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渡辺 裕一*; 村松 健; 及川 哲邦
Nuclear Engineering and Design, 235(23), p.2495 - 2512, 2005/12
被引用回数：2 パーセンタイル：17.6(Nuclear Science & Technology)原子炉の地震起因事象の確率論的安全評価(地震PSA)に資するため、我が国のBWR残留熱除去系用の複数の支持枠付縦置U字管型熱交換器の地震時耐力を評価した。耐力中央値は4個の熱交換器から選定した代表例について詳細モデルによる時刻歴応答解析を行って評価し、知識不足による不確実さに関する対数標準偏差(LSD)は、応答への影響の大きいアンカーボルトの直径,熱交換器重量,熱交換器重心位置の3つのパラメータのばらつきを考慮して評価した。対象とした熱交換器の支配的損傷モードは支持脚アンカーボルトの主として剪断力による損傷であった。設置床での最大床応答加速度で表した耐力中央値は4,180Gal(4.3g)、ランダム性による不確実さに対応するLSDは物性値のばらつきにより0.11、知識不足による不確実さに対するLSDはばらつき要因として考慮する設計変数の範囲に応じて0.21から0.53となった。
堤 英明*; 蛯沢 勝三*; 山田 博幸*; 柴田 勝之; 藤本 滋*
日本材料学会JCOSSAR 2003論文集, p.829 - 836, 2003/11
原研では、原子力関連機器に免震技術を適用する際の有効性を確率論的手法に基づいて評価する手法について研究を実施している。本報では、炉心損傷頻度(CDF)の低減効果を設計目標として、CDFの低減に寄与する安全上重要な機器を選定して免震設計を行い、地震PSA手法を応用してその有効性を評価する手法を提案した。また、本手法及び機器免震化の有効性を検証するために、モデルプラントを想定して、外部電源喪失事象について応答係数法を用いて炉心損傷頻度(CDF)の試評価を行い、重要機器を免震化した場合の非免震プラントに対するCDFの低減効果を算定した。その結果、がい管付き起動変圧器と非常用ディーゼル発電機を免震化した場合に、炉心損傷頻度の低減効果が大きく、免震化によりこれらの機器の加速度応答が非免震機器の1/5に低減されると、1/100程度まで炉心損傷頻度が低減する可能性があることが明らかになった。さらに、非常用ディーゼル発電機について免震設計を行い、地震応答解析によって1/6程度に加速度応答を低減できることを確認した。
廣瀬 次郎*; 村松 健; 奥村 俊彦*; 瀧 諭*
JAERI-Research 2002-009, 220 Pages, 2002/03
JAERI-Research-2002-009.pdf:13.31MB
本報告は、確率論的地震危険度評価に基づく設計用想定地震の設定法に関する研究成果をまとめたものである。近年地震に対する確率論的安全評価手法である地震PSAの評価項目の1つを構成している確率論的地震危険度解析を拡張し、将来サイトに影響を及ぼす可能性のある地震の諸元あるいは地震動を評価する手法が、米国NRCの研究や我が国石川,亀田の研究により開発されている。このようにして設定される地震を確率論的想定地震(PBSE)と呼ぶ。本研究は、PBSEの概念に基づき、その概念を定式化し国内サイトを対象とした設定法を検討することと、そのことを通じて耐震設計への有用性の見通しを得ることを目的としたものである。このため、(1)PBSEを設定するために必要な地震活動や地震動伝播特性等に関する評価手順の検討,(2)石川らの概念に基づくモデルサイトに対する想定地震設定に関する検討,(3)評価条件の不確実さに対する評価法の検討の計3項目に関する検討を行なった。成果として、石川らの概念に基づく設定法は、原子力プラントサイトを対象に、評価条件の設定に伴なう不確実さを考慮して耐震設計に用いるPBSEを設定するための評価技術として有用であることが示された。
横林 正雄; 及川 哲邦; 村松 健
日本原子力学会和文論文誌, 1(1), p.95 - 105, 2002/03
原子力発電所の地震に対する確率論的安全評価(PSA)で使用するために、運転員のヒューマンエラー確率(HEP)モデルとその適用例を報告する。このモデルでは、運転員のストレスや地震動レベルの影響を考慮して、HEPは、地震動がないときは内的事象と同じとし、地震動レベルの増加に伴って線形に増加し、ある地震動レベル以降は一定とするリミテッドランプモデルで表した。適用例として、外部電源喪失による事故シーケンスで必要となるさまざまな運転員操作を短期と中長期に分けて、関連する振動台実験の調査結果や既存の人間信頼性解析手法を用いて、各操作のHEPモデルのパラメータを決定し、地震時のヒューマンエラーが炉心損傷頻度に及ぼす影響を推定した。この適用例では、ヒューマンエラーの影響は小さいとの結果が得られるとともに、ここに示すモデル化手法は、地震時のさまざまな運転操作の重要性を分析するうえで有用であることが示唆された。
廣瀬 次郎*; 村松 健; 神田 繁*; 富島 誠司*; 武田 正紀*
Transactions of 16th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-16) (CD-ROM), 8 Pages, 2001/08
地震PSAを適用して耐震設計にかかわる課題を検討し、その有用性を示すため、第四紀層地盤立地プラントに対する地震PSAを検討している。第四紀層地盤と現行の第三紀層地盤との差異は、地盤の応答特性が異なる点である。このため本研究では、確率論的手法による地盤安定性評価法の定式化と試解析を実施した。初めに第四紀層地盤で考慮すべき損傷モードとして、建屋底面の直線すべり、円弧すべり、支持力の不足、サイクリックモビリティの4種類を抽出した。次に、第四紀層地盤の中でも比較的剛性低下が少ない洪積層から成る地盤モデルを想定し地盤安定性解析を行った。その結果、地盤損傷モードの中でも、サイクリックモビリティが最も重要であり、ほかの損傷モードはその影響が小さいことが明らかとなった。また液状化強度のばらつきがサイクリックモビリティによる損傷確率の不確実さを増大させていることが課題として指摘された。
及川 哲邦; 福島 誠一郎*; 高瀬 英和*; 内山 智曜*; 村松 健
Transactions of 16th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-16) (CD-ROM), 8 Pages, 2001/08
原研では、軽水炉モデルプラントの地震に関する確率論的安全評価(PSA)を実施してきたが、その主要な支配因子となった起因事象としての外部電源喪失は、開閉所の碍子類も含めた碍管付き起動変圧器の損傷で引き起こされると仮定し、外部送電線網の影響は考慮しなかった。1995年兵庫県南部地震の際には、変電所等で、多くの変圧器、遮断器の震害事例が報告されている。そこで、これら震害事例をもとに、変圧器、遮断機、断路器、送電鉄塔のような、主要な設備・機器のフラジリティ・パラメータを評価し、外部送電線網の地震時信頼性を評価した。さらに、これら外部送電線網の地震時信頼性も考慮して、軽水炉モデルプラントの炉心損傷頻度を再評価した。その結果、外部送電線網の地震時信頼性が炉心損傷頻度に及ぼす影響はさほど大きくはないことがわかった。
村松 健; 廣瀬 次郎*; 及川 哲邦; 近藤 雅明
Proceedings of 15th KAIF/JAERI Annual Meeting, p.229 - 238, 2000/00
原研では、原子力発電所の地震起因事象に関する確率論的安全評価(地震PSA)の手法を開発し、軽水炉モデルプラントへの適用により、この手法が安全にとって重要な機器損傷や事故シナリオ等を同定するうえで有用であることを示してきた。そして現在は、この手法を地震リスクの一層の低減や耐震設計の高度化に活用するための研究を進めている。本論文では、耐震設計への応用として実施している、確率論的地震危険度評価の設計用想定地震設定への応用及び第四紀層地盤立地の安全性への影響検討における地震PSAの応用について、現状を紹介する。前者では、地震危険度への寄与度から支配地震を同定する手法として亀田・石川の方法等を実サイトに適用して実用上の課題を検討し、後者では地盤損傷の確率論的評価により手法の有用性について見通しを得た。
廣瀬 次郎*; 村松 健; 奥村 俊彦*; 瀧 諭*; 高田 毅士*
Proceedings of 5th International Conference on Probabilistic Safety Assessment and Management (PSAM-5), p.1383 - 1390, 2000/00
地震PSAを応用して軽水炉プラントを対象とする耐震設計の一層の高度化を図ることが期待されている。その一環として原研では、確率論的地震危険度解析を拡張して対象サイトで設計上考慮すべき地震(想定地震)を同定する手法の研究を実施している。本研究では、確率論的想定地震と現行の確率論に基づく設計地震の選定法を、地震活動特性のモデル化、距離減衰式の選定方法などの面から比較検討し、確率論的手法を今後の耐震設計に応用するための利点や検討課題を抽出した。具体的には、地震危険度曲線の超過発生確率に対応している参照確率を指定し、サイトにおける地震規模と震央距離を定める手段を合理的に与えるものであり、現行の設計地震の選定作業を補完するうえで有効な手法であるが、一方参照確率の設定根拠の扱い等設計への応用にはまだ幾つかの課題を解決する必要があることが明らかとなった。
リスク評価解析研究室
JAERI-Research 99-035, 314 Pages, 1999/05
JAERI-Research-99-035.pdf:14.99MB
本報告書は、原研で開発してきた地震に対する原子力発電所の炉心損傷頻度を評価するための確率論的安全評価(PSA)手法と軽水炉モデルプラントに適用した成果をまとめたものである。原研の地震PSA手法は、我が国の地震に関する豊富な情報の活用、応答評価の精度向上、耐震実証試験を利用した機器耐力の設定、相関性を考慮するための新たな手法の開発等の特徴がある。BWRプラントに適用した結果、炉心損傷頻度は内的事象に比べ大きくなったものの、評価精度の向上による低減の見通しと、起因事象としては外部電源喪失が、事故シーケンスとしては崩壊熱除去失敗及び全交流電源喪失シーケンスが支配的なこと、機器損傷の相関性が炉心損傷頻度に及ぼす影響は米国の先行研究で指摘されたほど大きくはないことなど、多くの知見が得られ、原研の地震PSA手法の有用性が確認された。
及川 哲邦; 近藤 雅明; 渡辺 裕一*; 白石 巌*; 廣瀬 次郎*; 村松 健
Proc. of Int. Topical Meeting on Probabilistic Safety Assessment (PSA'99), 1, p.77 - 84, 1999/00
本論文では、原研で実施したBWRモデルプラントの地震時確率論的安全評価(PSA)の結果と知見をまとめている。起因事象では外部電源喪失が、事故シーケンスとしては崩壊熱除去機能喪失及び全交流電源喪失シーケンスが、システムとしては非常機器冷却系のようなサポート系の喪失が支配的であるとの結果となった。また原研で新たに開発した手法により相関性が炉心損傷頻度(CDF)に及ぼす影響を検討した結果、米国の先行研究で指摘されている程には大きくない可能性が示唆された。原研の地震PSA手法はリスク上重要な因子の理解に有効であること、しかしCDFの絶対値を意思決定に使用するには、さらなるデータの改善が必要なこと等が知見として得られた。さらに、新たに提案した重要度指標による解析等によれば、地震危険度の不確実さが重要度評価に及ぼす影響は小さく、リスク上重要な因子の摘出が可能との方向性が示された。
横林 正雄; 及川 哲邦; 村松 健
Probabilistic Safety Assessment and Management, 3, p.1901 - 1906, 1998/00
本報告は、地震時のヒューマンエラーが炉心損傷頻度に及ぼす影響について検討した結果である。検討の方法としては先ず地震を考慮しない内的事象としてのドミナントシーケンスの一つである外部電源喪失におけるヒューマンエラー確率(HEP)をASEP法により評価し、次に地震時のHEPを地震動中活動と地震動後活動に分けて評価し、前者には振動台実験等の結果を参考にし、後者では機器損傷などから運転員が高ストレス等厳しい状況下で活動するとして評価した。これらの評価したHEPを外部電源喪失を起因事象とするシーケンスに適用した解析例を基にヒューマンエラーが地震時の炉心損傷頻度に及ぼす影響が有意であることを定量的に示した。
及川 哲邦; 近藤 雅明; 水野 義信*; 渡辺 裕一*; 福岡 博*; 村松 健
Reliab. Eng. Syst. Saf., 62(3), p.251 - 271, 1998/00
被引用回数：11 パーセンタイル：51.2(Engineering, Industrial)原研で開発している地震PSAのためのシステム信頼性解析コード、SECOM-2では、地震時の機器損傷確率の計算、ミニマルカットセット(MCS)の導出、システムの条件付故障確率の計算、地震ハザードを組み合わせた事故シーケンスの発生頻度や炉心損傷頻度の計算、感度解析、様々な指標を用いた重要度評価、不確実さ解析等を行う機能がある。まず、原研では地震下における炉心損傷事故のモデルとして、全ての起因事象による炉心損傷を1つのシステムモデルで表した総合フォールトツリー(FT)を用いている。このような総合FTを用いることにより、システム機能喪失、炉心損傷等の条件付き確率の点推定値曲線を地震動レベルの関数として求めることができる。ここで、点推定の計算には、厳密解が得られるBAM法を採用している。また、地震PSAで重要とされている、機器損傷の相関の取り扱い方法として、新たにモンテカルロ法に基づいた解析機能を組み込んでいるため、MCS間の機器損傷の相関を考慮できる他、従来のMCS法で採用されている上限近似を行うことなく、厳密解に近い計算結果を得ることができる。
渡辺 裕一*; 及川 哲邦; 村松 健
20th CNS Nuclear Simulation Symposium, p.1 - 10, 1997/00
地震に関する確率論的安全評価(PSA)を実施する上で機器応答の相関性を考慮することは、重要な課題とされている。機器応答の相関は、機器損傷の積と和の発生確率に影響を与えるが、従来の手法では、積に対する影響のみを考慮するか、和への影響も考慮した場合には完全相関に限定して解析がなされてきた。本研究では、モンテカルロ法により、フォールト・ツリーを直接定量化する手法を開発し、部分相関の場合を含めて、相関が機器損傷の積だけでなく和に与える影響も考慮して、システム機能喪失確率を計算することを可能とした。この手法により、BWRの残留熱除去系のシステム機能喪失確率を求めた。この結果、機器応答の相関は機器損傷の和の発生確率に影響を与え、この影響を無視するとシステム機能喪失確率を過大評価する場合があることがわかり、本手法の有用性が示された。
蛯沢 勝三; 神野 邦彦*; 中村 英孝*; 伊東 守*; 阿部 清治
JAERI-Research 96-059, 73 Pages, 1996/11
JAERI-Research-96-059.pdf:2.72MB
地震動に対する建屋・機器の損傷確率は、それらの現実的応答が耐力を上回った時の条件付き確率として評価される。建屋・機器の損傷確率評価法として、米国Lawrence Livermore国立研究所が開発した詳細法と呼ばれるSSMRP(Seismic Safety Margins Research Program)法とKennedy等によって提案された簡易法と呼ばれるZion法とがある。筆者等は、建屋・機器の損傷確率評価のため、基本的に応答係数法を採用し、採用に当たっては、我が国の耐震設計法を反映した形で、損傷確率の精度向上を図ることができるように、簡便性を損ねない範囲で、現実的応答評価法を改良する手法を提案した。この提案手法を用い我が国の耐震設計基準で設計された原子炉建屋や継電器等の応答係数を定量評価し現実的応答を求めると共に耐力も評価し損傷確率を求めた。また、SSMRP法及び既存の応答係数法と改良手法との違いをみるため、SSMRP法については類似の評価手法を考え、各手法毎の原子炉建屋の損傷確率を求め比較を行った。更に、建屋・機器の損傷確率評価法の選択に関し考え方を示した。
蛯沢 勝三; 中村 英孝*; 神野 邦彦*; 伊東 守*
PSA95: Proc. of Probabilistic Safety Assessment Methodology and Applications, 2, p.715 - 720, 1995/00
著者等は、原子炉建屋の機能喪失確率を評価する方法を提案する。建屋や機器の損傷確率評価法としては、「SSMRP法」や「応答係数法」が既に開発されている。著者等の手法は基本的に応答係数法に基づくものの、我が国の耐震設計法を反映し得る形に各種改良されている。建屋や機器の損傷確率は、それらの応答が耐力を上回った時の条件付き確率として計算される。ケネデー等の手法は、評価の簡便性を損わないという観点から、応答を線形で評価し、応答の非線形性については耐力をその分見掛け上割り増すことで評価している。この割り増しは、ニューマークが提案している塑性エネルギ吸収係数を用いて表される。一方、著者等の手法は、簡便性を損わない範囲で応答を非線形として評価する。評価に当っては、建屋梁の復元力特性を用いて、応答の非線形性を表わし得る回帰式を求め、回帰式を構成する係数を用いて非線形性を評価する。著者等の手法はケネデー等の手法と同様に簡便ではあるが、精度が良いと考える。
松本 潔; 村松 健; 山口 昌造*; 常世田 哲朗*
The 3rd JSME/ASME Joint Int. Conf. on Nuclear Engineering, Vol. 3, 0, p.1385 - 1392, 1995/00
地震PSAの手法体系の開発・整備の一環として、非常用ディーゼル発電設備(DGシステム)の地震耐力評価を行った。DGシステムは、多数の機器から成るマルチコンポーネント・システムである。本研究では、まず、マルチコンポーネント・システムの耐力評価手法の検討を行い、5つのステップから成る耐力評価手順を提案した。次に、この評価手法をDGシステムの耐力評価に適用した。評価の中では、(財)原子力発電技術機構により実施されたDGシステムの耐震実証試験及び、これに基づく耐震裕度評価解析の結果を有効な情報源として利用した。DGシステムの機能喪失をもたらす、比較的耐力の低いと考えられる機器類の7つの損傷モードについて、機器の耐力評価を行い、その結果を基にDGシステムの耐力を支配する損傷モードを同定すると共に、システムの耐力を求めた。
村松 健; 蛯沢 勝三; 松本 潔; 及川 哲邦; 近藤 雅明; 福岡 博*
The 3rd JSME/ASME Joint Int. Conf. on Nuclear Engineering, Vol. 3, 0, p.1333 - 1340, 1995/00
原研では確率論的安全評価(PSA)に関する研究の一環として地震起因事象に関するPSA(地震PSA)の手法の開発、改良を行なっている。本研究の最新の成果から、以下の事項を報告する。地震危険度評価については、断層モデルに基づく機構論的な地震動予測式の開発を進めており、震源及び波動伝播の地域特性を考慮するために観測地震動を用いて特性パラメータを定めた。建屋の損傷確率評価については、建屋応答の非線形性を考慮した解析により損傷確率を評価した。機器の損傷確率評価については、振動試験データに基づいて非常用ディーゼル発電機の耐力評価を行なった。システム信頼性解析の分野では、地震起因炉心損傷頻度評価用コードSECOM-2を用いた感度解析により、応答の相関性を考慮した場合の炉心損傷頻度への影響を評価した。
蛯沢 勝三; 亀岡 裕行*; 竹内 勇*; 加治木 茂明*
Transactions of the 13th Int. Conf. on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT),Vol. 3, 0, p.591 - 596, 1995/00
安全上重要で耐震対策の難しい機器を免震構造化した場合の有効性を評価する手法を提案すると共に、評価用コードEBISAを開発した。このコードを用いて、機器免震構造化の有効性に係わる要因の影響評価を行った。対象とした機器は、過去の地震PSAで安全上重要な機器の1つとして挙げられている碍管付き起動変圧器である。対象とした要因は、免震装置の有無、免震装置のタイプの違い、免震装置の使用温度の違い、入力地震動の周波数特性の違い、入力地震動の水平及び鉛直成分の違いである。評価の結果、機能喪失の発生頻度が免震装置の有無によって約3桁違い、免震効果が高いこと、長周期成分の卓越した地震動より、短周期成分の卓越したものに対し、免震効果が高いこと、入力地震動の成分の違いによって有効性が影響を受けること等が分かった。
蛯沢 勝三; 田中 歳明*; 高荷 道雄*; 近藤 雅明; 阿部 清治
JAERI-Data/Code 94-009, 135 Pages, 1994/08
JAERI-Data-Code-94-009.pdf:4.05MB
SHEATコードは、原子力発電所の地震PSAで必要なタスクの1つである確率論的地震ハザード解析のための計算コードである。地震ハザードは、特定サイトでの地震動レベル毎の年当り超過発生頻度と定義される。SHEATコードで、地震ハザードは次の2ステップで計算される。(1)対象サイト周辺での地震発生のモデル化。対象サイト周辺での将来の地震発生(発生位置、マグニチュード及び発生頻度)を、歴史地震データ、活断層データ及び専門家の技術的判断に基づきモデル化する。(2)対象サイトにおける確率論的地震ハザードの計算。まず、(1)での各地震がもたらす対象サイトでの地震動を、地震動距離減衰式とその標準偏差を用いて計算する。次いで、地震動レベル毎の発生頻度をすべての地震について足し合わせることにより当該サイトの地震ハザードを計算する。本報告書は、SHEATコードの使用手引であり、以下を記述している。(1)SHEATコードの概要、(2)サブプログラムの機能と計算モデル、(3)入出力データの説明、(4)サンプル計算の結果。原研では既に、SHEATコードを我が国の種々の原子力発電所サイトに広範に適用し、各サイトでの地震ハザードを評価している。
松本 潔; 村松 健
電子情報通信学会技術研究報告, 92(51), p.33 - 37, 1993/02
確率論的安全評価(PSA)は、原子力発電所の総合的安全性を検討するための有用な手段として世界的に認識されている。既に多くのPSAが実施され、その結果は原子力発電所の設計や規制に広く用いられている。地震PSAとは、地震を起因とする炉心損傷事故発生頻度を評価するPSAであるが、それは2つの理由から重要と考えられている。1つは、地震は起因事象と、その事象が事故に進展することを防止するための安全設備の故障とを、同時に発生させる可能性があることである。もう1つは、地震PSAの結果はたいていの場合大きな不確実さを有することである。本報は、公開文献を基に、日本原子力研究所で行われている地震PSAに関する研究の現状を紹介するものである。
