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論文

Characterizing the reactivation mechanisms of coseismic surface ruptures associated with the 2011 Mw 6.7 Fukushima-ken Hamadori earthquake in Japan through borehole hydromechanical testing

Guglielmi, Y.*; 青木 和弘; Cook, P.*; Soom, F.*; Cappa, F.*; 田中 遊雲

Tectonophysics, 819, p.229084_1 - 229084_22, 2021/11

2011年Mw6.7の福島県浜通り地震に伴う地表断層の再活性化メカニズムについて、ボーリング孔への注水試験を実施し、検討した。本研究では、断層のリアクティベーションのために、2つの断層区間を選択した。1つは地震時に地表変位が現れた塩ノ平サイト、もう1つは地震時に変位しなかった区間である水上北サイトである。断層の上下を密閉したボーリング孔に注水を行うことで、断層を固定している断層面の有効応力を段階的に減少させ、断層を破壊させる。この断層が破壊している間に、ボーリング孔の変位,流体圧,注入流量を連続的にモニターした。取得したデータを水理-力学連成モデルを用いて解析し、断層の再活性化モードを検討した。その結果、塩ノ平サイトでは、純粋なダイラタントスリップ応答を示したが、水上北サイトでは、断層の高い摩擦強度、粘着力に関連した複雑な応答を示した。また、塩ノ平サイトのすべりの解析から、塩ノ平断層の摩擦がすべり速度に基づくクーロン破壊として合理的にモデル化され、室内試験で求めた摩擦係数と整合的であった。本研究では、同一断層系の2つのセグメント間で、断層の物理的性質や破断メカニズムに大きな違いがあることを明らかにし、大規模地震時の地表破断の影響等の地震ハザードをより適切に評価するための展望を開くことができた。

論文

Synchronized gravitational slope deformation and active faulting; A Case study on and around the Neodani fault, central Japan

小村 慶太朗*; 金田 平太郎*; 田中 知季*; 小嶋 智*; 井上 勉*; 西尾 智博

Geomorphology, 365, p.107214_1 - 107214_22, 2020/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Geography, Physical)

本研究では、岐阜・福井県境の重力変形地形と、近接する根尾谷断層上で掘削調査を実施した。その結果、重力変形地形では少なくとも4回の成長イベントが検出され、それぞれの年代が240cal BP以降、1710-340cal BP、4730-3970cal BP、5570-5340cal BPに絞り込まれた。一方、根尾谷断層本体でも少なくとも計4回の古地震イベントが明らかとなり、それぞれの年代が新しいものから1891年濃尾地震、2010-1220cal BP、7180-2110cal BP、9540cal BPと推定され、本研究では重力変形地形のイベントが毎回根尾谷断層の活動に誘発されているものと結論付けた。また、クーロン応力変化のモデリングによると、本研究地域は根尾谷断層の活動により正断層運動が著しく促進されることが明らかとなった。従来、地震に伴う大規模地滑りや重力変形は地震動のみで論じられることが多かったが、本研究地域のように活断層のごく近傍では、地震動だけでなく、断層運動による地殻の静的歪みが重力変形の発生・成長に大きな影響を与えている可能性がある。

報告書

海陸境界付近の断層の分布・特徴、及びその調査・評価技術に関する知見の整理

丹羽 正和; 野村 勝弘; 日浦 祐樹

JAEA-Review 2018-010, 40 Pages, 2018/04

JAEA-Review-2018-010.pdf:6.11MB
JAEA-Review-2018-010-appendix(CD-ROM).zip:36.31MB

四方が海で囲まれているわが国では、沿岸部において地層処分のサイト選定に係る調査が必要となる可能性が考えられる。このうち断層運動に関する調査技術については、陸域での調査に加え、音波探査や海上ボーリングなどの海域での調査についてもそれらの適用性を検討することが求められる。また、沿岸部における地層処分の安全評価のためには、海陸境界付近での断層運動に関する調査・評価技術の整備に加え、わが国の沿岸部における断層の分布や特徴についての情報が十分に整理されていることも重要である。そこで本報告書では、海陸境界付近の断層に対する既存の調査技術の適用性評価、及びわが国の沿岸部の断層運動に関わる特徴の整理のための基礎情報とする目的で、海陸境界付近の断層の分布・連続性や活動性・活動時期に関する調査・研究事例と最新技術に関する情報を収集して取りまとめた。

論文

Complete $$^{40}$$Ar resetting in an ultracataclasite by reactivation of a fossil seismogenic fault along the subducting plate interface in the Mugi M$'e$lange of the Shimanto accretionary complex, southwest Japan

藤内 智史*; 伊藤 駿*; 橋本 善孝*; 田村 肇; 豊岡 尚敬*

Journal of Structural Geology, 89, p.19 - 29, 2016/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:40.08(Geosciences, Multidisciplinary)

地震源性の化石断層である南阿波断層の活動年代を調べるために、粘土鉱物のK-Ar年代測定を行った。メランジェの基質の頁岩から得られたK-Ar年代は85から48Maであり、砕屑性雲母鉱物の量の減少に伴って年代が若くなる傾向を示した。対照的に、断層の中心部から採取したウルトラカタクレーサイトのK-Ar年代は明らかにメランジェより若く、29から23Maとなり、かつ粒径との相関は見られなかった。このことは、23から29Maの間にウルトラカタクレーサイトから$$^{40}$$Arが完全に散逸したことを意味する。ウルトラカタクレーサイトにおける$$^{40}$$Arの散逸は、断層が再活性化した際に起こった摩擦による加熱もしくは熱水の侵入によるものと思われる。この結果は、付加複合体中の整合層からテクトニックメランジェを分離する地震源性断層が、付加の進行中のみならず、付加が完了した後にも滑った可能性を示す。

論文

A Study of mechanical stability of support elements and surrounding rock mass during shaft sinking through a fault

津坂 仁和*; 稲垣 大介*; 名合 牧人*; 井尻 裕二*

Proceedings of 8th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS-8) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2014/10

This study describes the analysis performed on the West Access Shaft of the Horonobe Underground Research Laboratory, which was expected to intersect a fault at the depth of approximately 320 m. Field observation, and measurement data were used to determine analysis conditions including magnitude and orientation of in-situ stress, boundary conditions, and rock mass properties. The fault was modeled as having a dip angle of 40 degrees and apparent thickness of 5 m (equivalent to the height of the excavated rock wall). The shaft sinking procedure was simulated using three-dimensional excavation analysis. The excavation involved installing concrete lining at every 2 m span. The analysis considered two cases of maximum in situ principal stress orientation: (1) perpendicular to and (2) parallel to the fault plane orientation. The results of the analysis indicate that the maximum excavation-induced stress, developed in a single-span lining concrete, was in the direction perpendicular to the maximum in situ principal stress orientation, unaffected by the fault plane orientation. The influence of the fault plane orientation on the excavation-induced stress state was found to be significant above and below the fault rather than in the fault. Another observation was that the excavation-induced stress magnitude appeared to be greater when the maximum in situ principal stress orientation was parallel to the fault plane orientation.

論文

地震動の不確かさを考慮した経年配管の構造信頼性評価手法の開発

杉野 英治*; 伊藤 裕人*; 鬼沢 邦雄; 鈴木 雅秀

日本原子力学会和文論文誌, 4(4), p.233 - 241, 2005/12

本研究の目的は、既存の軽水炉原子力発電プラントの長期利用の観点から、安全上重要な機器構造物の経年変化事象を適切に考慮した地震時構造信頼性評価手法を確立することである。そこで、1次冷却系配管における応力腐食割れや地震荷重による疲労き裂進展などの経年変化事象に着目し、確率論的破壊力学に基づいた配管破損確率評価コードPASCAL-SCと、プラントサイトの地震発生確率及び地震発生確率レベルに応じた地震動を算出するための確率論的地震ハザード評価コードSHEAT-FMを開発し、これらを組合せた経年配管の地震時構造信頼性評価手法を提案した。この手法を用いてBWRモデルプラントの再循環系配管溶接線の1つについて評価した。その結果、経年配管の破損確率は、運転時間がある時期を過ぎると急激に増加する傾向にあり、相対的に地震荷重よりも経年変化による破損の影響が大きいことがわかった。

報告書

地震時システム信頼性解析コードSECOM2の使用手引

内山 智曜; 及川 哲邦; 近藤 雅明; 渡辺 裕一*; 田村 一雄*

JAERI-Data/Code 2002-011, 205 Pages, 2002/03

JAERI-Data-Code-2002-011.pdf:8.52MB

本報告書は、地震に対する原子力発電所の確率論的安全評価(PSA)におけるタスクの1つであるシステム信頼性解析を目的として原研で開発してきた地震時システム信頼性解析コードSECOM2の使用手引としてまとめたものである。SECOM2コードには、炉心損傷または任意の頂上事象の発生条件を表すフォールトツリーとそれを構成する機器等の耐力や応答に関する情報、地震危険度曲線等を入力として、応答係数法に基づいた地震動レベルごとの機器損傷確率やシステム機能喪失確率の計算,当該サイトでの地震危険度曲線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,さまざまな指標を用いた重要度評価,不確実さ解析,応答及び耐力の相関性を考慮した炉心損傷頻度の評価等を行う機能がある。本報告書では、これらSECOM2の機能について計算方法を示し、各機能を用いる際の具体的な使用方法について説明する。

報告書

地震ハザード評価コードSHEAT(PC版)の使用手引

山田 博幸; 堤 英明*; 蛯沢 勝三*; 鈴木 雅秀

JAERI-Data/Code 2002-001, 161 Pages, 2002/03

JAERI-Data-Code-2002-001.pdf:6.62MB

地震ハザード評価コードSHEAT(PC版)は、当初大型計算機用に整備されたSHEAT(Seismic Hazard Evaluation for Assessing the Threat to a facility site)コードの操作性能と汎用性の向上を目的として整備された計算コードである。PC版では、大型計算機で動作していたFORTRANソースコードがWindows上で動作可能であるとともに、大型計算機でのジョブコントロール機能をGUIに置き換えて操作性を向上させた。地震ハザードは、特定サイトでの地震動レベルごとの年あたり超過発生頻度として定義される。評価手順は、まず、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。次いで、対象サイトにおける確率論的地震ハザード計算では、モデル化した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。さらに、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、PC版SHEATコードの使用手引きであり、(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,(5)操作マニュアルの各内容を記述している。

論文

Real-time nuclear power plant monitoring with neural network

鍋島 邦彦; 鈴土 知明; 鈴木 勝男; Tuerkcan, E.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 35(2), p.93 - 100, 1998/02

 被引用回数:30 パーセンタイル:89.93(Nuclear Science & Technology)

本論文では、ニューラルネットワークを利用した原子炉運転中の異常検知について述べる。この手法の基本原理は、実際のブラントから測定されたプロセス信号とプラントモデルから得られる出力信号の誤差が大きくなる場合に異常を検知するものであり、プラントは3層のオートアソシアティブ型ニューラルネットワークでモデル化されている。オートアソシアティブ型ネットワークを用いると、未知のプラント状態を検知できるという利点がある。ここで用いる新しい学習方法は、一般的な誤差逆伝播アルゴリズムを改良したもので、ニューラルネットワークによるプラントの動的モデルが得られる。実炉による試験の結果、このプラント監視システムが、原子炉の起動、停止、定常運転を含めた広い出力範囲にわたって、実時間で微小な異常兆候を的確に検知できることが明らかになった。

論文

Fault tree analysis of system anomaly leading to red oil explosion in plutonium evaporator

野村 靖; R.Leicht*; P.Ashton*

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(8), p.850 - 860, 1994/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:57.35(Nuclear Science & Technology)

典型的な再処理施設モデルのプルトニウム蒸発缶におけるレッドオイル爆発を誘引するおそれのあるシステム異常に対して、そのシナリオ同定、信頼性データの整備、フォールトツリー構築及び解析を行ったので、その結果を報告する。ドイツのモデル再処理施設の場合のシステム異常の発生頻度は、有機溶媒が蒸発缶に流入するシステムエラーの発生頻度2.6$$times$$10$$^{-3}$$/yrに対して、蒸発缶内部の溶液が150$$^{circ}$$C以上に加熱・継続される異常状態の発生確率1.0$$times$$10$$^{-8}$$をかけて、2.6$$times$$10$$^{-11}$$/yrと評価された。

論文

Qualitative fault diagnosis in systems with nonintermittent concurrent faults; A Subjective approach

B.H.Far*; 中道 松郎*

IEEE Trans. Syst. Man Cybern., 23(1), p.14 - 30, 1993/01

プラントの故障診断システムには、主観的な故障診断システムと客観的な故障診断システムがある。主観的な故障診断システムは、専門家の診断方法を見習うことができる。客観的な故障診断システムは、人間が処理するには面倒な診断作業を自動化することができる。従来、主観的な故障診断システムを作成する場合、モデルや推論方法を診断に要求される詳細レベルのものにすることが難しい、センサー情報や経験的データを効率的に扱うことができない等の問題点があった。本論文では、階層的な定性推論方法を付加した主観的故障診断システムを提案する。専門家の認知モデルを定性的に記述したこと、定性推論によりシステムの状態を予測したこと、計算負荷を避けるために抽象的な情報を取り扱ったことが主な特徴である。

報告書

A Research on applications of qualitative reasoning techniques in Human Acts Simulation Program

B.H.Far*

JAERI-M 92-058, 79 Pages, 1992/04

JAERI-M-92-058.pdf:2.65MB

情報システムセンターでは、原子力知能化システム技術の研究テーマの中で人間動作シミュレーション・プログラム(Human Acts Simulation Program:HASP)と名付けた人工知能とロボティックスに関する研究を行っている。具体的には、原子力施設の巡回点検作業を対象として、知能ロボットが与えられた作業命令を解釈、実効する為に必要なソフトウェア及びハードウェアの研究開発を行うものである。本レポートでは、HASPにおける人工知能の研究の1つである定性推論の研究と応用、つまり、モデルベース推論と学習、故障診断、そして機能推論等について述べる。技能・ルール・知能(S-R-K)構造と対応する時間的な状態変化とその同期を含めた定性モデルの階層構造、定性感度解析手法、主観的な定性故障診断手法、そして定性機能形成手法を紹介する。

論文

A Subjective approach to qualitative fault diagnosis in systems with nonintermittent multiple faults

B.H.Far*; 中道 松郎*

1991年度人工知能学会全国大会 (第5回)論文集, p.685 - 688, 1991/00

本論文では階層的な定性推論手法を大規模システムの多重故障診断に応用した例を紹介する。定性推論の階層構造はSkill-Rule-Knowledge(S-R-K)構造と対応する。本研究の特徴を以下に示す。1.知識レベルのモデル(Qualitative Deep Model)を用いてルールレベルのモデルまたは浅いレベルの診断ルールを作る。このようなモデルベースのルールはheuristicルールに比べてより信頼性がある。2.故障の集合と定性的な振舞いの集合との関係を表わす手段としてBehavioral Fragment(BF)を定義し、システムの振舞いからBFを使用して多重故障仮定のうちからその一部を原因として同定する。3.更にQualitative Data Base Generation(QDBG)方法を紹介して、同定した多重故障仮定に関連する知識ベースを更新する。

論文

Observation of defect clusters in masked thin foil CU by He$$^{+}$$ ion irradiation

石田 巌*; 義家 敏正*; 桐谷 道雄*; 佐々木 茂美; 岩瀬 彰宏; 岩田 忠夫

Proc.XIth Int.Cong.on Electron Microscopy, p.1281 - 1282, 1986/00

純度99.999%の銅を電解研磨によりクサビ形薄膜試料とし、2枚の試料を交差して重ね合わせ、室温で、2MVV.d.G加速器を用いて500keVHe$$^{+}$$イオンを、照射強度2.8$$times$$10$$^{1}$$$$^{2}$$ions/cm$$^{2}$$・S、照射量8.3$$times$$10$$^{1}$$$$^{4}$$ions/cm$$^{2}$$・Sまで照射し、導入された点欠陥集合体を電子顕微鏡JEM-200CXを用いて観察した。その結果、マスクのない試料部分およびマスクの薄い試料部分では積層欠陥四面体が主に観察され、マスクの厚い試料部分では転移ループのみが観察された。これは、イオン入射面近傍とイオンの飛程の近傍とでは、欠陥集合体形成の機構が異なっていることを示している。

報告書

フォールト・ツリー図化コード:FTDRAW使用手引

及川 哲邦; 樋川 道弘*; 田部 秀一*; 中村 典裕*

JAERI-M 85-010, 61 Pages, 1985/02

JAERI-M-85-010.pdf:1.38MB

フォールト・ツリー図化コードFTDRAW(Fault Tree Draw)は、フォールト・ツリー(FT)を効率的に、より見易く図化出力させるために開発したコードである。FTDRAWコードの主な機能は、FTのページ替え機能の拡充、FTの概要を示すオーバービュー出力、ミニマル・カット・セットの次数別による頂上事象への寄与を示すサマリー・ツリー出力、日本語記述によるFT出力が行なえるなどである。FTDRAWコードは、初め、原研リスク評価解析室で整備・改良したフォールド・ツリー解析を一貫して行なえるようにしたFTA-Jコードシステムに統合する予定で開発した。しかし、機能の拡充によりインターフェイスが現状のFTA-Jコードシステムでは自動的に行なえないものもあり、統合しないこととした。本報告書は、FTDRAWコード単体の使用手引としてまとめたものである。

論文

Effect of external stress on the microstructural change during electron-irradiation in nickel

實川 資朗; 片野 吉男; 白石 健介

Journal of Nuclear Science and Technology, 21(9), p.671 - 677, 1984/00

 被引用回数:13 パーセンタイル:78.17(Nuclear Science & Technology)

照射下に於けるミクロ組織の変化に対する外力の効果を調べるために、超高圧電子顕微鏡を用いて電子線照射下の純ニッケル中のミクロ組織変化を試料引張ステージを用いて、その場観察してみた。照射温度は723K,電子線束は1$$times$$10$$^{2}$$$$^{3}$$e/m$$^{2}$$sとした。外力が加わっている試料では、照射により生じたフランク・ループが、10nm程度にまで成長するとUnfaultすることが観察された。外力を加えていない試料中に発生したフランク・ループも外力が加えられるとUnfaultした。Unfaultを生じさせ得る外力の大きさは、照射温度723Kのとき、$$<$$112$$>$$Unfault方向の剪断応力で、3.7MPa以上であることがわかった。Unfaultして生じた完全転位ループの成長速度は、フランク・ループのそれより3倍程度と大きかった。外力の加わっている試料中に於いては、これらの完全転位ループは、その大きさがある大きさを越えるまで成長すると、すべり運動をして拡がった。

報告書

フォールト・ツリー解析コードシステム:FTA-J使用手引

石神 努; 渡邉 憲夫; 樋川 道弘*; 金木 弘*; 堀井 英雄*; 佐々木 忍

JAERI-M 83-169, 160 Pages, 1983/11

JAERI-M-83-169.pdf:4.36MB

本報告書は、首尾一貫してフォールト・ツリー解析を実行できる計算コードシステム FTA-J(Fault Tree Analysys-JAERI)に関する使用手引である。原研リスク評価解析室では、公開された計算コード数種を導入し、その整備・改良を行なうと共に、それら計算コードの統合化を進めてきた。統合化に際し、コンポーネントの故障率データ等に関する情報のデータベースと、関連する計算コード間のインターフェイス・ファイルを作成した。本コードシステムでは、一連のフォールト・ツリー解析、即ちミニマル・カット・セットを求める定性的評価、及び頂上事象発生確率に関する点推定計算や不確実さ解析等の定量的評価を連続的にかつ効率よく行なうことができる。

論文

原子炉雑音解析の安全関連応用における最近の進歩

弘田 実彌; 篠原 慶邦; 斉藤 慶一*; 黒田 義輝*; 福西 宏有*; 西原 英晃*; 藤田 祐志*; 角田 十三男*; 田村 誠司*; 須田 信英*

日本原子力学会誌, 24(3), p.188 - 198, 1982/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Nuclear Science & Technology)

原子炉雑音解析の安全関連応用における最近の進歩を、1981年10月に東京で開催された第3回原子炉雑音専門家会合(SMORN-III)で発表された論文を中心にレビューした。ARモデルの応用、コヒーレンス解析およびパターン認識技法における進歩は1977年のSMORN-II以後著しい。炉雑音解析にもとづく原子炉診断システムの開発も進み、原子力発電プラントへの安全関連応用における実際的経験が蓄積されつつある。PWRにおける内部構造物の振動の定量的監視、BWRにおける炉心安定性や制御系特性の診断など、その進歩は注目に値する。また、LMFBRにおけるナトリウム沸騰検出のため、音響法も改良されてきた。さらに、SMORN-IIIと関連して日本が実施した炉雑音解析ベンチマークテストは成功し、ベンチマークテストの第2段階へ進むことが可能となった。

報告書

多目的高温ガス実験炉設計における安全評価用事故の確率論的選定に関する検討

鈴木 勝男

JAERI-M 8736, 151 Pages, 1980/03

JAERI-M-8736.pdf:3.68MB

本報告書は多目的高温ガス実験炉の設計における確率論的手法に基づく安全評価用事故選定に関する検討結果を述べるものである。9個の初期事象に基づき、その事故シーケンスをイベント・ツリを用いて分析し、各ブランチの発生確率とその事故シ-ケンスに従った放射能放出量を解析してリスク・プロット線図に図示した。この図から相対的リスクの大きいものを安全評価用事故として選定した。その結果、原子炉格納容器内への放射能放出に関わる事故として、1次冷却系大破断事故、1次冷却系小規模漏洩事故、地震およびスタンドパイプ破断事故から生ずる事故シーケンスが、一方、格納容器外への放射能放出を伴なう事故としては、2次系配管大破断事故から展開する事故シーケンスがそれぞれ安全評価用事故として確率論的に選定された。

報告書

フォールト・ツリによるシステム信頼度解析,3; 多目的高温ガス実験炉の後備冷却系信頼度解析

鈴木 勝男; 小倉 健志*

JAERI-M 7817, 31 Pages, 1978/08

JAERI-M-7817.pdf:1.04MB

多目的高温ガス実験炉の後備冷却系の信頼度評価をフォールト・ツリ手法を用いて行なった。得られた主な結論は以下の通りである。(1)待機中の後備冷却系に適当な保全・修復を実施すれば、信頼度を著るしく向上させることが可能である。また、保全所要期間と最適年間保全回数との関係も見出した。(2)稼動状態における後備冷却系非信頼度は冷却水循環ポンプ系統および電源供給系統の各々の非信頼度によって、その大部分が占められている。(3)系統の保全・運転方式の設定に際しては、その系統の待機中故障率および起動失敗確率の2つのパラメータが重要である。その他、信頼度解析上、あるいは後備冷却系設計に関する信頼性工学的観点からの今後の課題も2,3まとめてある。

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