想定を大きく上回る地震動を受けた にも拘らず なぜ原子炉の安全 ...
-->
想定を大きく上回る地震動を受けた
にも拘らず
なぜ原子炉の安全機能は
維持されたのか
東京大学大学院工学系研究科原子力専攻
班目春樹
耐震設計の流れ
基準地震動の策定
建屋耐震
機器耐震
敷地ごとに震源を特定して策定する地震動
検討用地震（複数）
応答スペクトルに基づく評価
断層モデルによる評価
ばらつきも考慮
震源を特定せず策定する地震動
観測記録
応答スペクトルの設定
地盤調査
耐震設計の流れ
機器耐震
地盤系応答解析
入力地震動算定
地盤－建屋
相互作用モデル
建屋モデル
応答解析
応力評価
基
準
地
震
動
地震時荷重
静的地震力
常時荷重・運転時荷重
床応答
弾
性
設
計
用
地
震
動
地盤
調査
プロット
プラン
機器・配管系
配置計画
耐震
重要度
基準
地震動
建屋構造計画
地盤定数
機器の構造設計・耐震設計
耐震設計技術指針
（ＪＥＡＧ４６０１）
○設計用地震力
○耐震重要度分類
○機器・配管系の耐震設計
等
設計開始
ＯＫ
ＮＯ
（耐震設計）
・使用できる材料
・採用可能な形状（配管肉厚等）
・強度評価
・設計条件，運転状態の設定
構造等の技術基準
○材料（規格に適合する材料の使用）
○規格構造の要求
○強度評価（応力強さ，許容応力）等
建屋応答解析
支持構造物の設定
支持構造物の
設定見直し
基準地震動の策定
設計終了
（構造設計）
機器の耐震解析
（静的解析・動的解析）
サポート（１方向拘束）
レストレイント
（２方向拘束）
アンカー点（３方向拘束）
アンカー点
アンカー点
耐震補強とは
設計余裕
発生応力値が許容値
に対して持つ余裕
発生応力値の
算定での余裕
許容値の設定
が有する余裕
減衰定数
ほか
スペクトルの拡幅
基本的には
弾性設計
設計引張強さ（破損点）
許容値
発生応力値（解析値）
発生応力値（実際の値）
設
計
余
裕
加振振動数
応
答
振
幅
共
振
点
減衰定数大
F sin ω t
減衰定数が応答振幅に大きく影響
減衰定数の余裕
余裕を考慮
減衰定数（％）
100
10
1
0.1
10
20
30
0
応答変位（mm）
多度津工学試験所における耐震信頼性実証試験
・終局強度
・安全余裕
約200t
1/1
平成14年
配管系終局強度
・構造強度
・安全余裕
190 t
1/2.5
平成6～7年
主蒸気系等
・機能の健全性
・安全余裕
294 t
1/1
平成5年
原子炉停止時冷却系等
・機能の健全性
・安全余裕
450 t
1/1
平成2～3年
非常用ディーゼル発電機
システム
・構造強度
・安全余裕
600 t
1/2
平成元年
ＢＷＲ原子炉圧力容器
・構造強度及び気密性
・安全余裕
350 t
1/3.2
昭和61～62年
ＢＷＲ原子炉格納容器
・制御棒の挿入性
・安全余裕
750 t
1/1
昭和61年
ＢＷＲ炉内構造物
・構造強度
・安全余裕
665 t
1/1
昭和58～59年
ＢＷＲ再循環系配管
主な確認項目
試験体
重量
試験体
縮尺
実施
時期
試験名称（ＢＷＲ関係）
設計応力強さ約２６Ｓｍ
（３Ｓｍの約９倍）の地震波
（振動台加振限界相当）で
繰り返し加振
５回目の加振
でようやく破損
加
速
度
時間
〔１回の地震波〕
配管終局強度試験の概要
設計に用いる応力－歪み線図
歪み
破損
応力
設計引張強さＳu（終局強度）
設計降伏点Ｓｙ
設計応力強さＳｍ
Ｍｉｎ（１／３Ｓｕ，２／３Ｓｙ）
▽
荷重
荷重
変形
長さ
鉄鋼材料
歪み＝変形÷長さ
塑性領域
弾性領域
設計余裕
発生応力値が許容値
に対して持つ余裕
発生応力値の
算定での余裕
許容値の設定
が有する余裕
減衰定数
ほか
スペクトルの拡幅
基本的には
弾性設計
設計引張強さ（破損点）
許容値
発生応力値（解析値）
発生応力値（実際の値）
設
計
余
裕
まとめ
æ原子力施設は耐震以外の要求（遮蔽性能, 内圧保持, ・・）から非
常に強度が大きい
9耐震設計とはあくまで耐震強度チェック
æ地震時の挙動を決める因子には正確な把握が難しいものが多
い（ex. 減衰定数）
9 「証明」を要求される場合、実験値の下限を用いるなど非安全
側にならないよう配慮（しかも設計の各段階で）
æ要求されるのは機能維持でも実際には弾性設計
9機能維持できる究極の限界の解析は難しい
æ 実際の余裕がどれだけか、積上げて説明するのは困難であるが、
実機相当のものの加震実験等からは数十倍あると想像される
æ 将来的には余裕がどれだけか、各因子のばらつきも考慮して把
握するような研究も望まれる
ウエッブサイト:-------http://www.pdffind.com/pdf/4i2j92/
このファイルにダウンロード