Research on seismic risk reduction through diversification of components of large and complex systems

本研究の目的は、原子力発電所のような大規模かつ複雑なシステムを対象に、多様性を有する機器の導入による地震リスク低減効果を定量評価する手法を構築することと、実規模プラントを対象に多様化方策を検討・提案することにある。今年度は、主に以下の２項目について研究開発および各種検討を行った。(1)耐震多様性を考慮したシステム解析コードの開発：令和３年度に開発した原子力建屋内に設置された機器を想定して、各機器の設置位置における地震応答（床応答）を簡便に評価するコードに関し、床応答スペクトル推定の高精度化を目指して、過渡応答の効果を考慮した補正式を提案した。(2) 耐震多様性を利用した地震リスク低減対策の検討：耐震多様性を利用した地震リスク低減対策の検討の一環として、多様性評価の効率化、応答の相関に与える建屋の非線形挙動の影響および、多様化機器のリスク評価法について検討を行った。各検討の概要を以下に述べる。①耐震多様性評価の効率化の検討：耐震多様性の定量化に多数回の計算が必要であったため、応答曲面法を用いて評価の効率化の検討を行った。検討の結果、計算回数を大幅に低減できることがわかった。②建屋の非線形応答が応答の相関に与える影響評価：建屋が強い揺れを受けると建屋が非線形挙動を示すため、建屋の非線形挙動が応答の相関に与える影響を検討した。検討の結果、非線形化により応答の相関が低下する事が明らかとなった。③耐震多様性を有する機器のリスク評価法の検討：耐震多様化方法として免震を導入した機器・建屋が有力であるため、免震構造物のリスク評価方法について検討を行い、免震要素のハードニングや損傷の影響を明確にした。

本研究の目的は、原子力発電所のような大規模かつ複雑なシステムを対象に、多様性を有する機器の導入による地震リスク低減効果を定量評価する手法を構築することと、実規模プラントを対象に多様化方策を検討・提案することにある。今年度は、主に以下の２項目について研究開発および各種検討を行った。(1)耐震多様性を考慮したシステム解析コードの開発：令和３年度に開発した原子力建屋内に設置された機器を想定して、各機器の設置位置における地震応答（床応答）を簡便に評価するコードに関し、床応答スペクトル推定の高精度化を目指して、過渡応答の効果を考慮した補正式を提案した。(2) 耐震多様性を利用した地震リスク低減対策の検討：耐震多様性を利用した地震リスク低減対策の検討の一環として、多様性評価の効率化、応答の相関に与える建屋の非線形挙動の影響および、多様化機器のリスク評価法について検討を行った。各検討の概要を以下に述べる。①耐震多様性評価の効率化の検討：耐震多様性の定量化に多数回の計算が必要であったため、応答曲面法を用いて評価の効率化の検討を行った。検討の結果、計算回数を大幅に低減できることがわかった。②建屋の非線形応答が応答の相関に与える影響評価：建屋が強い揺れを受けると建屋が非線形挙動を示すため、建屋の非線形挙動が応答の相関に与える影響を検討した。検討の結果、非線形化により応答の相関が低下する事が明らかとなった。③耐震多様性を有する機器のリスク評価法の検討：耐震多様化方法として免震を導入した機器・建屋が有力であるため、免震構造物のリスク評価方法について検討を行い、免震要素のハードニングや損傷の影響を明確にした。