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論文

Uncertainty assessment of structural modeling in the seismic response analysis of nuclear facilities

崔 炳賢; 西田 明美; 村松 健*; 高田 毅士*

Transactions of 24th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-24) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2017/08

本稿では、原子力施設のモデル化手法が地震応答解析結果に与える影響を明らかにするため、多様な入力地震波を用いた地震応答解析を実施し、応答のばらつきの統計的分析を行った。特に、従来のSRモデルと3次元有限要素モデルにおける建屋の最大加速度応答の違いに着目し、入力地震動強さと建屋床高さと応答結果の関係について得られた知見について報告する。

論文

3次元有限要素モデルによる原子力施設の地震応答解析モデルの構築のための感度解析

崔 炳賢; 西田 明美; 中島 憲宏

構造工学論文集,B, 63B, p.325 - 333, 2017/03

日本原子力研究開発機構では、原子力施設の3次元振動シミュレーション技術の開発に取り組んでいる。本研究では、HTTR建屋の3次元有限要素モデルを用いた東北地方太平洋沖地震に対する地震応答解析を実施し、不確定性を持つ入力パラメータに対して感度解析を行った。また、3次元有限要素モデルにおける不確定性を持つ入力パラメータ設定に関して、建屋応答解析結果のばらつき評価を実施した。

論文

平成23年東北地方太平洋沖地震後の東海再処理施設の健全性に係る点検・評価の結果について

中野 貴文; 佐藤 史紀; 白水 秀知; 中西 龍二; 福田 一仁; 立花 郁也

日本原子力学会誌, 57(1), p.14 - 20, 2015/01

平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震では、日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設(東海再処理施設)のある茨城県東海村において震度6弱の地震を観測した。本地震では、東海再処理施設の設計時の想定を超える地震動が観測されたが、建物・構築物及び設備に与えた影響について詳細な点検や地震応答解析及び両者の結果を踏まえた総合評価を行った結果、本地震後の東海再処理施設の健全性について問題ないと判断した。その結果について報告する。

論文

確率論的手法による機器免震性能設計及び有効性評価手法

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。

報告書

原子力施設の免震構造に関する研究(核燃料施設)

瓜生 満; 篠原 孝治; 山崎 敏彦; 見掛 信一郎; 中山 一彦; 近藤 俊成*; 橋村 宏彦*

JNC-TN8400 2001-030, 99 Pages, 2002/01

JNC-TN8400-2001-030.pdf:13.24MB

一般免震建物では第四紀層地盤立地例が非常に多く、原子力施設においても立地拡大の観点からその研究要請が強い。免震構造物を第四紀層地盤に立地する場合、上下方向地震動が岩盤上と比べて増幅しやすいため、その評価は重要な課題であり、特に、原子力施設では一般施設に比べて地震荷重が大きいことから、地盤における上下地震動の増幅の影響等、その立地適合性の検討を行う必要がある。よって、本研究では、免震構造の適用について、第三紀層における検討に基づき、地質年代として比較的新しい第四紀層地盤における立地適合性を検討し、その安全評価手法について報告を行う。更に、免震建物の動特性を基に、核燃料施設特有の機器・配管類に対するやや長周期床応答における挙動の評価を行ったので、ここに報告する。

報告書

機器免震有効性評価における地震応答解析手法の検討

森 和成*; 堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之

JAERI-Tech 2001-037, 85 Pages, 2001/06

JAERI-Tech-2001-037.pdf:6.27MB

免震技術は一般構造物と同様に原子炉機器の耐震設計においても、機器に作用する地震力を低減する有効な手段として期待されている。原研では、1991年より原子力機器の免震化に関する研究に着手し、確率論に基づく機器免震の有効性評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。上記有効性評価手法においては、詳細法を用いて機器の現実的応答を求め、機器の応答と損傷限界から損傷頻度を算定し、非免震機器と比較して有効性を評価する。詳細法は、対象サイトにおいて想定される種々の入力地震動に対して、地盤・建屋・機器の非線形挙動やそれらの物性値あるいは振動特性等のばらつきを考慮して機器の現実的応答を求めるものである。したがって、損傷頻度を精度良く評価するためには、地盤・建屋・機器の地震応答解析手法の選定と、解析モデル及びばらつきを含めた解析条件の設定方法が重要である。また一方で、計算の効率化を図るために、地震応答解析において考慮すべきばらつきの要因を絞り込む必要がある。本報告は、機器免震有効性評価手法において地盤・建屋・機器の地震応答解析で用いる解析手法や解析モデルについておもに精度の面から妥当性を検討するとともに、地盤物性や建屋の振動特性等について応答のばらつきに大きな影響を及ぼす要因についてまとめたものである。

報告書

多段積層ゴム・空気ばねタイプ3次元機器免震試験システムの振動台試験及び地震応答解析

堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之; 藤本 滋*

JAERI-Tech 2001-033, 124 Pages, 2001/06

JAERI-Tech-2001-033.pdf:9.98MB

日本原子力研究所では、1991年より原子力機器の免震技術を導入した場合の有効性評価に関する研究に着手し、機器免震の有効性評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震試験システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。有効性確証試験では、特性の異なる2種類の3次元機器免震試験システムを製作し、特性試験によりそれぞれの動的特性と免震効果を検証している。上記試験システムの1台は、免震装置としてボールベアリングと空気ばねを用いたもので、現在大洗研究所敷地内のテストベッドに設置し、自然地震動下で応答を観測しており、いくつかの地震動により顕著な免震効果を確認した。また、ほかの1台は、免震装置として多段積層ゴムとコイルばねを用いたもので、3次元連成振動の影響と免震効果を確認するために種々の周波数特性の地震動による振動台試験を実施した。本報告書は、多段積層ゴム・コイルばねタイプ3次元免震システムの概要、振動特性、振動台試験及び地震応答解析結果についてまとめたものである。

報告書

ボールベアリング・空気ばねタイプ3次元機器免震試験システムの動的特性および地震応答性状

堤 英明*; 山田 博幸; 森 和成*; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之

JAERI-Tech 2000-086, 93 Pages, 2001/02

JAERI-Tech-2000-086.pdf:6.56MB

日本原子力研究所では、1991年より原子力機器の免震技術を導入した場合の有効性評価に関する研究に着手し、機器免震の有効性評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震試験システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。有効性確証試験では、特性の異なる2種類の3次元機器免震試験システムを製作し、特性試験によりそれぞれの動的特性と免震効果を検証している。上記試験システムの1台は、免震装置としてボールベアリングと空気ばねを用いたもので、現在大洗研究所敷地内のテストベッドに設置し、自然地震動下で応答を観測しており、これまでに、いくつかの地震動により顕著な免震効果を確認した。また、ほかの1つは、免震装置として多段積層ゴムとコイルばねを用いたもので、振動台試験により種々の大規模地震動に対する3次元的連成挙動と免震効果の検証を実施している。本報告書は、ボールベアリング・空気ばねタイプの3次元機器免震試験システムの設計仕様,特性試験及び自然地震動による応答観測から得られた動的特性、それらに基づいて作成した振動モデル及び免震要素の特性のばらつきを考慮した地震解析結果についてまとめたものである。

論文

3次元機器免震試験システムの動的挙動及び免震効果

堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之; 藤本 滋*

土木学会第2回免震・制震コロキウム講演論文集, p.75 - 82, 2000/11

原研では、平成3年度から平成7年度までのPhase I研究において安全上重要な機器に免震技術を導入した場合の有効性評価手法及びコードを開発し、碍管付き起動変圧器について有効性を評価した。平成8年度から平成12年度までのPhase II研究では、機器免震有効性評価コードの高度化を目的として3次元機器免震システムの有効性確証試験を実施している。有効性確証試験では、平成10年度に原子力機器を模擬した特性の異なる「ボールベアリング支承・空気ばねタイプ」及び「多段積層ゴム・コイルばねタイプ」の3次元機器免震試験システムを設計製作し、前者のシステムは、大洗研究所内のテストベッド上に設置し、自然地震動下において地震応答観測を実施中である。既に数回の地震で顕著な免震効果が確認されている。また、後者については、種々の振動特性を有する地震動により振動台試験を実施し、動的挙動と免震効果を検証した。本論文は、「多段積層ゴム・コイルばねタイプ3次元機器免震試験システム」の概要、振動特性、振動台試験及び模擬地震応答解析についてまとめたものである。

報告書

多段積層ゴム・コイルばねタイプ3次元機器免震システムの特性試験および地震応答解析

堤 英明*; 山田 博幸; 蛯沢 勝三; 柴田 勝之

JAERI-Tech 2000-045, 107 Pages, 2000/07

JAERI-Tech-2000-045.pdf:7.25MB

免震技術は一般構造物と同様に原子炉機器の耐震設計においても、機器に作用する地震力を低減する有効な手段として期待されている。日本原子力研究所では、1991年より原子力機器の免震化に関する研究に着手し、機器免震の地震時における損傷頻度の評価手法及び評価コード(EBISA: Equipment Base Isolation System Analysis)を開発した。さらに、上記評価コードを高度化するために、1996年より機器免震システムの動的挙動を把握するとともに、有効性を検証するための確証試験を実施している。有効性確証試験では、特性の異なる2種類の3次元機器免震試験システムを製作し、それぞれの静的及び動的特性を静加力試験及び自由振動試験等で確認した。それらのうちの1台は、免震装置としてボールペアリング支承と空気ばねを用いたもので、現在大洗研究所内のテストベッドに設置し、自然地震動下で応答を観測しており、これまでに、いくつかの地震動により顕著な免震効果が確認されている。また、ほかの1台は、免震装置として多段積層ゴムとコイルばねを用いたもので、振動台試験により種々の大規模地震動に対する3次元的連成挙動と免震効果を確認した後、テストベッドに設置して地震応答を観測する予定である。本報告書は、多段積層ゴム及びコイルばねを用いた機器免震システムの仕様、静的及び動的特性、それらに基づいて作成した解析モデル、振動台試験の加振実験や加振性能を確認するために実施した予備振動台試験及び地震応答解析についてまとめたものである。

報告書

3次元免震における適切な上下免震特性の検討

北村 誠司; 森下 正樹

JNC-TN9400 2000-060, 168 Pages, 2000/05

JNC-TN9400-2000-060.pdf:4.09MB

共通床(コモンデッキ)に原子炉容器、一次系機器を搭載し、これを大型の皿ばねを用いた免震要素で上下方向に支持する3次元免震構造概念(コモンデッキ方式)を対象に、適切な上下免震特性に関する検討を行った。検討用の入力地震動としては、4種類の自然地震波と3種類の人工地震波を地震入力を用いた。地盤条件や免震建屋の特性を考慮し、水平免震建屋の地震応答解析を行い、上下免震要素の支持レベルにおける床応答と加速度時刻歴を整理した。上記で得た免震支持レベルでの応答加速度を入力として、1自由度上下免震構造モデルを用いて地震応答解析を行った。解析は、線形解析、非線形解析(復元力特性が弾性である皿ばねと弾完全塑性の減衰要素を想定)の2種類について実施した。線形解析で検討する範囲は、免震振動数0.8$$sim$$2.5Hz、減衰比2$$sim$$60%を組み合わせた領域とした。非線形解析では、皿ばねの剛性のみで決まる免震振動数0.5$$sim$$5Hz、剛性比1$$sim$$20、及び降伏震度0.01$$sim$$0.2の範囲で検討した。上下免震システムの免震特性として、最大相対変位、最大加速度、及び5$$sim$$12Hz間における床応答加速度の最大値の3つの応答量に対する判断基準を設定し、これらを満足するパラメタの組み合わせ領域について調べた。判断基準として最大相対変位50mm、規格化加速度0.75、規格化床応答0.33を用いた場合、線形解析の結果から、免震振動数は0.8、1.0、1.2Hz、減衰比はそれぞれ30、20、15%以上の組み合わせが適切であることがわかった。また非線形解析の結果、免震振動数0.8$$sim$$1.0Hzの皿ばねと、剛性比4$$sim$$6、降伏震度0.05$$sim$$0.06の減衰要素を組み合わせて用いることで、適切な免震特性が得られることがわかった。非線形解析の結果は、等価減衰比が20%以上の減衰要素を用いることで、系としての卓越振動数が1.0$$sim$$2.0Hzの範囲において適切な免震効果が得られることに相当する。

報告書

平成10年度安全研究成果(調査票)-放射性廃棄物安全研究年次計画(平成8年度$$sim$$平成12年度)

not registered

JNC-TN1400 99-019, 117 Pages, 1999/10

JNC-TN1400-99-019.pdf:5.25MB

平成11年9月14日の科学技術庁原子力安全局放射性廃棄物規制室からの協力依頼に基づき、放射性廃棄物安全研究年次計画(平成8年度$$sim$$平成12年度)に登録される研究課題(20件)について平成10年度安全研究の調査票(平成8年度$$sim$$平成l0年度の成果)を作成した。本報告書は、国に提出した調査票を取りまとめたものである。

報告書

機器上下免震構造に関する研究 原子炉建物 -免震構造の上下動連成振動解析-

森下 正樹

PNC-TN9410 97-032, 126 Pages, 1997/04

PNC-TN9410-97-032.pdf:4.62MB

コモンデッキ方式機器上下免震構造の地震応答特性が,これを支持する原子炉建物との動的相互作用の影響を受ける可能性について,解析によって検討した。原子炉建物と免震構造の連成モデル及び非連成モデルによる応答解析を実施し,両者の加速度応答の比較によって影響の程度を検討した。検討の結果をまとめると以下のとおりである。(1)原子炉建物と機器上下免震構造の動的相互作用は顕著ではない。これは,免震振動数と地盤-建屋系の主要振動数が十分離れているためである。(2)非連成モデルによる結果は実用上十分な精度を与え,かつ若干安全側となる。(3)機器上下免震構造が原子炉建物の他の部位での振動挙動に与える影響も無視出来る程度である。

報告書

人工バリアの地震応答解析モデル/コ-ドの開発(V)(概要)

森 康二*; 根山 敦史*; 田中 由美子*; 西村 和哉*

PNC-TJ1458 97-004, 26 Pages, 1997/02

PNC-TJ1458-97-004.pdf:0.88MB

本研究は、高レベル放射性廃棄物の地層処分システムに於ける人工バリアの耐震安定性の評価を目的として、以下の研究を実施したものである。(1)実処分場を想定したニアフィールドの耐震安定性評価を念頭に、地下深部に於ける地震観測事例を調査した。(2)前年度に引き続き、3次元地震応答解析コードの機能追加を行った。本年度は実処分環境に於ける周辺岩盤のモデル化に伴い、地盤の半無限性を考慮する粘性境界要素の追加を行った。(3)改良コードの妥当性を確認するため、簡易モデルによる定性的な検証解析、ならびに動燃事業団殿所有の総合地盤解析システムSIGNASによるベンチマーク解析を行った。(4)防災科学研究所で実施された1/5スケール人工バリアの振動実験への情報提供(固有値、緩衝材の乾燥密度の影響など)を目的として、予備解析を行った。(5)実処分場を想定したニアフィールドのパラメータ解析を行い、耐震安定性の評価検討を行った。

報告書

人工バリアの地震応答解析モデル/コ-ドの開発(V)

森 康二*; 根山 敦史*; 田中 由美子*; 西村 和哉*

PNC-TJ1458 97-003, 179 Pages, 1997/02

PNC-TJ1458-97-003.pdf:5.75MB

本研究は、高レベル放射性廃棄物の地層処分システムに於ける人工バリアの耐震安定性の評価を目的として、以下の研究を実施したものである。(1)実処分場を想定したニアフィールドの耐震安定性評価を念頭に、地下深部に於ける地震観測事例を調査した。(2)前年度に引き続き、3次元地震応答解析コードの機能追加を行った。本年度は実処分環境に於ける周辺岩盤のモデル化に伴い、地盤の半無限性を考慮する粘性境界要素の追加を行った。(3)改良コードの妥当性を確認するため、簡易モデルによる定性的な検証解析、ならびに動燃事業団殿所有の総合地盤解析システムSIGNASによるベンチマーク解析を行った。(4)防災科学研究所で実施された1/5スケール人工バリアの振動実験への情報提供(固有値、緩衝材の乾燥密度の影響など)を目的として、予備解析を行った。(5)実処分場を想定したニアフィールドのパラメータ解析を行い、耐震安定性の評価検討を行った。

報告書

人工バリアの地震応答解析モデル/コードの開発(4)(概要)

明石 浩一*; 根山 敦史*; 西村 和哉*; 田辺 和夫*

PNC-TJ1458 96-002, 72 Pages, 1996/02

PNC-TJ1458-96-002.pdf:1.47MB

本研究は、緩衝材の粘弾塑性を考慮した人工バリアシステムの地震応答解析モデル/コードの開発を目的として以下の項目を実施した。(1)平成6年度に引き続き、地震応答解析モデルを開発するうえで、重要な入力パラメータである土質材料の振動時の物性及び挙動に関する調査を行うとともに開発中のコードの機能検証を行うためのデータの調査検討を行った。(2)平成6年度研究委託で得られた成果をもとに、非線形解析機能の追加等の改良・開発検討を行った。(3)人工バリアの振動実験データをもとにモデル/コードの妥当性の評価及び課題の抽出を引き続き行った。

報告書

人工バリアの地震応答解析モデル/コードの開発(4)

明石 浩一*; 根山 敦史*; 西村 和哉*; 田辺 和夫*

PNC-TJ1458 96-001, 190 Pages, 1996/02

PNC-TJ1458-96-001.pdf:4.12MB

本研究は、緩衝材の粘弾塑性を考慮した人工バリアシステムの地震応答解析モデル/コードの開発を目的として以下の項目を実施した。(1)平成6年度に引き続き、地震応答解析モデルを開発するうえで、重要な入力パラメータである土質材料の振動時の物性及び挙動に関する調査を行うとともに開発中のコードの機能検証を行うためのデータの調査検討を行った。(2)平成6年度研究委託で得られた成果をもとに、非線形解析機能の追加等の改良・開発検討を行った。(3)人工バリアの振動実験データをもとにモデル/コードの妥当性の評価及び課題の抽出を引き続き行った。

報告書

人工バリアの地震応答解析モデル/コードの開発(3)(最終報告書)

明石 浩一*; 根山 敦史*; 中川 浩一*

PNC-TJ1458 95-002, 235 Pages, 1995/03

PNC-TJ1458-95-002.pdf:4.9MB

本研究は、緩衝材の粘弾塑性を考慮した人工バリアシステムの地震応答解析モデル/コードの開発を目的として以下の項目を実施した。(1)平成5年度に引き続き、地震応答解析モデルを開発するうえで、重要な入力パラメータである土質材料の振動時の物性及び挙動に関する調査を行うとともに開発中のコードの機能検証を行うためのデータの調査検討を行った。(2)平成5年度研究委託で得られた成果をもとに、等価線形解析機能の追加等の改良・開発検討を行った。(3)人工バリアの振動実験データをもとにモデル/コードの妥当性の評価及び課題の抽出を引き続き行った。

報告書

人工バリアの地震応答解析モデル/コードの開発(3)(報告書概要)

明石 浩一*; 根山 敦史*; 中川 浩一*

PNC-TJ1458 95-001, 101 Pages, 1995/03

PNC-TJ1458-95-001.pdf:2.2MB

本研究は、緩衝材の粘弾塑性を考慮した人工バリアシステムの地震応答解析モデル/コードの開発を目的として以下の項目を実施した。(1)平成5年度に引き続き、地震応答解析モデルを開発するうえで、重要な入力パラメータである土質材料の振動時の物性及び挙動に関する調査を行うとともに開発中のコードの機能検証を行うためのデータの調査検討を行った。(2)平成5年度研究委託で得られた成果をもとに、等価線形解析機能の追加等の改良・開発検討を行った。(3)人工バリアの振動実験データをもとにモデル/コードの妥当性の評価及び課題の抽出を引き続き行った。

報告書

ガラス固化技術開発施設建設工事報告書-付属排気筒工事

山本 勝; 新沢 幸一*; 小椋 正己; 室川 佳久; 真道 隆治; 上野 勤; 本橋 昌幸

PNC-TN8470 93-002, 99 Pages, 1993/01

PNC-TN8470-93-002.pdf:2.27MB

ガラス固化技術開発施設付属排気筒工事(以下「本工事」という)は、平成元年9月より現地工事を開始し、約17ヶ月の工期を要して平成3年2月に完了した。本報は、本工事の設計・許認可工事の詳細内容を報告した。本報の主要な内容は次のとおりである。1)付属排気筒の概要2)契約の内容3)付属排気筒工事の概要とその詳細内容4)国の使用前検査と動燃の自主検査5)許認可業務内容6)施工上の検討事項

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