決定木分析を用いた核種移行解析結果の感度分析の検討

Application of Decision Tree Technique to Sensitivity Analysis for Results of Radionuclide Migration Calculations

仲島 邦彦*; 牧野 仁史 

Nakajima, Kunihiko*; Makino, Hitoshi

地層処分システムの核種移行解析で用いるパラメータには不確実性が存在し,それにより解析結果のばらつきやその支配核種の違い等の特徴が生じる。この特徴の発生に寄与するパラメータとその役割を明らかにすることは,研究開発の効率的実施や評価結果の詳細解釈において必要である。これまでも核種移行解析結果のばらつきに対し,多変量解析手法などを用いた様々な感度分析がなされている。しかし,従来の感度分析では,ばらつきの発生に寄与するパラメータの重要度の把握に重点をおいており,どのような定量的条件(パラメータの値あるいはその範囲)でその特徴が発生しているかまでを詳細に検討した例はあまりない。そこで,本研究では,従来の感度分析を後者の観点から補うための1つの手法として決定木分析を導入し,その適用性の検討を行った。その結果,データ不確実性を考慮したモンテカルロシミュレーションの結果のばらつきに対してカテゴリー分けを行い,決定木分析を適用することにより,特定のカテゴリーに属するか否かを判別するための重要パラメータの抽出,およびその定量的条件を把握することができた。また,その結果の表記を工夫することで,パラメータの定量的条件と判別結果の関係を分かり易い形で示すことができた。さらに,判別に特化した手法である判別分析との比較を行うことにより決定木分析の妥当性を確認した。このような決定木分析の結果は,1)パラメータ条件を与えられた時に,その解析結果がどのカテゴリーに属するかを予測すること,2)データの不確実性が低減された場合に,期待される効果を見積もること,などにも活用していくことができる。以上のことから,重要パラメータの抽出に加え,パラメータの定量的な条件を把握することに関する,決定木分析の有効性について見通しを得ることができた。

Uncertainties are always present in the parameters used for the nuclide migration analysis in the geological disposal system. These uncertainties affect the result of such analyses, e.g., and the identification of dominant nuclides. It is very important to identify the parameters causing the significant impact on the results, and to investigate the influence of identified parameters in order to recognize R&D items with respect to the development of geological disposal system and understanding of the system performance. In our study, the decision tree analysis technique was examined in the sensitivity analysis as a method for investigation of the influences of the parameters and for complement existing sensitivity analysis. As a result, results obtained from Monte Carlo simulation with parameter uncertainties could be distinguished with not only important parameters but also with their quantitative conditions (e.g., ranges of parameter values). Furthermore, information obtained from the decision tree analysis could be used 1) to categorize the results obtained from the nuclide migration analysis for a given parameter set, 2) to show prospective effect of reduction to parameter uncertainties on the results.