L5 多数基立地サイトにおけるシビアアクシデントのリスク評価に関する研究

L5
多数基立地サイトにおけるシビアアクシデントの
リスク評価に関する研究
指導教員高田孝准教授・量子システムデザイン工学領域
28H13039 嶋本貴文（Takafumi SHIMAMOTO）
１．はじめに
マルチユニットにおけるリスク評価は、隣接ユニットの状態に応じてその対応も変化するため、単
独のイベントツリー(ET)法を用いた評価では不十分である。そこで本研究では、ET 法に連続マルコフ
過程モンテカルロ法を用いることで動的に扱い、隣接ユニットの影響およびプラント固有の時間進展
を同時に考慮する方法を構築した。
２．評価方法
図 1 に評価対象とする事象の ET の一部を示す 1)。本研究では電源喪失時の PCV 破損事象を対象と
した。ユニット間の相互影響のモデル化として、相互影響を受けるヘディング（図 1 赤）の分岐確率
値を条件付き確率表をもとに変化させる。各確率を評価する際にフォールトツリー解析で用いられる
各機器に対し、
「電源等のリソースの融通」
、
「人員の融通」、
「放射性物質の放出」、
「建屋爆発起因の飛
散物による設備の損傷」の 4 つ要素で分類を行い、各要素の重みで機能喪失確率が変化するモデルを
構築した。また、各ユニットにおける個別の時間進展を考慮するため、図 1 に示すようにヘディング
経過時間を設定し、同時刻においてもプラントにより異なるヘディング経過を再現した。
３．マルチユニットの事象シーケンス評価
サンプル数を 108 サンプルとし、2 ユニットでの評価を実施
ヘディング
した。シングルユニットにおける最終状態割合に対するマル
チユニットにおける最終状態割合の比率を表 1 に示す。なお、
シナリオ A から E はそれぞれ「RPV 除熱へ続く」、
「PCV 注
水へ続く」
、
「PCV 過温破損」
、
「PCV バイパス」
、「PCV 雰囲
気直接加熱」であり、E に近づくほど深刻なシナリオである。
PCV隔離
(10min)
成功
（上分岐）
失敗
（下分岐）
シナリオ
条件付き確率表に
決定
応じて変化
PCV：原子炉格納容器
RPV：原子炉圧力容器
表 1 隣接ユニットの影響による
シナリオ変化率
リオ C,D,E）の組み合わせが多くなる結果となった。なおシ
ナリオ D,E の組み合わせでは隣接ユニットの影響はない。隣
RPV注水
(600min)
図 1 ET（一部）
表に示すように、ユニット間の相互作用により、両ユニッ
トが共に良い状態（シナリオ A,B）
、もしくは悪い状態（シナ
RPV減圧
(10min)
A
接ユニットがシナリオ A の時、シナリオ変化率はシナリオ A
B
Unit1
よりもシナリオ B の方が大きい。これは、電源復旧のヘディシナリオ C
D
ングに着目すると、RPV 破損前の各電源復旧の時点では、電
E
A
1.1
1.3
0.8
0.0
0.0
Unit2シナリオ
B
C D
1.3 0.8 0.0
1.3 0.5 0.0
0.5 1.2 1.3
0.0 1.3 1.0
0.0 1.4 1.0
E
0.0
0.0
1.4
1.0
1.0
[-]
2.0
1.2
1.0
0.8
0.0
源融通のメリットを考慮していないのに対し、RPV 破損後の各電源復旧の時点では、隣接ユニットが
既に電源復旧に成功している場合は電源融通のメリットを受けることが出来るためである。
４．結論
シビアアクシデント対策を含むユニット間の相互作用並びに個々のユニット個別の時間進展を考慮
した動的な ET 評価方法を構築した。また、構築した手法を用いて電源喪失事象におけるシナリオ定
量化を行い、隣接ユニットの影響を考慮したリスク評価が可能な見通しを得た。
参考文献
1) 東京電力株式会社：柏崎刈羽原子力発電所 7 号機における安全性に関する総合評価（一次評価）
の結果について（報告）
、pp.508、2012
L5 Study on Quantitative Risk Assessment
of Severe Accident in Multi-Unit Site
28H13039, Takafumi SHIMAMOTO
Quantum Engineering and System Design Laboratory
1. Introduction
A risk assessment of multi-unit by a typical event tree (ET) method is insufficient because the state of the plant
will vary by a plant status of adjacent unit. In this study, a new risk assessment method of multi-unit has
been developed by combining a Continuous Markov Chain Monte Carlo method with the ET method so as
to consider the effect of the adjacent unit and the particular time sequence of each plant.
2. Assessment methods
A part of ET assessed in this study is shown in Fig. 11). The PCV failure event at station blackout is assumed as
an initiating event. The effect of the adjacent unit is modeled by changing branching probabilities marked with
red points in Fig. 1 based on a conditional probability table. Each component, used in a fault tree analysis to
obtain the failure probability at the ET method, is categorized using following four elements as, “common usage
of resource supply among units (e.g. electric power)”, “the comings and goings of worker”, “emission of fission
products”, and “equipment damage by fragments due to reactor building explosion.” Then the function failure
probability of each component is calculated based on the elements. With regard to the particular time sequence,
a constant time step marching method is applied taking into account time duration of the heading as in Fig.1. In
addition, by setting heading elapsed time as shown in Fig. 1, we can consider each plant to be in the different
heading at the same time.
3. Quantitative risk assessment of multi-unit site
We assessed the risk of two units with situation of 108 samples. The proportion of the final state (scenario)
fractions of multi-unit to that of single-unit is shown in Table 1. Scenario A-D respectively represents the
following scenario, “to heat removal from RPV”, “to water injection into PCV”, “PCV overheating failure”,
“PCV bypass”, and “PCV atmosphere direct heating.” The scenario becomes worse alphabetically.
The cases of both good scenarios (scenario A and B) or those of both bad scenarios (scenario C, D, and E) are
increasing by multi-unit effect. No multi-unit effect is investigated in case of the combination of scenario D and
E. If the scenario of one unit is A, the fraction of scenario B becomes much rather than scenario A in another
unit. This is related to electric power recovery. If one unit succeeds in the power recovery after the RPV failure,
another unit cannot share the power. On the other hand, if one succeeds in the power recovery at early time,
before the RPV failure, another can share it.
4. Conclusion
We have developed a new ET method in which the interaction between units and the particular time sequence
of each plant can be assessed. Then we have demonstrated that the applicability of the present method to
multi-unit risk assessment.
Headings
PCV isolation RPV decompression Damaged core cooling
(10min)
(10min)
(600min)
Success
Scenario
(Upper branch) Probabilities change according
decision
to a conditional probability table
Failure
PCV：Primary Containment Vessel
(Lower branch)
RPV：Reactor Pressure Vessel
Table 1 Proportion of the final state fractions
A
B
Unit1
C
Scenario
D
E
A
1.1
1.3
0.8
0.0
0.0
Unit2 Scenario
B
C D
1.3 0.8 0.0
1.3 0.5 0.0
0.5 1.2 1.3
0.0 1.3 1.0
0.0 1.4 1.0
[-]
E
0.0
0.0
1.4
1.0
1.0
2.0
1.2
1.0
0.8
0.0
Fig. 1 ET (part)
Reference
1) TEPCO: Comprehensive Assessment for the Safety of Unit7 at Kashiwazaki-Kariwa Nuclear Power Station
(Stress Tests), pp.508, 2012.

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