東海第二原発の地震動想定の問題点
２０１８年９月１３日 水戸
弁護士 内山成樹

原発の耐震設計はどうなされるべきか
どんな地震に対しても安全であること
常識的な当たり前の方針

原発の耐震設計で規定された基本方針
原子力規制委員会の内規「基準地震動及び耐震設計方針に関する審査ガイド」の基本方針の規定
敷地で発生する可能性のある地震動全体を考慮した地震動として策定されていること
もとの耐震設計審査指針での基本方針の規定想定されるいかなる地震力に対しても十分な耐震力を有していなければならない
どんな地震が来ても安全に作ること 当然の常識的規定

原発の耐震設計上最大の基本方針
・・すべてここに立ち返る必要原発の地震動想定の問題点
１ 地震の科学の限界性
特に地震現象のスパンに比べてあまりに少ないデータで想定
２ 既知の断層
地震現象の大きなバラツキの問題
バラツキの程度を考慮しない
３ 未知の直下断層
観測記録が少ない → 不確定性が大きい
観測記録の程度にとどめそれ以上の想定をしようとしない

これでは「どんな地震に対しても安全であること」は実現しない→基本方針の無視

既知の断層 （敷地ごとに震源を特定して策定する地震動）
どうやって地震動の推定をしているのかデータを収集して傾向を導く＝平均像を求める
平均からはずれる程度は極めて大きい＝地震現象のバラツキ 大（平均像から大きくかい離する値が現実にある）
平均像からどれだけかい離し、最大どこまで達するかを問題とすべき
基本的に日本の原発の耐震設計は平均像で行ってきた。
中越沖地震以降、若干の修正 = １．５倍の地震動想定それ以上の地震は来ないのか？
平均像からのかい離をきちっと考慮していない
これではどんな地震に対しても安全にという目標が達成できない

新規制基準の審査ガイドや指針で規定された基本方針の無視未知の断層 （震源を特定せず策定する地震動）
直下にどんな断層が潜んでいるかわからないから想定する地震動
未知の直下地震による地震動（隠れ断層の地震）

どうやって地震動の推定をしているのか
新基準 「観測記録を収集し、各種の不確かさを考慮」
実際に行っているのは、例示された１６地震のうち留萌支庁南部地震の観測記録だけを取り上げて多少上乗せしただけ起こりうるすべての直下地震の地震動をカバーできない
今回 留萌地震の１４年後、留萌地震を超える胆振東部地震が発生
すべての地震をカバーしようという気がない 起こる都度、改訂する気か
これではどんな地震に対しても安全にという目標が達成できない

新規制基準の審査ガイドや指針で規定された基本方針の無視

主張のポイント（既知の断層による地震）

敷地ごとの震源を特定して策定する地震動の想定
中越沖地震で、平均的地震動の１．５倍を想定するだけ（未知の直下地震）

震源を特定せず策定する地震動の想定
留萌支庁南部地震の観測記録+αで想定するだけ
強震観測網が整備されたこの２０年ほどの間のしかも例示された地震についてだけ検討し、その中の最大の地震動で耐震設計

地震動審査ガイドの基本方針に反している想定できる地震動全体への考慮
中越沖を超える地震動も想定すべき直下で想定できるどんな地震でも、安全性が確保できなくてはならない
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基本知識

マグニチュード
地震の大きさを示すもの
気象庁マグニチュード（Ｍｊ）とモーメントマグニチュード（Ｍｗ）
気象庁マグニチュードは、大きな値になると飽和して、それ以上大きな値とならない。東北地方太平洋沖地震のような巨大地震では、モーメントマグニチュードが用いられる。
モーメントマグニチュードは物理量の地震モーメントM0から導かれる
東北地方太平洋沖地震の９．０のマグニチュードは、モーメントマグニチュードである。

震源断層面とアスペリティー
模式図

現実の震源断層面とアスぺリティ

断層面は一様ではなく、アスペリティと言われる領域で大きな地震動が発生
左図は模式図で、実際には右図のように不定形モデル自体、簡略化したもの→ 簡略化しないと地震動の算出ができない（平均）応力降下量
震源断層面で、歪みが蓄積される。歪みの量を示すのが応力。ある時歪みが一気に解放される。それが地震。
応力が降下した分、地震動のエネルギーとして発散される。・・・応力降下量（面積あたりの応力の降下量）
・・・発生する地震動の激しさを決める
原発は堅牢な構築物なので、固有振動は短周期
短周期の地震動は伝播過程で早く減衰していく
直近のアスペリティの発する地震動が最も影響を与える。

応答スペクトルとは地震動が、ある固有周期の物体に最大どれだけの振動をもたらすのかを、固有周期ごとに並べたもの

地震動は、ある時間継続し、その間に物体に振動を与え続ける。物体は、地震動を受けて、振動するが、その振動の加速度、速度などの最大値を、固有周期ごとに並べたものが応答スペクトルであり、横軸が地震動の周期であり、縦軸が地震継続中の加速度や速度の最大応答（物体の揺れの最大値）となる。

原発の耐震設計の流れ

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応答スペクトルに基づく手法

代表的な応答スペクトルに基づく手法 耐専スペクトル
４４地震 １０７観測点の記録による=Noda et al(2002)
多数の地震記録から地震をマグニチュードと（等価）震源距離で分類しその平均像を求める方法

木にとらわれず森を見る方法
問題は平均像からのかい離をどう評価するか

原発の耐震設計としては平均像を忠実に再現しただけでは意味がない

応答スペクトルに基づく手法の具体例 川内原発
（トリパタイト図 三軸表示図）

応答スペクトルに基づく手法の具体例 川内原発
（トリパタイト図 三軸表示図）

マグニチュード、震源距離で分ける
その上で、地震動の平均を求める

応答スペクトルに基づく手法の出発点
出発点は、マグニチュードと震源距離各断層ごとにマグニチュードと震源距離を出す
マグニチュードの算出も平均像の松田式

応答スペクトルに基づく手法は全て平均像でしかない

平均像 ＝ 大小いろいろな値がある その平均
→ どれだけ平均から最大かい離するか最大どこまで大きな値があるかそれを本来問題にしなければ原発の耐震設計はできない
平均からのかい離 ＝ 誤差（残差）

１本１本の線が現実に起こった地震を示す

２倍
１倍
0.2秒
0.5秒

対数表示

５倍

対数表示

周期0.2秒～0.5秒ではほぼ３～４倍に達し５倍を大幅に超え８倍に達するものもある

対数表示

周期0.2秒～0.5秒ではほぼ３～４倍に達し５倍を大幅に超え８倍に達するものもある

既往最大（上限）を取れ⇒４倍程度は取れ

対数表示

＋σ－σ

σ 標準偏差＋σ超えるもの１６％＋２σ超えるもの２．３％

上図は正規分布の図
分布が正規分布かどうかは不明・・・参考にみてみる

断層モデルに基づく手法（強震動予測）地震調査委員会レシピ

地震調査委員会レシピ

活断層調査→マグニチュードM
活断層の長さからM 松田式を使う（極めて誤差の大きな式）
その後 地震モーメントMoを導きそこから断層面積を導く

地震調査委員会レシピ

断層形状（長さ×幅）から面積
そこから地震モーメントMo（スケーリング則）
日本の原発では、みなこの方法で地震動を想定している

断層面積と地震モーメントの関係式
M０ 地震モーメント 地震現象はずれなので回転となる
M０は地震の回転力・・・地震のエネルギーの物理量

断層の面積が決まれば、地震モーメントM０ が決まる

平均応力降下量と地震モーメントの関係
面積当たりどの程度の歪の解放があるかを見る＝平均応力降下量
Moと面積から、関係式によって導く

面積Sが一定なら平均応力降下量は、M０に比例
地震モーメントが大きくなった分、地震動は大きくなる

地震現象のバラツキ＋σ対数表示 → 長さは「何倍か」を表す

例 大きい１目盛はどれも10倍

平均像の４倍のMoとなる地震がある２倍
平均像の４倍のMoとなる地震がある

３倍
４倍

地震現象のバラツキ（震源特性のバラツキ）

黄色の範囲が「±σ」＝６８．２８％の範囲（正規分布なら）その右端が平均の２倍
平均の２倍の値でも約１６％の地震では超過
２σ＝平均の４倍の値でも、約２．３％の地震で平均を超過震源特性

震源特性、伝搬経路特性、サイト特性のイメージ図
川内原発運転差し止め仮処分 九州電力平成２６年１１月２１日付準備書面

原発の耐震設計では平均像からのかい離がどれだけか＝誤差 全く考慮されない

もともとは平均値をもとに耐震設計をしていた
その後、中越沖地震で応力降下量が平均の1.5倍とされて（震源特性１．５倍）「不確かさの考慮」として平均の1.5倍とした
中越沖地震は、ほぼ１０年前の地震
それでは原発の安全性は確保できない想定できるいかなる地震に対しても安全とはならない
誤差を考慮するなら標準偏差で何σまで想定するかの問題となる（正規分布なら）標準偏差（＋σ）でも2倍、＋2σで4倍しかし、原発でそれで足りるか＋2σでも2．3％がそれを上回る

地震動審査ガイドの規定
中越沖地震の知見を用いるよう求めた規定がある
しかし、「不確かさの考慮」は、その規定のあとに存在
地震動審査ガイドは、中越沖地震の知見から地震動を１．５倍にしたあとで、さらに「不確かさの考慮」をするように規定している
わずか１０年前の中越沖地震以上の地震動となる地震が発生しないなどとは言えるわけがないから、当然の規定

被告の地震動想定

プレート境界地震におけるバラツキ
応答スペクトルに基づく手法における補正係数の設定

プレート境界地震におけるバラツキ（鹿島灘付近）
相当部分は震源特性のバラツキと思われる

プレート境界地震におけるバラツキ（それ以外）
相当部分は震源特性のバラツキと思われる

プレート境界地震におけるバラツキ（補正係数が平均値）
鹿島灘付近

それ以外

どちらの補正係数も平均的値でのもの
バラツキは考慮していない
なぜ考慮しないのか？

内陸地殻内地震におけるバラツキ
茨城県と福島県の県境付近で発生した地震

相当部分は震源特性のバラツキと思われる

内陸地殻内地震におけるバラツキ
それ以外の地域で発生した地震

相当部分は震源特性のバラツキと思われる

内陸地殻内地震におけるバラツキ（補正係数の求め方に差異）
茨城県と福島県県境付近で発生した地震

茨城県と福島県の県境付近で発生した地震でも+σ程度では足りず+２σをとれば補正係数は４倍となる

それ以外の地域で発生した地震

補正係数の求め方が違う
左ではバラツキを考慮してほぼ+σ程度
右では平均的値
なぜ違うのか？

内陸地殻内地震における応答スペクトルに基づく手法の地震動評価

F1断層、北方陸域の断層、塩ノ平地震断層の連動補正係数を４倍とすれば、地震動は１２００ガル

内陸地殻内地震におけるバラツキ
相当部分は震源特性のバラツキと思われる
図示されたものは耐専スペクトルとの比
震源特性のみならず伝搬経路特性やサイト特性も加わった結果の値
しかし、すぐ隣あった地震でも相当に違う→ 伝搬経路特性やサイト特性は変わりない→ 震源特性に大きなバラツキ

断層モデルを用いた手法でも、応力降下量を４倍とすることが必要

内陸地殻内地震における断層モデルを用いた手法の地震動評価（F1断層、北方陸域の断層、塩ノ平地震断層の連動））

不確かさの考慮として、短周期レベル１．５倍
しかし、それでは足らず
平均的値の４倍なら２４００ガル ８倍なら４８００ガル

２つのアスペリティの応力降下量は同じ大きさに設定
複数アスペリティの応力降下量は同じとは限らない→敷地に近いアスペリティの応力降下量を大きくする
そこだけ平均的値の２倍、４倍、８倍などにすればそれだけで地震動は大きくなる
なぜ複数アスペリティの応力降下量を同じにするのか

震源を特定せず策定する地震動
直下にどんな断層が潜んでいるかわからないから想定する地震動
未知の直下地震による地震動
いかなる地震に対しても安全であることが必要なら当然、考えておかなければならない地震動

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（２）はどこの原発でも共通
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55

収集対象とされた地震

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2004年留萌支庁南部地震

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HKD020

たまたま観測点が断層面を延長した地点の直近にあった。

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わずかMw5.7(Mj6.1)の地震
地震動1000ガル超応答スペクトル2000ガル程度
59はぎ取り解析をした結果、さらに保守性を考慮したとして水平成分610ガル、鉛直成分280ガルの地震動を採用した

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HKD020の観測記録は留萌支庁南部地震の最大地震動ではない

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△ HKD020

震源を特定せず策定する地震動に関する計算業務報告書 平成24年1月（財）地域地盤環境研究所

破壊開始点
局所的に大きな地震動

実際には、アスペリティ面積比も小さかったとしている

HKD020の観測結果も、留萌支庁南部地震の最大地震動ではない
最大地震動は観測記録の1.5倍程度以上 ２倍弱にも達する
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未知の直下地震についての問題点
Mw5.7の地震で、これほど大きな地震動をもたらしたのであればMw6.5未満の地震では最大どこまで大きな地震動が来るのかこれを検討せずに「震源を特定せず策定する地震動」は導けない
Mw5.7の地震に耐えられれば良いというわけにはいかない

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審査ガイドの例示する１６地震中、Mw6.5未満は１４地震
そのうち電力会社が敷地に影響を及ぼす影響が大きいと考える５地震

① ２００４年北海道留萌支庁南部地震（Ｍｗ５．７ 逆断層）
② ２０１３年栃木県北部地震（Ｍｗ５．８ 横ずれ）③ ２０１１年和歌山県北部地震（Ｍｗ５．０ 逆断層）
④ ２０１１年茨城県北部地震（Ｍｗ５．８ 正断層）
⑤ ２０１１年長野県北部地震（Ｍｗ６．２ 正断層）

留萌支庁南部地震については観測点近くでボーリングするなど電力中央研究所が調査して地盤情報を得た（佐藤2013）
他の４地震ではそのようなことをしようともしていない

「観測記録をそのまま使う」は審査ガイドの規定に反している

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各種の不確かさを考慮する
留萌支庁南部地震の最大地震動はどれだけか
Ｍｗ５．７を超え、Ｍｗ６．５未満の地震の地震動はどれだけか
これらはまさしく不確かさの考慮

１６地震以降の地震を一切取り上げようとしない問題

北海道胆振東部地震
Kik-NET追分
南北 1004ガル
上下 1591ガル
３成分合成 1796ガル
K-NET追分
南北 1316ガル
上下 929ガル
３成分合成 1505ガル
未知の断層による収集対象となるべき地震でMw６．６とされている、地震動審査ガイドが想定していない地震

１６地震以降も多数の未知の断層による地震が発生
今回の胆振東部地震発生前の震度５弱以上の地震だけでも２６個の収集対象となる可能性のある地震が発生
震度６弱以上でも今回の地震を含め４つの地震が発生
淡路島付近の地震、内浦湾の地震、島根県中部の地震
少なくともこの４つの未知の断層による地震の観測記録は収集して、「震源を特定せず策定する地震動」の策定のため検討することが必要
しかし、被告日本原電も収集しようとせず規制委員会もこれら新たな地震について言及せず
今回の胆振東部地震についても同じ対応で無視するのか？

規制委員会の構成に問題がある
更田豊志委員長 原子力研究所に長く勤務
原子炉の安全研究
田中知委員 東京大学工学部
原子力工学を専門 核燃料サイクル、放射性廃棄物の研究
山中伸介委員 大阪大学工学部
原子炉重大事故に関連した燃料の安全研究
原子炉工学、核燃料工学・材料分野を専門
伴信彦委員 東京大学医学部、看護学部
放射線影響・防護の研究
石渡明委員 金沢大学理学部など
地質学の研究現在の規制委員会委員 ５名中３名 工学系
原子炉・原発を作ることを前提にして研究する専門家
唯一 理学系は地質学者の石渡委員のみ
地震学はともかく、地震動、津波、火山、竜巻などの専門家はいない

まとめ（既知の断層による地震）

敷地ごとの震源を特定して策定する地震動の想定
中越沖地震で、平均的地震動の１．５倍を想定するだけ（未知の直下地震）

震源を特定せず策定する地震動の想定
留萌支庁南部地震の観測記録+αで想定するだけ
強震観測網が整備されたこの２０年ほどの間のしかも例示された
地震についてだけ検討し、その中の最大の地震動で耐震設計

地震動審査ガイドの基本方針に反している想定できる地震動全体への考慮
中越沖を超える地震動も想定すべき直下で想定できるどんな地震でも、安全性が確保できなくてはならない75