断層変位に対するリスク評価と工学的対応策 (5)アクシデントマネジメントによるリスク低減
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カテゴリ: 第14回
1.諸言
原子力施設を対象として、活断層の活動等に伴って生 じる断層変位を外部ハザードの一つと捉え、施設に与え る影響に関するリスクを評価し、アクシデントマネジメ ントも含めた工学的な対応策により、リスクを低減して いくことが必要である。本検討では、断層変位に対する 裕度評価手法の適用例を踏まえて、断層変位が起因とな って原子力発電所の安全性を損なう可能性のある事故シ ナリオを対象として、アクシデントマネジメント等の対 処方策によるリスクの低減効果の定量的なイメージにつ いて示す。なお、本検討は、日本原子力学会「断層の活 動性と工学的なリスク評価」調査専門委員会における検 討成果に基づいている。 2.断層変位のリスク評価によるリスク低減効 果の推定の考え方 2.1 断層変位に対する裕度評価手法の適用性 断層変位の施設に対する影響評価手法として、裕度評 価手法の適用が有効であり、断層変位による影響が局所 的なことを適切に評価して得られたリスク情報に基づき、 恒久設備の設置やアクシデントマネジメントを講じるこ とにより、例えば炉心損傷に至るパスを回避できるとい った利用可能性が期待できる。 裕度評価のフローを表1、イベントツリーを図1、評価 結果を表2に示す。ここでは、加圧水型軽水炉(PWR) の原子炉建屋と補助建屋に影響するような断層変位(縦 ずれ)を想定したケース、及び沸騰水型軽水炉(BWR) の海水取水路に影響するような断層変位を想定したケー スに基づき検討している。 連絡先:黒岩 克也、〒220-8401 神奈川県横浜市西区 以降、この裕度評価手法の拡張の例として、ランダム みなとみらい三丁目3番1号、原子炉制御安全技術部 な要因等による条件付き炉心損傷確率の評価例及び確率 信頼性解析グループ、 論的なフラジリティ曲線を用いた条件付き炉心損傷確率 E-mail: katsuya_kuroiwa@nseng.mhi.co.jp について検討したPWRの評価例を示す。 - 125 - - 126 - 2.2 ランダムな要因等による条件付き炉心損傷確 率の評価例 断層変位の影響だけでは炉心損傷に至らない場合に対 して、断層変位の影響に対して機能を維持できている機 器、配管等が、内的事象によるランダムな要因等によっ て機能喪失して炉心損傷に至る条件付き確率を評価する ことが有効と考えられる。ランダム要因等による非信頼 度は内的事象PRAの結果が利用可能である。 例えば、断層変位が50cmの場合に、機能喪失するとし ている機器(AFWP-MDA/B、 AFWP-TD、 SIP-B:図2 の網掛けの機器)、機能を維持できる機器(SIP-A、 PRV) をイベントツリーに反映すると、図2のように表される。 ここで、機能を維持できている機器に対して、ランダ ム要因等による非信頼度を図中に示すように想定すると、 50cm の断層変位が発生した場合の条件付き炉心損傷確 率は、可搬ポンプがない場合でも0.02 と評価でき、更に 可搬ポンプがあれば、条件付き炉心損傷確率は0.002 とな る、といった評価が可能である。 2.3 確率論的なフラジリティ曲線を用いた条件付 き炉心損傷確率の評価例 ここで適用した裕度評価の方法は、確率論的なフラジ リティ曲線を用いた評価に拡張することもできる。 例えば、フラジリティ評価結果に基づき、起因事象で ある主給水喪失を除き、図2において損傷を想定した機 器の損傷確率の平均値(平均フラジリティ曲線上の断層 変位量50cmにおける損傷確率として求める)を0.05と 仮定し注)、損傷に対する機器間の相関性は考慮しないも のとすると、図2のシーケンス6、シーケンス11 の断層 変位量50cmの発生を想定した条件付き炉心損傷確率は、 図3 のように評価される。 例えば、可搬ポンプありの場合のシーケンス6の条件 付き炉心損傷確率(可搬ポンプありの場合)は以下のよ うに概略評価される。 1.0 × 0.05 × 0.05 × 0.05 × 0.01 × 0.1 =約1×10-7 また、これらの確率値は、確率分布の代表値(一般的 には平均値)を用いた評価であるが、確率分布を直接用 いて評価することにより、不確実さの影響をより直接的 に取り扱う定量評価も可能となる。 注)ここでの「0.05」の仮定に絶対値としての物理的な意 味はないが、フラジリティ評価結果を裕度評価に適用 する場合には、例えば0.01以上は機能喪失と評価す るといった適用が考えられる。 - 127 - 3.結言 本検討においては、断層変位を起因とする事故シナリ オを対象として、アクシデントマネジメント等の対処方 策の効果を考慮できるリスク評価の方法として、裕度評 価手法の適用例と、定量的なリスク低減効果を把握する ための拡張例について示した。 この結果、断層変位の影響範囲が限定的なことを考慮 したアクシデントマネジメント等の対処方策のリスク低 減効果を定量的に評価するツールとしても有効なことを 確認した。 今後、本手法を実機の評価に適用する際には、対象と するプラントの設計・運転条件、想定する断層変位の特 性、対象とする事故シーケンス等によって結果が異なる ことに留意する必要がある。 参考文献 [1] 日本原子力学会「断層の活動性と工学的なリスク評 価」調査専門委員会、_断層変位に対するリスク評価 と工学的な対応策 調査専門委員会報告書”、2017年 3月.(http://www.aesj.net/sp_committee/com_danso) - 128 - 断層変位に対するリスク評価と工学的対応策 (5)アクシデントマネジメントによるリスク低減 黒岩 克也,Katsuya KUROIWA,四十田 俊裕,Toshihiro AIDA,飯田 晋,Susumu IIDA,奈良林 直,Tadashi NARABAYASHI,蛯澤 勝三,Katsumi EBISAWA,神谷 昌伸,Masanobu KAMIYA
原子力施設を対象として、活断層の活動等に伴って生 じる断層変位を外部ハザードの一つと捉え、施設に与え る影響に関するリスクを評価し、アクシデントマネジメ ントも含めた工学的な対応策により、リスクを低減して いくことが必要である。本検討では、断層変位に対する 裕度評価手法の適用例を踏まえて、断層変位が起因とな って原子力発電所の安全性を損なう可能性のある事故シ ナリオを対象として、アクシデントマネジメント等の対 処方策によるリスクの低減効果の定量的なイメージにつ いて示す。なお、本検討は、日本原子力学会「断層の活 動性と工学的なリスク評価」調査専門委員会における検 討成果に基づいている。 2.断層変位のリスク評価によるリスク低減効 果の推定の考え方 2.1 断層変位に対する裕度評価手法の適用性 断層変位の施設に対する影響評価手法として、裕度評 価手法の適用が有効であり、断層変位による影響が局所 的なことを適切に評価して得られたリスク情報に基づき、 恒久設備の設置やアクシデントマネジメントを講じるこ とにより、例えば炉心損傷に至るパスを回避できるとい った利用可能性が期待できる。 裕度評価のフローを表1、イベントツリーを図1、評価 結果を表2に示す。ここでは、加圧水型軽水炉(PWR) の原子炉建屋と補助建屋に影響するような断層変位(縦 ずれ)を想定したケース、及び沸騰水型軽水炉(BWR) の海水取水路に影響するような断層変位を想定したケー スに基づき検討している。 連絡先:黒岩 克也、〒220-8401 神奈川県横浜市西区 以降、この裕度評価手法の拡張の例として、ランダム みなとみらい三丁目3番1号、原子炉制御安全技術部 な要因等による条件付き炉心損傷確率の評価例及び確率 信頼性解析グループ、 論的なフラジリティ曲線を用いた条件付き炉心損傷確率 E-mail: katsuya_kuroiwa@nseng.mhi.co.jp について検討したPWRの評価例を示す。 - 125 - - 126 - 2.2 ランダムな要因等による条件付き炉心損傷確 率の評価例 断層変位の影響だけでは炉心損傷に至らない場合に対 して、断層変位の影響に対して機能を維持できている機 器、配管等が、内的事象によるランダムな要因等によっ て機能喪失して炉心損傷に至る条件付き確率を評価する ことが有効と考えられる。ランダム要因等による非信頼 度は内的事象PRAの結果が利用可能である。 例えば、断層変位が50cmの場合に、機能喪失するとし ている機器(AFWP-MDA/B、 AFWP-TD、 SIP-B:図2 の網掛けの機器)、機能を維持できる機器(SIP-A、 PRV) をイベントツリーに反映すると、図2のように表される。 ここで、機能を維持できている機器に対して、ランダ ム要因等による非信頼度を図中に示すように想定すると、 50cm の断層変位が発生した場合の条件付き炉心損傷確 率は、可搬ポンプがない場合でも0.02 と評価でき、更に 可搬ポンプがあれば、条件付き炉心損傷確率は0.002 とな る、といった評価が可能である。 2.3 確率論的なフラジリティ曲線を用いた条件付 き炉心損傷確率の評価例 ここで適用した裕度評価の方法は、確率論的なフラジ リティ曲線を用いた評価に拡張することもできる。 例えば、フラジリティ評価結果に基づき、起因事象で ある主給水喪失を除き、図2において損傷を想定した機 器の損傷確率の平均値(平均フラジリティ曲線上の断層 変位量50cmにおける損傷確率として求める)を0.05と 仮定し注)、損傷に対する機器間の相関性は考慮しないも のとすると、図2のシーケンス6、シーケンス11 の断層 変位量50cmの発生を想定した条件付き炉心損傷確率は、 図3 のように評価される。 例えば、可搬ポンプありの場合のシーケンス6の条件 付き炉心損傷確率(可搬ポンプありの場合)は以下のよ うに概略評価される。 1.0 × 0.05 × 0.05 × 0.05 × 0.01 × 0.1 =約1×10-7 また、これらの確率値は、確率分布の代表値(一般的 には平均値)を用いた評価であるが、確率分布を直接用 いて評価することにより、不確実さの影響をより直接的 に取り扱う定量評価も可能となる。 注)ここでの「0.05」の仮定に絶対値としての物理的な意 味はないが、フラジリティ評価結果を裕度評価に適用 する場合には、例えば0.01以上は機能喪失と評価す るといった適用が考えられる。 - 127 - 3.結言 本検討においては、断層変位を起因とする事故シナリ オを対象として、アクシデントマネジメント等の対処方 策の効果を考慮できるリスク評価の方法として、裕度評 価手法の適用例と、定量的なリスク低減効果を把握する ための拡張例について示した。 この結果、断層変位の影響範囲が限定的なことを考慮 したアクシデントマネジメント等の対処方策のリスク低 減効果を定量的に評価するツールとしても有効なことを 確認した。 今後、本手法を実機の評価に適用する際には、対象と するプラントの設計・運転条件、想定する断層変位の特 性、対象とする事故シーケンス等によって結果が異なる ことに留意する必要がある。 参考文献 [1] 日本原子力学会「断層の活動性と工学的なリスク評 価」調査専門委員会、_断層変位に対するリスク評価 と工学的な対応策 調査専門委員会報告書”、2017年 3月.(http://www.aesj.net/sp_committee/com_danso) - 128 - 断層変位に対するリスク評価と工学的対応策 (5)アクシデントマネジメントによるリスク低減 黒岩 克也,Katsuya KUROIWA,四十田 俊裕,Toshihiro AIDA,飯田 晋,Susumu IIDA,奈良林 直,Tadashi NARABAYASHI,蛯澤 勝三,Katsumi EBISAWA,神谷 昌伸,Masanobu KAMIYA