2019年9⽉19⽇
⽇本原⼦⼒学会 シニアネットワーク
エネルギ―会
合同講演座談会（㈱新⼤倉 東京⽀社 会議室）

⽬次
１．はじめに
２．⽕⼭に対する発電所の安全確保の考え⽅
３．⽕⼭影響評価の流れ
４．⽴地段階における⽕⼭影響評価
4.1 調査対象の⽕⼭及び⽕⼭現象選定の考え⽅
4.2 ⽕⼭活動の可能性評価の⽅法
５．発電所設備等に対する⽕⼭影響評価
5.1 設備設計および運⽤上の配慮の基本⽅針
5.2 設備等の具体的対応⽅針
5.3 重⼤事故等対処施設の⽕⼭灰等の影響評価
６．⽕⼭現象の不確かさへの今後の取り組み

1１．はじめに 最近の原⼦⼒発電所（以下、発電所）の運転差し⽌め
裁判では、⽕⼭現象に対する安全性が⼤きな争点の⼀つとされ、⼀躍社会の関⼼を集めた 従来、発電所は⽕⼭活動の影響のおそれの少ない地点を選定して⽴地が⾏われてきた 東電福島第⼀原⼦⼒発電所以降は、万⼀に備えて⽕⼭現象の影響を評価することにより安全性を確認してきている
 発電所の安全を確保するため、広範囲に影響が及ぶおそれのある⽕⼭灰を対象にその設備への影響を評価し対策を講じている
 ⽕⼭灰以外の⽕⼭現象に対しては、発電所への影響のおそれのない⽴地点を選定していることを、⽕⼭に関する様々な調査を⾏うことにより確認している2

参考 ⽕⼭の巨⼤噴⽕に関する基本的考え⽅(原⼦⼒規制庁資料より)
 巨⼤噴⽕の可能性評価は、⽕⼭学上の各種の知⾒を参照しつ

つ、巨⼤噴⽕の活動間隔、最後の⽕⼭噴⽕からの経過時間、現在のマグマ溜まりの状況、地殻変動の観測データ等から総合的に評価を⾏う。

 巨⼤噴⽕を想定した法規制や防災対策は原⼦⼒安全規制以外の分野においては⾏われておらず、そのリスクは社会通念上容認される⽔準と判断される。

 ⽕⼭の現在の活動状況は巨⼤噴⽕が差し迫った状態ではないことが確認でき、かつ、運⽤期間中に巨⼤噴⽕が発⽣するという科学的に合理性のある具体的な根拠があるとは⾔えない
場合は、少なくとも運⽤期間中は、「巨⼤噴⽕の可能性が⼗分に⼩さい」と判断できる。

 「運⽤期間中は巨⼤噴⽕の可能性が⼗分に⼩さい」と評価して許可を⾏った場合にあっても、評価の根拠が継続していることを確認するため、⽕⼭活動のモニタリングを⾏う。

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２．⽕⼭に対する発電所の安全確保の考え⽅
発電所は、供⽤期間中に極めてまれではあっても、その噴⽕により発電所に影響を与える⽕⼭現象に対して、安全性が損なわれないように設計並びに運⽤することが求められる「⽕⼭現象から屋外設備を防護する」こと、及び建屋内設備については「建屋内に⽕⼭現象の影響を及ぼさない」ことにより、重要な安全機能の喪失を防ぎ、安全を確保することを基本とす
る
発電所は、原⼦⼒規制委員会の⽕⼭影響評価ガイド及び⽇本電気協会のJEAG4625に基づき、⽕⼭現象に対する安全評価を⾏う

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３．⽕⼭影響評価の流れ
ステップ１
既往の⽂献をもとに評価対象となる⽕⼭を選定
ステップ２
⽂献調査、地形調査、地質調査結果等をもとに供⽤期
間中に噴⽕する可能性のある⽕⼭（活動の可能性を考慮する⽕⼭）を選定
ステップ３
活動を考慮する⽕⼭の⽕⼭現象が原⼦⼒発電所に与える影響を評価
ステップ４
各⽕⼭現象の影響評価項⽬を整理し詳細設計及び運転段階での対応可能性を評価

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４．⽴地段階における⽕⼭影響評価
4.1 調査対象の⽕⼭及び⽕⼭現象選定の考え⽅【調査対象⽕⼭】
第四紀⽕⼭
調査対象の⽕⼭現象①⽕⼭灰②⽕⼭弾③⽕砕流、⽕砕サージ
④溶岩流
⑤⽕⼭ガス
⑥岩屑(がんせつ)なだれ⑦⽕⼭泥流⑧新⽕⼝形成⽕⼭現象②⽕⼭弾等の放出③⽕砕流及び⽕砕サージ④溶岩流⑤⽕⼭ガスの噴出⑥岩屑なだれ⑦⽕⼭泥流

調査対象範囲

敷地との位置関係
噴出中⼼が敷地から10km以内
噴出中⼼が敷地から160km以内
噴出中⼼が敷地から50km以内
噴出中⼼が敷地から160km以内
噴出中⼼が敷地から50km以内
噴出中⼼が敷地から120km以内

⽕⼭灰、⽕⼭ガス以外の⽕⼭現象
現在の知⾒では設備設計及び運⽤上の対応が困難であり、現象が発電所敷地に到達すると評価された段階でその発電所敷地は⽴地を再検討する

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調査対象⽕⼭の選定⽅法【調査⼿法】
⽂献調査

調査対象範囲の⽕⼭・⽕⼭現象・⽕⼭噴出物に関する既往の⽂献を収集する
・⽇本の第四紀⽕⼭カタログ
・⽇本の第四紀⽕⼭
等
・新編 ⽕⼭灰アトラス［⽇本列島とその周辺］

地形調査

地形図、空中写真等を⽤いた判読を実施する

地質調査

地表地質調査等を⾏い、必要に応じ、ボーリング、ピット掘削等を実施し、適宜⽕⼭噴出物の試料採取・分析・年代測定等を⾏う

例えば、地震観測、重⼒探査、弾性波探査を実施す
地球物理学的調査等
る※※マグマ活動に関連する地下構造等の更なる資料が必要な場合に実施

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参考 調査対象の⽕⼭

活火山：概ね過去一万年以内に噴火した記録があるか、現在活発な噴気活動のある火山(2003年見直し)
出典：気象庁ホームページ

84.2 ⽕⼭活動の可能性の評価⽅法【影響評価の⽅法】「活動の可能性を考慮する⽕⼭」であるか否かは、⼀律な最新活動の時期によって決定するのではなく、当該⽕⼭の活動履歴を踏まえ、最⼤休⽌期間と、最新噴⽕からの経過期間との⽐較等により判断する

9考慮対象となる⽕⼭現象の選定⽅法「活動の可能性を考慮する⽕⼭」とされた⽕⼭
供⽤期間中に当該⽕⼭が噴⽕した場合、⽕⼭噴出物が敷地に到達する可能性を⽕⼭現象ごとに検討・⽕砕流、溶岩流、⽕⼭泥流等
当該⽕⼭における過去の⽕⼭活動を考慮し、類似⽕⼭からの類推も踏まえ、噴出が予想される⽕⼭噴出物が敷地に到達する可能性を地形等の情報も⽤いて検討
・⽕⼭灰
噴出源にかかわらず、敷地及び敷地付近に降下した既往の⽕⼭灰の厚さと同程度の厚さの⽕⼭灰が降下すると評価「原⼦⼒発電所の安全性に与える影響を考慮する⽕⼭現象」に⽕砕流、溶岩流、⽕⼭泥流等が含まれる場合には、詳細設計段階での対応可能性を⽰すことができず⽴地を再検討する

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参考 ⽕⼭灰の特性と影響【⽕⼭灰の特徴】
 粒⼦の直径が２ｍｍより⼩さな噴出物
 マグマが噴⽕時に破砕・急冷したガラス⽚・鉱物結晶⽚
 ⽕⼭灰の融点は１０００℃
 亜硫酸ガス(SO2）、硫化⽔素（H2S）、フッ化⽔素（HF)等のガス成分が付着
 ⽔に濡れると硫酸イオン等が溶出
 溶出した硫酸イオンは、⽕⼭灰に含まれるカルシウムイオンと反応し、硫酸カルシウム(⽯膏）となり、乾燥すると固結する【影響】
 ⽕⼭灰荷重による屋外設備(タンク等）の座屈変形
 硫酸イオンによる⾦属腐⾷ 回転機器等の摺動部における摩耗 空調系の閉塞・・など

11参考 ⽕⼭灰の噴出量と発電所敷地における降灰量の評価
⽕⼭灰の降灰量の設定のアプローチには、以下の２つの⽅法が主流となっている
1. 地質調査及び⽂献調査による降灰量の設定（JEAG4625）• ⽕⼭灰等の敷地における層厚の想定にあたっては，敷地及び敷地付近における層厚資料のみでなく，⽂献により等層厚線図が公表されているものについては，それによる層厚についても検討する• 現在敷地に⾒出されない場合でも，敷地付近に当該⽕⼭灰等が分布する場合には，堆積後に削剥された可能性について検討が必要である
2. 計算機コード（Tephra2)• Tephra2は、⽕⼭と発電所敷地との距離、⽕⼭の噴出量や⼀定の⾵向を設定することで、発電所敷地における層厚を計算することができる• 2次元コードであり、降灰時間は計算できない• 地質調査を補完することを⽬的に使⽤されていたが、調査等では設定が困難な場合にも使⽤される

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参考 最近１２万年間における広域⽕⼭灰の分布範囲（出典︓理科年表）
⾚丸は噴出源の⽕⼭( )内の数値は噴出年代で100kaは10万年前

13５．発電所設備等に対する⽕⼭影響評価
調査で得られた⽕⼭影響評価データを基に、「原⼦⼒発電所の安全性に与える影響を考慮する⽕⼭現象」がある地点に原⼦⼒発電所を⽴地する場合において、機械・電気設備等の詳細設計段階での対応可能性を評価する設備に対する影響評価を⾏う⽕⼭現象

・⽕⼭灰（軽⽯含む）
・⽕⼭ガス
••

⽕⼭灰と⽕⼭ガスは影響範囲が広いため、発電所と⽕⼭の距離で到達の有無を評価できないことから選定する
その他の⽕⼭現象（⽕砕流や溶岩流など）は、発電所に到達すると、現在の知⾒では設計対応が困難であり、発電所の⽴地不適な現象として整理する

145.1 設備設計及び運⽤上の配慮の基本⽅針
⽕⼭灰等が発電所敷地に到達した状況において、以下の要件を達成することを⽬的とする・発電所を安全に停⽌し、⾼温停⽌状態から、冷温停⽌状態へ移⾏し、且つ、冷温停⽌状態を維持すること
・使⽤済燃料貯蔵プールの冷却機能を維持すること

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対象機器選定の考え⽅と選定例
・原⼦炉の安全停⽌に関わる系統及び使⽤済燃料貯蔵プールの冷却に関わる設備を整理し、⽕⼭灰等の影響を受ける設備を選定
・設備の選定にあたっては、安全機能を直接果たす役割を有する
いわゆる直接系に加えて、電源供給設備等の間接系も対象【⽕⼭灰等により影響を受ける可能性のある設備の例（ＡＢＷＲ）】

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対象機器の選定例
⽕⼭評価対象設備の例（BWR）
カテゴリ

対象設備
復⽔貯蔵タンク

⽕⼭灰等影響内容

1屋外タンク

2

屋外ポンプ

3

⾮常⽤電源ディーゼル機関

侵⼊による作動不良

4

換気空調設備給気フィルタフィルタの閉塞

5

排気筒

排気筒

侵⼊による閉塞6

取⽔設備

海⽔除塵装置侵⼊による海⽔系設備への影響

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海⽔系機器

熱交換器

侵⼊による閉塞8建屋

原⼦炉建屋、タービン建屋等堆積による損傷

開閉所・変圧器

絶縁低下

その他

D/G燃料油タンク
D/G燃料移送ポンプ
海⽔ポンプ

堆積による損傷（座屈等）侵⼊による作動不良

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5.2 設備等の具体的対応⽅針例－屋外タンク配慮事項
・タンクの屋根へ容易にアクセスできる階段が設置されている等、堆積した⽕⼭灰を除去することができる構造であること
・屋外タンクベント管は、吸込み⼝が下向きに設置されている等、⽕⼭灰が管内に侵⼊し難い構造であること
座屈等が発⽣する⽕⼭灰堆積厚さを求ベント管

め、⽕⼭灰除去の開始時期等を定めた作業計画を策定する

階段

サイトごとに⽕⼭灰堆積厚さを調査・評価して設定し、⽕⼭灰堆積荷重に対して耐える構造であることを評価してもよい

屋外タンク概略図

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設備等の具体的対応⽅針例－⾮常⽤ディーゼル発電機
配慮事項
・⽕⼭灰が内燃機関内部に侵⼊しない様フィルタが設置されていること
または⽕⼭灰が給気⼝に侵⼊し難い構造となっていること

⾮常⽤ディーゼル発電機室換気空調設備概略図

19参考 保安規定における⾮常⽤DG等の機能維持対策（H29.11.NRA⽕⼭影響評価ガイド改正に伴う）
⽕⼭灰対策についての検討を⾏った国の「降下⽕砕物の影響評価に関する検討チーム」では、降灰による電源喪失に対して多層的な防護を求める観点から、気中の降灰濃度（別紙）に応じた３つの対策を次のとおり求めることとした。
 ⾮常⽤交流動⼒電源設備の機能維持対策（参考濃度の降灰に対する⾮常⽤ディーゼル発電機のフィルター対策）・・・イ）
 代替電源設備の機能維持対策（⾮常⽤ディーゼル発電機が偶発的に多重故障を起こした場合をあえて想定した対策）・・・ロ）
 全交流動⼒電源喪失を想定した炉⼼損傷防⽌対策（深層防護の考え⽅に基づく対策）・・・ハ）
これら３つの対策に基づき、規則では、以下のイ号からハ号までの対策に関する体制整備を要求し、保安規定の認可段階で規制に確認されることになる。

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別紙
原⼦⼒発電所の⽕⼭影響評価ガイド(NRA) 標記ガイドは、IAEAの⽕⼭ハザードに係るガイドライン及び⽇本電気協会「原⼦⼒発電所⽕⼭影響評価技術指針（JEAG4625）を参考に検討を重ねH25年に制定されたものである。
 その後、⾮常⽤発電機のフィルタ閉塞までの時間やフィルタ交換成⽴性の評価に使⽤する気中の⽕⼭灰濃度の設定が課題となっていた。
 ⽕⼭に係る有識者及びNRAで構成される検討会において、気中⽕⼭灰濃度の設定⽅法が議論され、H29.11にその⼿法を反映してガイドが改正された。
①

降灰継続時間（24時間）を仮定して、層厚から気中⽕⼭灰濃度を推定する⽅法
 数μmオーダーの粒径の⽕⼭灰は、計算上24時間で地表に到達できないが、それらすべてが24時間以内に到達すると仮定）② 数値シミュレーションを⽤いて推定する⽅法
 降灰時間を表現できる3次元シミュレーションコードはあるものの研究段階であり、実質的に設計には使⽤していない。

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○規則 第⼋⼗四条の⼆五 ⽕⼭影響等発⽣時における発電⽤原⼦炉施設の保全のための活動を⾏うために必要な次に掲げる事項を定め、これを要員に守らせること。
イ ⽕⼭影響等発⽣時における⾮常⽤交流動⼒電源設備の機能を維持するための対策に関すること。
ロ イに掲げるもののほか、⽕⼭影響等発⽣時における代替電源設備その他の炉⼼を冷却するために必要な設備の機能を維持するための対策に関すること。
ハ ロに掲げるもののほか、⽕⼭影響等発⽣時に交流動⼒電源が喪失した場合における炉⼼の著しい損傷を防⽌するための対策に関すること

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⽕⼭影響評価ガイド改定版における⽕⼭灰に対する規制上の考え⽅

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運転員及び作業員の安全確保
⽕⼭灰雰囲気における屋外作業への配慮
・⽬の保護のため、保護めがねを装着
・⽕⼭灰吸⼊防⽌のため、⽕⼭灰⽤の防じんマスクを装着
⽕⼭ガス雰囲気における作業への配慮【中央制御室】
・外気の⽕⼭ガス濃度を定期的に確認する
・⽕⼭ガス濃度が上昇した際は、直ちに中央制御室換気系を外気遮断運転モードに切替える【屋外及び屋内（中央制御室以外）】
・⼈が⽴ち⼊るエリアの⽕⼭ガス濃度を定期的に確認する・作業時は保護めがね、防毒マスクを装着するとともに、予備の吸収⽸、ポータブルガス検知器を携帯する

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⽕⼭現象の間接的影響への配慮
間接的影響

発電所への影響対策例

外部電源の喪失

⾮常⽤ＤＧ燃料油の補給が必要

・燃料油の備蓄・タンクローリーの⼿配（道路交通の遮断に注意）

道路交通の遮断

⼈員参集、資機材搬⼊が困難となる・事前の⼈員招集・資機材の備蓄・代替輸送⼿段の検討

⼯業⽤⽔等の停⽌

常・⾮常⽤⽔源の補給が必
要・給⽔⾞の⼿配（道路交通の遮断に注意）
・プラント内⽔源の融通

通信の途
絶－－
（現在進められている衛星通信化等により対応可能）

外部⽀援実施時の考慮事項例

・燃料、資機材等の広域的な調達・輸送計画を定めておく（道路交通が遮断されることを考慮し、代替輸送⼿段についても検討）
・他地区からの応援要員の派遣計画を定めておく
・⾃治体に対する発電所近郊の道路の除灰作業⽀援要請の指標を定めておく

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5.3 重⼤事故等対処施設の⽕⼭灰等の影響評価
・当該設備が待機状態にあるときを想定
・⽕⼭噴⽕の終息後、何らかの要因によって重⼤事故が発⽣する場合に備え、アクセスルートの除灰等の運⽤⾯についても考慮
 ⽕⼭灰堆積荷重に対して耐える構造であること、または、除灰により座屈等の発⽣を防⽌できること
 ⽕⼭灰等により閉塞しない構造であること、または、容易に除去できる構造であること
 ⽕⼭灰等による重⼤事故対応を阻害する要因を除去できる資機材及び体制が整備されていること
 除灰等の作業において、⽕⼭灰及び⽕⼭ガス雰囲気での屋外作業を伴うことから作業員の安全確保についても考慮

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６．⽕⼭現象の不確かさへの今後の取り組み
 ⽕⼭現象については、歴史資料や観測データに基づき数多くの研究がなされているが、⽕⼭の噴⽕間隔は数百年以上にも及ぶものが多く、それぞれの⽕⼭の噴⽕も発⽣様式が⼀様ではなく、噴⽕ごとに多様性がある

 地震や津波など他の外部事象に⽐べると、歴史資料や観測デー

タが、噴⽕頻度、噴⽕様式、噴⽕規模を定量的に評価できるほどには蓄積されていない

 特に⽕⼭灰の到達範囲や、気中濃度については、噴出量等に加えて⼤気条件（⾵向・⾵速等）に⼤きく影響される

 現在の⽕⼭影響評価は、⽕⼭現象の持つ不確かさを考慮し極めて保守的な条件により安全性の確認が⾏われてきている 今後は、これらの「不確かさ」について更に検討を進めることが重要となる。

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