原子力施設耐震設計における福島・茨城県境を震源とする長周期地震動評価の高度化研究

桐田 史生; 冨永 昌宏; 山崎 敏彦; 瀬下 和芳; 瓜生 満

JAEA-Research 2022-006, 61 Pages, 2023/02

JAEA-Research-2022-006.pdf:6.24MB

核燃料サイクル工学研究所(以下、サイクル研)では、1990年代より地震観測を行っている。内陸地殻内地震について、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震(以下、3.11地震)までは、茨城県北部福島県において発生頻度が低い状況であったが、3.11地震後、この地域で余震が頻発するようになり、福島県浜通り付近で発生した地震(2011年4月11日福島県浜通りの地震等)では、サイクル研の地震観測記録に顕著な長周期成分が観測された。この地震の震源付近の観測地点の記録には長周期成分は含まれておらず、サイクル研までの伝搬過程で、長周期成分が生成されたものと考えられる。敷地周辺の地下構造探査結果から深部の地震基盤には、盆地状構造が確認されており、この基盤形状を起因とした長周期成分の生成と評価した。原子力施設の耐震設計に用いる地震動評価では、敷地で得られた観測記録を要素地震に用いた経験的グリーン関数法により評価を行っており、サイクル研の観測記録を要素地震に用いて地震動評価を行った場合、震源ではわずかな長周期成分を伝搬過程で増幅したものを震源に戻し波形合成することとなり、長周期成分が過度に増幅される結果となる。このため本検討では、地震動の長周期成分の評価を精緻化するために、震源及び敷地周辺を含む広域の深部地盤の形状を反映できる三次元地盤構造モデルによる地震動評価を実施した。モデルは、浜通り地震の震源域付近から茨城県北部沿岸域を範囲(幅約80km長さ約110km)とし、本研究における長周期地震動評価を適切に行えるよう2秒以上の周期帯の精度を担保するようなメッシュサイズを調整した。三次元地盤構造モデル構築にあたっては、複数の観測記録や震源モデルを用いて、最適な三次元地盤構造モデルを作成し、複数の地震のシミュレーション解析、分析等を行い、その適切性、有用性を確認した。これらの研究成果を実際の許認可業務の基礎資料として活用した。

免震構造物の維持管理手法の検討,3; 再処理施設ユーティリティ施設における積層ゴムの静的変形傾向

山崎 敏彦; 瓜生 満; 中西 龍二; 川井 伸泰*; 橋村 宏彦*

日本建築学会2005年度大会学術講演梗概集, p.847 - 848, 2005/09

東海再処理施設 ユーティリティ施設建家(以下、再UC)に構築した地震観測及び免震層モニタリングシステムで観測された免震部材の変形データの整理を行った結果、水平・鉛直方向の変形は、免震層の環境温度依存性が大きいことが確認できた。また、クリープ変形量は、データ計測期間は短いものの再UCと既存建物とで同様な傾向を示した。但し、これら変形データの収集は長期間継続する必要があり、また、積層ゴム別置試験体の物性値の経年変化傾向とも比較して、免震建物の維持管理を行う上での一つの比較データとしていく必要がある。

核燃料施設建物経年変化対応策に関する報告書

瓜生 満; 久江 正; 里子 博幸; 山崎 敏彦; 大瀧 美幸*

JNC TN8420 2002-003, 295 Pages, 2002/06

JNC-TN8420-2002-003.pdf:4.17MB

本書は、東海事業所核燃料施設建物経年変化対応策として平成3年度より実施してきた施設建物(コンクリート構造物)経年変化調査結果の概要、各種調査手法の測定精度と実用性評価、東海事業所核燃料施設建物耐久性評価手法とモニタリング手法の提案、目視点検や経年変化調査結果を踏まえた施設建物中長期保全計画策定への展開方法、構築中のデータベースについて報告する。経年変化の評価では施設建物地上外周部のコンクリート部材、外装材、鉄部材等を対象に現地調査を行った。その結果、一部の外部階段等の鉄部材に発錆が認められたが、躯体の部材劣化は殆んどなく、設計時の施設性能を十分有しており、定期的な保全行為等の実施により、十分な耐久性が確保できると判断できる。また、複数の破壊手法及び非破壊手法の関係から、シュミットハンマ法を用いた施設固有の躯体強度推定式の提案や、小径ドリルを用いて簡便にコンクリートの中性化判定を行う手法の妥当性評価等を、これまでに得られた全データより比較評価を行い、耐久性評価のための手法(モニタリング手法)として十分活用できる。尚、同評価手法は施設建物経年トレンド調査(2次調査)において活用し、トレンド傾向評価から、核燃料施設建物の経年変化による強度低下、コンクリート部材の変化は進んでいないことを確認した。

東海事業所施設建物の経年化傾向に関する報告書

瓜生 満; 山崎 敏彦; 里子 博幸; 橋本 美幸*

JNC TN8420 2000-001, 68 Pages, 2000/01

JNC-TN8420-2000-001.pdf:6.95MB

本報告は、東海事業所施設経年変化対応策の一環として実施している施設建物(コンクリート構造物)経年変化調査データを集計し、東海事業所施設全体とプルトニウム燃料施設等をサイト別に再評価した施設建物経年化傾向に関する報告である。評価の対象は平成10年度において評価報告した再処理施設とプルトニウム燃料施設及び濃縮施設・その他の施設の各種データを用いて、総括的なトレンド把握を行なうための経年トレンドグラフを作成し、統計的な解析から経年化傾向の再評価を行った。また、高経年原子力発電所の経年データと主要な核燃料施設の比較評価も合わせて実施した。事業所施設建物の経年評価では、全体的な傾向として標準的な経年劣化曲線に比べ進行速度が遅いことを再確認した。また、主要な原子力発電所核燃料施設は、高経年とほぼ同程度の耐久性があり、現状の保全を継続することにより長期的な耐久性の確保が可能と判断される。

免震構法研究開発第二期共同研究(その3)最終報告書

瓜生 満; 寺田 修司; 塩谷 功; 山崎 敏彦; 中山 一彦; 小畑 益彦*; 古村 利幸*

JNC TY8400 99-003, 88 Pages, 1999/05

JNC-TY8400-99-003.pdf:4.63MB

民間建設会社が開発した免震構法は、平成10年現在、国内で500棟あまりの建物に適用されており、地震観測等により上部構造物への地震入力低減効果が確認されている。民間技術の有効性と限界を把握し、非常に厳しいクライテリアを要求される核燃料施設にこの免震構法を適用するために昭和63年から平成3年にかけて実施した共同研究(第一期)に引き続き、第二期共同研究では、免震構造物の限界設計に対する考え方を整理することを目的として極限振動台試験及び大洗工学センターにおける免震構造物、埋込み構造物と地盤の地震観測を行った。さらに、免震用渡り配管を用いて、管内圧水圧、相対変位を加える静的変形性能確認試験を実施し、渡り配管の健全性及び設計の妥当性を確認した。

経年変化対応策平成10年度報告

瓜生 満; 山崎 敏彦; 里子 博幸; 橋本 美幸*

JNC TN8420 99-007, 26 Pages, 1999/04

JNC-TN8420-99-007.pdf:4.41MB

本報告は、東海事業所施設経年変化対応策の一環として実施している経年変化対応業務の概要と平成10年度に行った施設建物経年変化の傾向評価、施設建物経年変化調査に係わるデータベース化の進捗状況、各種調査手法の実用性に対する総合的な再評価等について報告するものである。平成10年度においては、過去7年間に蓄積した施設建物経年変化調査結果(再処理施設32施設、プル燃施設7施設、濃縮施設・その他の施設18施設)の各種データを用いて、総括的なトレンド把握を行うための経年トレンドグラフを再処理施設を主に作成し、経年化傾向の評価を行った。また、データベース化作業では、ビジュアル表現に配慮したシステムを構築するため、調査結果を判定色別する機能を付加させた。再処理施設建物の経年トレンド評価では、全体的な傾向として標準的な経年劣化曲線に比べ進行速度が遅いことを再確認するとともに、複数のデータを複合化した経年トレンドグラフ等を作成した。

免震用渡り配管振動台試験報告書

瓜生 満; 篠原 孝治; 寺田 修司; 山崎 敏彦; 富田 恒夫; 近藤 俊成*

JNC TN8430 99-004, 64 Pages, 1999/03

JNC-TN8430-99-004.pdf:3.92MB

免震建物を採用する場合、建物の上部構造と下部構造には、地震時に相対変位(応答変位)が生じるため、両間を渡る渡り配管は、その変位吸収策として伸縮管継手等を組み合わせた配管系が採用されている。しかし、原子力施設の設計に用いるような大規模想定地震(設計用限界地震における加速度約500gal、応答変位量約30cm)に対応した渡り配管の使用実績はなく、また、このような地震下での実物大配管モデルによる耐震性評価の実施例もなかった。本試験は、平成8年11月から同年12月にかけて三菱重工業株式会社技術本部高砂研究所の振動台試験機を用いて実物大の配管配置寸法に基づく渡り配管の耐震性確証試験を実施するとともに、試験結果と本試験体をモデル化したシミュレーション解析結果について比較評価を行い、シミュレーション解析モデルによる評価の妥当性を確認することができたので、それらについて報告する。

リサイクル機器試験施設(RETF)放射線管理設備の概要

高橋 哲郎; 大脇 剛; 石黒 信治; 瓜生 満; 神 和美; 二之宮 和重

動燃技報, (105), p.67 - 72, 1998/03

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/PNC-TN1340-98-001.pdf

高速炉燃料再処理機器の開発のために動燃事業団が現在建設を進めているリサイクル機器試験施設の放射線管理設備について、基本方針、モニタの配置、設備構成の概要を報告する。

東海再処理施設 建物免震構造設計技術基準策定報告書

瓜生 満; 寺田 修司; 中山 一彦; 細谷 寿*; 篠原 孝治; 山崎 敏彦; 近藤 俊成*

PNC TN8410 97-286, 41 Pages, 1997/09

PNC-TN8410-97-286.pdf:5.94MB

東海再処理施設のユーティリティ施設建家に、免震霞構造を採用することとなった。同施設は、耐震重要度分類がAsクラスであり本報告では、このような耐震重要度の高い再処理施設建家に免震構造を採用した場合、機器・配管類への入力加速度の低減が図れ従来の耐震構造と同等な安全性が確保できる等耐震安全性を十分な裕度、信頼性をもって確保できることを示した。本施設建家は下部基礎版、免震層、上部構造から構成され、免震層には建家荷重の支持と固有周期の延伸を目的とした積層ゴム及び地震エネルギーの吸収を目的としたダンパーを配置している。なお、施設建家は、従来の耐震重要度の高い建物と同様、十分安定な地盤である新第三紀中新世の砂質頁岩(多賀層)に直接支持させることとしている。建物の動的解析に用いる設計用人力地震動については、「免震構造設計用人力地震動策定報告書」で示したものを用いることとし建家の耐震フロー、免震装置の設計フロー等を提示し、かつそのフローの中で用いるべき設計上の許容限界を示している。このことより、構造物全体が終局状態に至るまでの安全裕度を定量的に設定可能となったことが特筆される。

東海事業所埋設物管理システムの構築報告書

瓜生 満; 篠原 孝治

PNC TN8410 97-223, 125 Pages, 1997/05

PNC-TN8410-97-223.pdf:6.42MB

事業所構内の埋設物については、従来埋設図を作成して管理してきたが、各種建設工事等が異なる部門から発注されるため、適宜埋設図に反映されるべき情報が一元的かつ短時間のうちに図面更新できないため、情報の欠落、混乱をきたしてきた。そのため、第1段階として埋設図をCADに入力、更新できるシステムを構築する必要がある。さらに、第2段階として埋設物調査を行い、調査結果を本システムに反映し、より正確な埋設物情報を一元管理、運用していく必要がある。これらに対応するため、平成4年(1992)11月よりCAD入力を開始すると共にシステムの構築を進め、平成9年(1997)2月に本システムの構築が終了し、運用に入った。その間、第2中間開閉所、リサイクル機器試験施設(RETF)等の調査をして埋設物図に反映した。今後も新規建設に伴う調査に基づきデータの更新を行う予定である。