必要になります。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発
• 炉心解析手法

マルチスケール

燃料の微小な構造から炉心全体まで、大きさの異なる世界をつなげて扱うことです。高温ガス炉のように、燃料の細かな構造が炉心の性能に効く体系で重要になります。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発
• 炉心解析手法

高温ガス炉

固有の安全性を持つ原子炉で、日本が国として開発を進めています。本研究室では、その核特性を解析する手法の開発に取り組んでいます。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発
• 炉心解析手法

革新型安全炉

従来の軽水炉とは異なる仕組みで、より高い安全性を目指す原子炉のことです。その炉心挙動を正確に予測する解析手法の研究対象としています。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発

宇宙炉

宇宙での利用を想定した小型の原子炉です。地上の炉とは条件が大きく異なるため、解析手法の面から検討を進めています。

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• 研究内容 › A. 原子炉の高精度・高効率解析技術の開発

未臨界度測定

核燃料が連鎖反応から、どれだけ余裕をもって離れているかを測ることです。中性子の密度が時間とともに「ゆらぐ」現象に着目し、理論・測定・数値解析を融合させた手法の確立を目指しています。

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• 研究内容 › C. 未臨界度の測定技術の研究及び応用
• 未臨界度測定

臨界安全

核燃料を扱う施設で、意図しない連鎖反応を起こさせないことです。原子力安全の基盤の一つで、未臨界性をどう担保するかが課題になります。

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• 研究内容 › C. 未臨界度の測定技術の研究及び応用
• 未臨界度測定

燃料デブリ

事故で溶け落ちて固まった核燃料のことです。福島第一原子力発電所の取出作業に向けて、その核特性の評価や、取出時の未臨界度測定に関する研究を行っています。

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• 研究内容 › C. 未臨界度の測定技術の研究及び応用
• 研究内容 › B. 原子炉の安全性に関する研究
• 未臨界度測定

廃止措置

役目を終えた原子力施設を安全に解体し、後始末をしていく一連の作業です。その過程で臨界を起こさないことを確かめる技術が求められます。

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• 研究内容 › C. 未臨界度の測定技術の研究及び応用
• 未臨界度測定