2020 Fiscal Year Research-status Report
原子力プラントの内外構成要素間の相互作用を考慮したＰＲＡ手法の開発
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19K04932
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
牟田 仁 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (20710297)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大鳥 靖樹 東京都市大学, 理工学部, 教授 (60371431)
竹澤 宏樹 東京都市大学, 理工学部, 講師 (20756712)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 深層防護 / シビアアクシデント対策 / 緊急時対策 / フィードバック / 相互作用 / リスク評価 / マルチレイヤモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震を想定した原子力施設における第4層及び第5層の事故及び対策の特徴を踏まえると，様々な組織が関与し，さらには現場で人的操作による対応が必要であり，これらに基づき複数の事象の同時発生を想定したリスク評価の枠組みが必須となる．
これは，人や組織，あるいはインフラ，構築物，システム，機器からのフィードバックを含む，構成要素間の相互作用を考慮できる分析手法が必要であり，従来のPRA（Probabilistic Risk Assessment）手法では不十分である．このような分析評価を可能とするため，システム理論に基づくアクシデントモデルであるSTAMP/STPA（Systems-Theoretic Accident Model and Process/System Theoretic Process. Analysis）手法を導入し，従来のPRA手法と上記STAMP/STPA手法のそれぞれの視点から，対象となる体系の分析範囲をレイヤとして表現し，これらからマルチレイヤを構築することにより，第4層及び第5層の事故及び対策の分析を可能とするリスク評価手法を構築している．
昨年度は，地震等の外部事象による核燃料施設の重大事故のリスク評価のため，複数事故の同時発生並びに機器損傷及び人的操作による時間的・空間的な影響のフィードバックが考慮可能なインタラクションマルチレイヤモデルを構築する手法及び評価のプロセスを一般化し，論文としてまとめた．核燃料加工施設に適用した事例を検討し，定性的なリスク評価のフィージビリティを確認した．
更に定量評価を行うための足掛かりとして，STAMP/STPAにより作成したレイヤ上で上述の相互作用を分析し、その情報を従来のPRA手法で作成したレイヤに引き渡すことにより、対象施設の損傷等（フォールトツリーの頂上事象）の発生確率や影響評価を行う枠組みを検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究で検討対象とするポイントは，① 余震を含む地震や津波等の外的事象の同時発生モデルの開発，② 原子力プラントを取り巻く周辺環境(E)やインフラ(I)の論理モデル化，③ 構築物(S)，システム(S)，機器(C)，人間系(H)，周辺環境(E)，インフラ(I)における相互作用のモデル化，④ ①~③の論理モデルをベースとした複数基立地サイト・複数プラントの事故シーケンス解析モデルの構築，⑤ ①~③の論理モデルをベースとしたリスクの時間変化の数学的な記述（動的解析モデルの開発）5点である．
本研究では昨年度に，主として④のモデル開発と燃料加工施設を対象として論理モデルを構築し，従来のPRA手法とのリンクを構築することで定量的なリスク評価に適用可能であるといった見通しを得ている．
具体的な進展として，一つ目は，従来のPRA手法と上記STAMP/STPA手法のそれぞれの視点（前者は個々の機器故障及び人的過誤に着目し，後者は構成要素間の相互作用に着目する）から，対象となる体系の分析範囲をレイヤとして表現し，これらから多層レイヤを構築することにより，従来の多層モデルに加え，機器間，機器と人の間の相互作用による事象進展も考慮可能な，第4層及び第5層の事故及び対策の分析を可能とするリスク評価手法を構築し，多層レイヤの構築からハザード分析，さらに必要な対策の分析を実施するための一連の手順を論文としてまとめ，理論化した．
具体的な進展として，二つ目は，STAMP/STPAにより作成したレイヤ上で上述の相互作用を分析し、その情報を従来のPRA手法のレイヤとのリンクの構築について方法論をまとめたこと，相互作用による影響の動的な定量評価を行うためのフレームワークと、システム構成が時間的に推移する場合の動的評価のためのフレームワークを構築したことである．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で検討対象とするポイントは，① 余震を含む地震や津波等の外的事象の同時発生モデルの開発，② 原子力プラントを取り巻く周辺環境(E)やインフラ(I)の論理モデル化，③ 構築物(S)，システム(S)，機器(C)，人間系(H)，周辺環境(E)，インフラ(I)における相互作用のモデル化，④ ①~③の論理モデルをベースとした複数基立地サイト・複数プラントの事故シーケンス解析モデルの構築，⑤ ①~③の論理モデルをベースとしたリスクの時間変化の数学的な記述（動的解析モデルの開発）5点であり，令和3年度は④，⑤を主として検討する．
具体的な課題としては，燃料加工施設の様々な外部ハザードの複合事象に対する具体的な事故シナリオの検討と相互作用モデルをどのように融合させるのか，複数機立地サイト，複数機プラントのリスク評価への適用をどうすれば良いか，といった点が挙げられる．また，相互作用による影響の動的な定量評価を行うためのフレームワークと、システム構成が時間的に推移する場合の動的評価のためのフレームワークを構築し，更に具体的な解析プロセスについても開発が必要である．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により国際会議がオンライン開催となり，当初の予定より出張費の執行がなかったため，次年度における国際会議，学会発表等での参加費，出張旅費として使用する予定である．
計画としては，日本原子力学会秋の大会，春の年会，国際会議として，Asian Symposium on Risk Assessment and Management（ASRAM2021)への参加を検討している．
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