地 震 津 波 航 空 機 衝 突 対 策 に 関 する 規 制 基 準 原 子 力 規 制 委 員 会 更 田 豊 志 平 成 27 年 9 月 11 日 日 本 原 子 力 学 会 2015 年 秋 の 大 会 静 岡 大 学 静 岡 キャンパス 原 子 力 安 全 部 会 企 画 セッション 外 的 事 象 対 策 の 原 則 と 具 体 化
AESJ 深 層 防 護 の 考 え 方 (2014 年 5 月 ) 1 解 説 4: 設 計 における 外 的 事 象 への 深 層 防 護 の 適 用 自 然 現 象 については,あるレベルの 防 護 策 をとることで 共 通 的 に 設 備 が 故 障 することを 防 止 し, 残 る 偶 発 故 障 に 対 して 内 的 事 象 の 中 で 取 り 込 んで 考 えるという 整 理 がなされている 発 生 防 止 に 重 点 化 設 計 基 準 の 外 的 事 象 に 対 しては, 国 内 外 ともに 深 層 防 護 の 概 念 に 基 づき 対 策 することになっているが, 設 計 基 準 を 超 える 外 的 事 象 に 対 する 具 体 的 な 取 り 組 みを 明 確 にしたものはこれまでには 見 受 けられない 極 端 に 発 生 頻 度 が 低 い, 或 いは 予 見 することができないために, 安 全 性 を 向 上 させるための 対 象 として 考 慮 されない 事 象 は 存 在 し 続 ける ( 中 略 ) そのような 事 象 に 対 しては, 定 量 的 な 発 生 頻 度 の 評 価 結 果 ではなく, 防 護 策 が 無 効 になることを 想 定 して 対 策 を 展 開 する, 守 るべきものから 逆 に 辿 って 対 策 を 展 開 するなどの 安 全 性 を 高 める 取 り 組 みが 重 要 となる 特 定 重 大 事 故 等 対 処 施 設 Hardened Safety Core 等 日 本 原 子 力 学 会 標 準 委 員 会 技 術 レポート 原 子 力 安 全 の 基 本 的 考 え 方 について 第 Ⅰ 編 別 冊 深 層 防 護 の 考 え 方 2014 年 5 月
外 的 ハザードに 対 する 深 層 防 護 の 強 化 例 ( 仏 のHardened Safety Core) 設 計 基 準 を 上 回 るハザードに 対 処 するための 設 計 安 全 上 必 須 な 機 器 に 限 定 主 要 な 安 全 機 能 を 事 故 発 生 後 24 時 間 確 保 炉 心 損 傷 の 発 生 防 止 と 影 響 緩 和 の 双 方 に 対 処 緊 急 時 対 応 施 設 を 含 む 2 Hazard severity Enhancement of Defence-in-Depth against External Events in French NPPs, Jacques Repussard, OECD/NEA CNRA/CSNI Joint Workshop on Challenges and Enhancements to Defence-in-Depth in Light of the Fukushima Dai-ichi Accident, June 5, 2013
フランスの 取 り 組 み 3 第 4 及 び5 層 の 堅 牢 性 は 第 3 層 より 低 かった 当 初 設 計 では 外 的 ハザードに 対 して 発 生 防 止 に 重 点 化 ( 堤 防 耐 震 等 ) 主 としてDBA 対 応 機 器 を 防 護 するという 考 え 方 幾 つかの 自 然 事 象 をきっかけに 外 的 ハザードに 対 するDB 要 求 を 強 化 高 潮 による 溢 水 (1999) 氷 雨 による 外 電 喪 失 (2005) 藻 による 最 終 ヒートシンク 閉 塞 (2009) 等 ただし 深 層 防 護 の 各 層 に 応 じたSSCの 堅 牢 性 は 見 直 されなかった Enhancement of Defence-in-Depth against External Events in French NPPs, 前 出 例 えば 格 納 容 器 ベント 系 (FCVS) は 一 部 を 除 き 耐 震 設 計 がなされて いなかった Status Report on Filtered Containment Venting, OECD NEA/CSNI/R(2014)7, July 2014 第 5 層 第 4 層 第 3 層 Hazard severity
DEC 影 響 緩 和 機 器 の 安 全 重 要 度 (IAEA) 4 DBA( 設 計 基 準 事 故 ) 対 応 機 器 の 安 全 カテゴリーは1 DEC( 設 計 拡 張 状 態 ) 時 の 影 響 緩 和 機 器 の 安 全 カテゴリーは2または3 カテゴリー1 機 器 のバックアック 機 能 を 果 たす 機 器 の 安 全 カテゴリーは2 機 能 機 能 喪 失 時 の 深 刻 さ 高 中 低 過 渡 対 応 1 2 3 DBA 対 応 1 2 3 DEC 発 生 防 止 2 3 3 DEC 影 響 緩 和 2 or 3 ー - Frequency of an event High Medium Low Not Acceptable Acceptable Low Medium High Consequences Safety Classification of Structures, Systems and Components in Nuclear Power Plans, IAEA Specific Safety Guide, SSG-30, 2014
OECD/NEA 深 層 防 護 に 関 するワークショップ (2013 年 6 月 ) 5 深 層 防 護 の 考 え 方 は 今 でも 有 効 但 し その 強 化 が 必 要 特 に 外 的 ハザードについては 深 層 防 護 の 実 行 (Implementation of DiD)のために 更 なる 検 討 が 必 要 調 和 のとれた 実 行 を 助 ける 更 なるガイダンスが 適 切 事 故 の 発 生 防 止 のみならず 潜 在 的 な 事 故 が 起 きた 場 合 の 影 響 緩 和 にも 改 善 の 焦 点 をあてるべきである OECD/NEA CNRA/CSNI Joint Workshop on Challenges and Enhancements to Defence-in-Depth (DiD) in Light of the Fukushima Daiichi NPP Accident, OECD Conference Center, Paris, France, June 5, 2013
外 的 事 象 に 対 する 深 層 防 護 6 深 層 防 護 の 考 え 方 を 原 子 力 発 電 所 の 設 計 に 適 用 する 際 IAEAの 安 全 基 準 では 防 護 層 をプラント 状 態 と 対 応 させている 第 1 層 は 通 常 運 転 状 態 (NO) 第 2 層 は 異 常 過 渡 状 態 (AOO) 第 3 層 は 事 故 (DBA) 第 4 層 は 設 計 拡 張 状 態 (DEC)での 対 策 と 定 義 津 波 について 1サイトに 入 れない( 防 潮 堤 等 ) 2 建 屋 に 入 れない ( 水 密 性 ) 3 機 器 の 耐 水 性 も 一 般 的 な 意 味 での 深 層 防 護 但 し 上 記 の 意 味 では123とも 第 1 層 での 発 生 防 止 (Sub-layer) これらに 失 敗 するとAOO さらにはDBA DECに 至 る 恐 れがある 例 えば 多 数 の 機 器 が 浸 水 し 機 能 喪 失 してDEC( 第 4 層 )に 至 り さらに そこでの 拡 大 防 止 にも 失 敗 すれば 炉 心 損 傷 に 至 る ( 共 通 原 因 故 障 ) 設 計 における4つの 層 の 考 え 方 は ランダム 事 象 と 外 的 事 象 とで 同 じ 但 し 外 的 事 象 の 場 合 は 各 層 の 対 策 に 個 々の 事 象 の 特 徴 に 応 じた 頑 健 性 (robustness)が 求 められる
AESJ 地 震 安 全 の 論 理 (2010 年 7 月 ) 基 準 地 震 動 以 下 の 地 震 動 が 発 生 した 場 合 : B Cクラス 機 器 が 機 能 喪 失 の 可 能 性 異 常 過 渡 が 起 こり 得 る 炉 停 止 機 器 ECCSはSクラス 炉 停 止 冷 却 機 能 は 確 保 深 層 防 護 の 考 え 方 が 成 立 する 基 準 地 震 動 を 超 える 地 震 動 が 発 生 した 場 合 : 耐 震 設 計 で 基 準 地 震 動 を 超 えることは 未 想 定 LOCAの 発 生 可 能 性 拡 大 防 止 影 響 緩 和 機 器 もSクラス 機 能 喪 失 の 可 能 性 深 層 防 護 の 考 え 方 が 成 立 しない 地 震 安 全 の 論 理 構 築 : 基 準 地 震 動 を 超 える 地 震 動 に 対 して 各 防 護 レベル( 事 故 の 発 生 防 止 / 拡 大 防 止 / 影 響 緩 和 )をどのような 考 えに 基 づいて 設 計 するか 地 震 PRAの 活 用 : 確 率 論 的 な 評 価 を 用 いてそのリスクが 十 分 低 いこと を 示 すことができれば 基 準 地 震 動 を 超 えた 領 域 においては 深 層 防 護 の 成 立 性 を 必 ずしも 担 保 する 必 要 がなくなるものと 考 えられる 余 裕 があるから 大 丈 夫?.. 議 論 の 継 続 を 日 本 原 子 力 学 会 原 子 力 発 電 所 地 震 安 全 特 別 専 門 委 員 会 原 子 力 発 電 所 の 設 計 と 評 価 における 地 震 安 全 の 論 理 2010 年 7 月 7
福 島 第 一 原 子 力 発 電 所 事 故 の 教 訓 8 福 島 第 一 事 故 以 前 は 設 計 基 準 を 超 える 外 的 ハザードを 想 定 していなかった( 設 計 の 守 備 範 囲 外 ) 津 波 については 第 1 層 での 発 生 防 止 の 一 部 の 対 策 ( 防 波 堤 等 )しか 取 られておらず 深 層 防 護 の 考 え 方 が 適 用 されていなかった 地 震 については 耐 震 重 要 度 分 類 により 基 準 地 震 動 以 下 の 地 震 に 対 しては 深 層 防 護 の 考 え 方 が 適 用 されていた これらのことは 福 島 第 一 原 発 事 故 以 前 から 議 論 されてきたが 具 体 的 な 対 策 (モバイル 機 器 の 導 入 等 )には 至 らなかった できる 対 策 は 迅 速 に(agility) の 重 要 性
不 完 全 さと 不 確 実 さ PRA の 利 用 にあたっては その 不 完 全 さ (incompleteness) と 不 確 実 さ (uncertainty) の 程 度 を 見 極 め その 限 界 を 把 握 した 上 で 可 能 かつ 適 切 な 活 用 を 図 る 必 要 がある 不 確 実 さは 敵 ではなく 不 確 実 さ 評 価 の 結 果 は 我 々の 知 識 のどこが 不 足 しているか を 教 えてくれる 不 完 全 さは どこに 真 のリスクが 存 在 するか に 関 する 不 確 実 さとも 言 える 但 し その 大 きさは 評 価 できない リスクの 把 握 における 不 完 全 さと 不 確 かさとが 重 要 な 戦 略 としての 深 層 防 護 を 要 求 知 識 データがより 限 られている 低 頻 度 高 影 響 事 象 に 対 してこそ 深 層 防 護 はより 重 要 な 戦 略 9
共 通 原 因 故 障 の 回 避 10 深 層 防 護 の 設 計 への 適 用 についての 基 本 的 な 考 え 方 は 内 的 ハザード でも 外 的 ハザードでも 同 じ ただし 外 的 ハザードでは 共 通 原 因 により 発 生 防 止 対 策 と 拡 大 防 止 影 響 緩 和 対 策 が 同 時 に 機 能 喪 失 する 状 況 を 回 避 する 必 要 がある 特 に 設 計 基 準 を 超 える 外 的 ハザードでは 事 故 状 態 (DBA)や 設 計 拡 張 状 態 (DEC)に 至 る 恐 れがある その 各 層 での 拡 大 防 止 影 響 緩 和 対 策 の 信 頼 性 ( 機 能 維 持 という 意 味 で 頑 健 性 と 同 義 )の 確 保 が 重 要 独 立 性 ( 特 に 層 間 の 独 立 性 ) 物 理 的 分 離 ( 隔 離 ) 多 様 性 機 器 の 位 置 的 分 散 モバイル 機 器 の 活 用 免 震 / 制 震 等 の 導 入 など 設 計 基 準 を 超 えてどこまでのハザードを 想 定 すべきかは DECの 定 義 や 安 全 目 標 とも 関 連 する 困 難 な 課 題 IAEAでは 事 実 上 除 外 (practical elimination) について 議 論 されている 継 続 的 改 善 の 必 要 性
事 実 上 の 除 外 (practical elimination) 11 IAEA 安 全 要 件 SSR 2/1 原 子 力 発 電 プラントの 安 全 : 設 計 要 件 20: 設 計 拡 張 状 態 (DEC) 5.31. 放 射 性 物 質 の 大 規 模 または 早 期 の 放 出 に 至 り 得 るDECを 事 実 上 排 除 しなければならない 事 実 上 排 除 できないDECに 対 しては 公 衆 の 防 護 のために 必 要 な 防 護 対 策 は 地 域 と 時 間 の 範 囲 が 限 定 的 であり かつ 対 策 を 行 うに 十 分 な 時 間 を 確 保 できるようにしなければならない :そのような 状 態 が 生 じることが 物 理 的 に 不 可 能 な 場 合 やそのような 状 態 が 発 生 しないことが 高 いレベルの 信 頼 度 で 考 えられる 場 合 IAEAのTECDOC(ドラフト 段 階 )では 以 下 のような 議 論 がなされている 新 型 炉 の 内 的 ハザードについては 大 規 模 又 は 早 期 放 出 の 発 生 頻 度 を 10-6 / 炉 年 以 下 とすることができると 期 待 されている 一 方 ある 種 の 外 的 ハザードに 対 しては 大 規 模 / 早 期 放 出 の 発 生 頻 度 の しきい 値 として 非 常 に 低 い 値 を 採 用 することは 一 般 的 には 現 実 的 でない DRAFT TECDOC: Considerations on the Application of the IAEA Safety Requirements for Design of NPPs, Draft Rev 9, 27 May 2015
IAEA/TECDOC(2015 年 5 月 ドラフト) 原 子 力 発 電 所 の 設 計 に 係 る IAEA 安 全 要 求 の 適 用 に 関 する 考 慮 大 規 模 または 早 期 放 出 の 防 止 のために 必 須 な 機 器 12 設 計 基 準 を 超 える 自 然 ハザードに 対 して 適 切 な 裕 度 を 備 えていなければなら ない (IAEA 安 全 要 件 SSR 2/1) 設 計 基 準 を 超 える 外 的 ハザードの 発 生 頻 度 は 非 常 に 小 さいが 一 般 的 には 大 きな 不 確 実 さがある 従 って 設 計 基 準 を 超 える 荷 重 に 対 する 機 器 のふる まいを 理 解 することが 重 要 安 全 裕 度 の 定 量 的 把 握 種 々の 外 的 ハザードに 対 して 確 保 されるべき 裕 度 はハザードの 特 性 に 依 存 クリフエッジ 効 果 を 引 き 起 こす 蓋 然 性 とその 評 価 における 不 確 実 さが 重 要 共 通 原 因 故 障 を 誘 因 する 程 度 : 外 的 事 象 の 最 も 重 要 な 特 性 深 層 防 護 の 複 数 の 層 を 同 時 に 脅 かす 地 震 のリスクが 低 または 中 程 度 の 国 (practice in low-to-medium seismicity countries)での 実 績 では 設 計 基 準 を 超 える 地 震 動 の 適 切 な 評 価 として 設 計 基 準 の50% 増 を 考 慮 合 理 的 な 根 拠 を 見 出 すことは 困 難 DRAFT TECDOC: Considerations on the Application of the IAEA Safety Requirements for Design of NPPs, Draft Rev 9, 27 May 2015
新 規 制 基 準 での 地 震 への 対 応 より 精 密 な 基 準 地 震 動 の 策 定 将 来 活 動 する 可 能 性 のある 断 層 等 は 後 期 更 新 世 以 降 ( 約 12~13 万 年 前 以 降 )の 活 動 が 否 定 できないものとし 必 要 な 場 合 は 中 期 更 新 世 以 降 ( 約 40 万 年 前 以 降 )まで 遡 って 活 動 性 を 評 価 敷 地 の 地 下 構 造 を 三 次 元 的 に 把 握 13 多 様 性 の 要 求 を 強 化 モバイル 機 器 の 活 用 第 39 条 ( 地 震 による 損 傷 の 防 止 ) 解 釈 : 特 定 重 大 事 故 等 対 処 施 設 設 計 基 準 における 措 置 とは 性 質 の 異 なる 対 策 ( 多 様 性 )を 講 じる こと 等 により 基 準 地 震 動 を 一 定 程 度 超 える 地 震 動 に 対 して 頑 健 性 を 高 めること 例 えば 設 計 基 準 事 故 対 処 設 備 は 剛 構 造 であるのに 対 し 特 定 重 大 事 故 等 対 処 施 設 に 属 する 設 備 については 免 震 又 は 制 震 構 造 を 有 することをいう 安 全 性 向 上 評 価 地 震 PRA 津 波 PRA 等
新 規 制 基 準 での 津 波 への 対 応 14 既 往 最 大 を 上 回 るレベルの 津 波 を 基 準 津 波 として 策 定 し 基 準 津 波 への 対 応 として 防 潮 堤 等 の 津 波 防 護 施 設 等 の 設 置 を 要 求 津 波 防 護 施 設 等 は 地 震 により 浸 水 防 止 機 能 等 が 喪 失 しないよう 原 子 炉 圧 力 容 器 等 と 同 じ 耐 震 設 計 上 最 も 高 い Sクラス とする < 津 波 対 策 の 例 ( 津 波 防 護 の 多 重 化 ) > 津 波 防 護 壁 の 設 置 ( 敷 地 内 への 浸 水 を 防 止 ) 防 潮 扉 の 設 置 ( 建 屋 内 への 浸 水 を 防 止 ) 防 潮 扉
新 規 制 基 準 での 航 空 機 衝 突 への 対 応 偶 発 的 な 航 空 機 落 下 に 対 しては 事 故 時 に 大 きな 影 響 をもたらす 可 能 性 のある 施 設 について 実 用 発 電 用 原 子 炉 施 設 への 航 空 機 落 下 確 率 に 対 する 評 価 基 準 を 適 用 意 図 的 な 航 空 機 落 下 については これも 事 故 時 に 大 きな 影 響 をもたらす 可 能 性 のある 施 設 について 可 搬 式 設 備 等 による 対 応 並 びに 特 定 重 大 事 故 対 処 施 設 の 設 置 を 要 求 15
まとめ 16 2007 年 7 月 16 日 に 起 きた 中 越 沖 地 震 を 契 機 として 日 本 原 子 力 学 会 では 同 年 12 月 以 降 地 震 安 全 の 論 理 について 検 討 福 島 第 一 原 発 事 故 を 受 けた 深 層 防 護 強 化 に 関 するOECD/NEAワークショップ (2013 年 6 月 )と 同 様 な 議 論 が 既 になされていた 議 論 が 継 続 され 今 後 の 安 全 性 向 上 評 価 等 に 活 かされることを 期 待 柏 崎 刈 羽 での 経 験 を 踏 まえ 福 島 第 一 でも 免 震 重 要 棟 が 建 設 され 消 火 系 への 外 部 注 水 接 続 口 も 設 置 できることは 直 ぐやる (Agility)の 重 要 性 設 計 基 準 を 超 える 津 波 の 場 合 発 生 防 止 : 建 屋 の 水 密 性 機 器 の 耐 水 性 機 器 の 位 置 的 分 散 等 拡 大 防 止 / 影 響 緩 和 : モバイル 機 器 ( 高 所 保 管 )による 対 応 等 地 震 は 全 ての 機 器 に 一 律 に 荷 重 を 与 える 基 準 地 震 動 を 超 える 場 合 LOCA+ECCS 機 能 喪 失 の 可 能 性 DEC 対 処 設 備 は 基 準 地 震 動 をある 程 度 超 える 地 震 動 に 対 して 機 能 を 維 持 できる 必 要 がある モバイル 機 器 による 対 応 免 震 制 震 等 の 導 入 地 震 PRAによる 評 価 確 認 ( 安 全 裕 度 の 定 量 化 不 確 実 さの 評 価 )
おわりに 17 地 震 津 波 航 空 機 衝 突 のいずれもが 福 島 第 一 原 子 力 発 電 所 事 故 以 前 から 脅 威 として 存 在 することは 認 識 されているものの その 強 度 や 発 生 確 率 について 比 較 的 大 きな 不 確 かさを 伴 うもの として 捉 えられており 決 して 脅 威 としての 存 在 が 認 識 されていなかったわけではない しかしながら その 不 確 かさの 大 きさが 願 望 的 な 考 え 方 を 招 いたり 対 策 強 化 への 決 意 を 鈍 らせたりしてしまう 原 子 力 規 制 委 員 会 はこれらの 脅 威 への 取 り 組 みがその 不 確 かさの 大 きさ の 故 に 後 送 りされることの 無 いよう 監 視 検 討 を 続 ける さらに 未 知 の 未 知 (Unknown unknowns)については 事 故 故 障 事 例 や 他 産 業 におけるものも 含 めた 情 報 経 験 の 分 析 研 究 に 謙 虚 さをもって あたる 必 要 があり 多 様 な 分 野 の 専 門 家 を 含 めた 幅 広 いコミュニケーション が 必 要 となる 原 子 力 安 全 部 会 は 安 全 の 横 串 を 通 す 機 能 を 有 する 部 会 ( 部 会 設 立 趣 意 書 )として 設 立 されており 分 野 間 相 互 理 解 への 貢 献 を 期 待 する