2021/07新規制基準では、深層防護を基本とし、共通要因による安全機能の一斉喪失を防止する観点から、自然現象の想定の程度と対策を大幅に引き上げ、機能維持と安全裕度の確保のための対策の多重化と分散化及び多様性と独立性が強化されている。おいては、確率論的リスク評価や安全裕度評価により設計上の想定を超える範囲も含めた評価が行われるため、耐震重要設備の耐力に係る知見を拡充させることが重要である。本報では、耐震重要設備の機能維持に対する考え方や地震を対象に考慮すべき損傷指標等に係る知見の調査と検討結果をまとめる。Technology)本論文は、ナトリウム冷却型高速炉JSFRに適用可能なレベル1PSA手法の開発について記述する。本研究は、(1)内的事象について受動的安全特性、(2)外的事象(地震)について高速炉用免震システムの新評価手法の開発を目標としている。失敗をイベントツリーモデルにて考慮した。高速炉特有の機器故障率を既存の高速炉の運転経験をもとにプラント間のばらつきを考慮できる階層ベイズ法を適用して評価した。不確実さ解析の結果、主炉停止系と後備炉停止系間での確率パラメータの相関性についての想定が炉心損傷頻度の平均値へ感度を有することがわかった。地震については、免震システムの地震応答解析と感度解析を実施した。その結果、積層ゴムの非線形性が建物と内部機器の応答へ影響することを確認した。合理化を目的として、構造物に蓄積されるエネルギーに着目した振動挙動の検討を進めてきた。本報では、構造物に蓄積されるエネルギーに着目し、2質点系モデルの振動実験を行い、総エネルギー入力と破損の相関関係について確認した。2013/08積層ゴムを用いた免震システムの原子力発電施設への適用が期待されてきた。一般に積層ゴムは大変形時に非線形特性を示し、水平方向の非線形特性は上下荷重に依存する。よって、これらの非線形性と連成効果を考慮することが重要である。これまでに積層ゴムの非線形性を考慮した免震建屋の地震応答解析結果を報告済みである。本論文では、積層ゴムの水平と上下変形の連成効果を考慮した地震応答解析を数値解析によって研究した。その結果は以下のようにまとめられる。上下動がハードニング開始変位に影響を及ぼすことにより生じる連成効果は水平免震特性を減じた。免震システムは非線形性と連成効果を考慮しても地震力を低減する効果を有している。PSA)に関するものである。内的事象に関しては、物理的現象の不確実さにより決まる、受動的安全機能の信頼性評価が不可欠である。起因する炉心損傷に至る事故シーケンスを同定し、PSA手法の研究のための事故シーケンスの年間頻度を評価した。免震システムの非線形性の影響を含むフラジリティ評価モデルを開発した。2011/11本論文は、ナトリウム冷却型高速炉JSFRに適用可能なレベル1PSA手法の開発について記述する。本研究は2010年8月に開始し、(1)内的事象について受動的安全特性,(2)外的事象(地震)について高速炉用免震システムの新評価手法の開発を目標としている。当初の4年から2年へ短縮され、一部の研究課題のみがこの2年間に遂行されることとなった。失敗をイベントツリーモデルにて考慮した。高速炉特有の機器故障率を既存の高速炉の運転経験をもとにプラント間のばらつきを考慮できる階層ベイズ法を適用して評価した。不確実さ解析の結果、主炉停止系と後備炉停止系間での確率パラメータの相関性についての想定が炉心損傷頻度の平均値へ感度を有することがわかった。2011/11本論文は、免震システムの地震応答解析及び感度解析について述べる。免震システムを構成する積層ゴムは、大きい変位を加えた場合、水平方向においてはハードニング特性を示し、上下方向にはソフトニング特性を示す。そのため、解析では積層ゴムの非線形性を考慮し、水平及び上下方向の非線形性を多直線モデルで表した。質点解析モデルを適用した。積層ゴムの非線形性の建屋応答への影響を調査するために地震応答解析を実施した。次に積層ゴム,オイルダンパ及び建屋のパラメータのばらつきの建屋応答への影響を調査するために、感度解析を実施した。これらの解析の結果、積層ゴムの非線形特性が建屋及び内部設備の応答へ影響を及ぼすことを確認した。2011/09PSAにおいては地震応答解析によって見積もられた応答が建屋及び免震層の物性値や材料特性のばらつきによって変動する可能性を考慮する必要がある。そこで本報では第1報の地震応答解析で用いた積層ゴムの非線形性を考慮した免震建屋モデルのパラメータの感度解析を行った。各パラメータのばらつきの上下限値として対数標準偏差相当の値を与えて応答を解析し、その結果をばらつき無しの中央値による解析結果と比較した。その結果、非線形性が生じるほど大きい地震規模では、建屋のパラメータのばらつきや積層ゴムのハードニング開始変位及びソフトニング開始荷重のような免震層のパラメータのばらつきは高い感度を有することが示された。これらの感度の高いパラメータに注目してばらつきを詳細に検討することが必要である。2011/09確率論的安全評価に使われる地震応答解析において想定を超える入力に対して応答を求める必要がある。免震システムに使われる積層ゴムが想定を超える入力を受けるとその復元力特性において非線形性が生じる。積層ゴムの非線形性を考慮した地震応答解析手法は未確立である。したがって、本研究ではPSAに基づく免震原子炉建屋の地震応答解析手法の開発を目的とする。本報では復元力における非線形性を考慮した積層ゴムモデルを作成して地震応答解析を行い、積層ゴムの非線形性が建屋応答に与える影響を検討した。その結果、水平方向では地震規模の増大に伴い最大応答加速度の増加傾向が顕著になり、上下方向では最大応答変位の増加傾向が顕著になることがわかった。2007/08配管などの機械構造物は通常弾性域内で静的に設計されている。機械構造物は十分な耐震安全性を有しているが、耐震安全性を高めるためにも終局強度を解明することは非常に重要なことである。本研究では、エネルギーの釣合いに基づく手法を用い、塑性域内における応答と振動による疲労損傷を調査している。単純一質点系モデルを用いた振動実験から、エネルギー算出手法の確立と塑性域でのエネルギーの振る舞いを調査し、塑性変形開始とともに塑性ひずみエネルギーが累積されることを確認した。同モデルを用いた振動破損実験より、破損に至るまでの時間が長いほど、破損まで入力されるエネルギーが大きくなる傾向が確認された。破損に至るまでに入力されるエネルギーは実験モデルの材質により異なることを確認した。してエネルギー釣合式に着目した手法を提案し、その有効性を検討している。本論文では、ステンレス鋼と炭素鋼を用いた一次自由度モデルの振動試験を実施し、疲労破損とエネルギの振る舞いを検討した。実験より、入力レベルを小さくしていくと、破損に至るまでの時間が長くなり、結果的に破損に必要となるエネルギ量が大きくなることが確認された。破損に至るエネルギ量は材料に依存することを確認した。原子力施設における機器・配管が、塑性/破壊に至る条件を明確にするため、エネルギーに着目した動的強度評価法の検討を行っている。エルボ要素の動的加振試験結果にエネルギー評価の考え方を適用した結果を報告する。受動的安全機能及び免震システムを備えたナトリウム冷却高速炉の炉心損傷頻度の評価を可能とするため、レベル1PSA手法の開発を開始した。本研究は、(1)内的事象について受動的安全特性、(2)外的事象(地震)について高速炉用免震システムの新評価手法の開発を目標としている。本報では、全体計画の概要及び受動的炉停止機構を考慮した炉停止失敗事象の評価を報告する。失敗をイベントツリーモデルにて考慮した。高速炉特有の機器故障率を既存の高速炉の運転経験をもとにプラント間のばらつきを考慮できる階層ベイズ法を適用して評価した。不確実さ解析において、同一データソースを取る複数の確率パラメータ間の相関性の度合いをパラメータとした感度解析を行い、炉心損傷頻度の評価値への影響を調べた。おいて「残余のリスク」の概念が導入され、想定以上の入力に対しての応答の評価が必要とされている。他方、地震入力を低減して耐震裕度を得るための手法として免震構造の適用が検討されており、免震装置として用いる天然ゴム系積層ゴムは想定以上の入力を受けると水平方向の復元力がハードニングと呼ばれる非線形性を生じて応答に悪い影響を与える。したがって、本研究では積層ゴムの非線形性を考慮した免震建屋モデルによる地震応答解析を行い、免震構造が応答に与える影響及び地震規模と積層ゴムの非線形性の関係について検証した。観測波を使用して地震応答解析を行った。その結果、以下がわかった。(1)免震構造の適用により、建屋の応答加速度は1/10程度に低減できる。(2)積層ゴムのハードニングは今回観測された地震波の5.2倍程度で発生する。上下動に起因する鉛直荷重の変化により生じる剛性ハードニング開始点の変動が応答に与える影響を把握するため、水平動と上下動を連成させ、建屋と機器を独立としたモデルを構築し、入力地震動の大きさを複数設定した地震応答解析を実施し、連成効果を評価した。免震システムの非線形特性を考慮した損傷確率評価モデルの構築として、耐震システムにおける損傷確率評価モデルで用いられている応答係数に、免震システム特有の非線形挙動を考慮したモデルの開発について報告する。