ISSN 1 3 40-4482

Vo l . 28 2021

目

次

巻
F‑1

頭

言

ポストコロナ時代におけるシニアの活力… ……………………………… 石井

論

威望…

1

裕子…

2

文

社会システム研究所
SR‑1…身近な緊急事態への対応と個人特性との関係… …………………………………………… 松井

SR‑2

安全志向的モチベーションと安全風土の関連についての考察… ……………………………………………… 河合

SR‑3

学…

11

豊…

17

淳子…

22

吉平…

38

秀治…

44

自由記述回答の評価極性と安全文化醸成の関連… ……………………………………………… 西田

SR‑4脱炭素化に向けた原子力発電による石炭火力発電代替の受容性… …………………………………………… 北田

SR‑5

使用済燃料の中間貯蔵施設に対する人々の受け止め… ……………………………………………… 原

SR‑6

使用済燃料の中間貯蔵施設に関する世論調査結果… …………………………………………… 幸前

SR‑7エネルギー問題関連冊子の印象に残るクリエイティブ…- 中間層４分類の視点 … …………………………………………… 夛田

幹宏…

55

技術システム研究所
NT‑1

T 字配管における衝突型逆流現象の数値シミュレーション… ………………………………… 歌野原

NT‑2

陽一

ほか…

75

弘二

ほか…

83

T 字管合流部の熱疲労評価のための熱伝達率の解明… …………………………………… 三好

NT‑3ステンレス鋼溶接金属の PWR1 次冷却水模擬環境中の腐食特性への熱時効と…

…

照射の影響
… …………………………………… 藤井

克彦

ほか…

NT‑4

エルボ管テーパ部の軸方向欠陥に対する超音波探傷試験条件の検討（第３報）…

…

- フェーズドアレイ探触子の最適化検討 … …………………………………… 石田

NT‑5

…

仁志

ほか…

104

卓陽

ほか…

113

ほか…

121

TT690 合金冷間加工材の粒界キャビティ生成型による亀裂発生時間の評価… ……………………………………… 大厩

NT‑7

95

SUS630 の高温水中 SCC 挙動に及ぼす微細組織の影響… …………………………………… 山田

NT‑6

…

徹

TT690 合金の PWR1 次系模擬水中の腐食挙動への溶存水素濃度と温度の影響… …………………………………… 笹岡

孝裕

NT‑8

サポートベクターマシンを用いた加圧水型原子炉の冷却材喪失事故時の…

…

漏洩口径推定手法の開発… ……………………………………… 中村

NT-9

統計的安全評価における代替統計モデルの適用…

…

（実機条件の不確かさ解析に対する適用性の検討）

晶

ほか…

131
…

ほか…

141
…

… …………………………………………… 木下

郁男…

151

ほか…

163

ほか…

169

NT‑10 …MAAP における ISLOCA のモデル化… ………………………………… 楠木貴世志

NT‑11 …シビアアクシデント演習ツールの改良… …………………………………… 川崎

郁夫

資
R‑1

料

ルール逸脱防止のための職場討議用事例集の作成… ……………………………………… 彦野

R‑2

賢

R‑3

原子力発電所における安全文化の自己評価方策の検討
（2）
…

…

情報収集のための質問紙調査の試行
美穂

R‑5

コロナ禍におけるオンラインコミュニケーションツールの…

…

利用状況と利用者の受け止め

R‑6エネルギー環境教育関西ワークショップ研究会活動への…

…

オンラインミーティングシステムの導入… ………………………………… 西野

192

和佳

ほか…

204
…

加奈江

ほか…

227

小鍜治

優…

大磯

眞一

… …………………………………………… 大磯

眞一…

240

昌幸…

245

照光

ほか…

264

道雄

ほか…

277

… ……………………………………………

234…

放射線および原子力防災学習モデルの作成と実践

説

亀裂構造物評価のための J 積分算出方法

超微小引張試験法を用いた中性子照射ステンレス鋼の粒界劣化要因の検討… …………………………………… 三浦

C‑3

ほか…

学

… …………………………………………… 釜谷
C‑2

185

エネルギー環境教育を指向する自由研究のテーマとその内容

解
C‑1

ほか…

…

… …………………………………… 濵野

R‑8

178

コロナ禍においてテレワークはどれだけ浸透したのか？
… ……………………………………… 後藤

…

ほか…

博

…

… …………………………………… 高城

R‑7

174

潜在リスク気付き支援研修における発想の転換を促すための工夫の検討… ……………………………………… 作田

R‑4

ほか…

鉛直管における蒸気と空気の混合気体からの凝縮伝熱… …………………………………… 村瀬CONTENTS

Foreword
F‑1

The…vitality…of…seniors…in…the…post-COVID-19…era………………………………………………………………………………… Takemochi…Ishii…

1

ArticlesInstitute of Social Research
SR‑1

Relationship…between…individual…traits…and…responses…to…everyday…emergencies……………………………………………………………………………………… Yuko…Matsui…
SR‑2

2

Consideration…on…the…Relationship…between…Safety…Work…Motivation……

and…Safety…Climate…………………………………………………………………………………… Manabu…Kawai…

11

SR‑3… Relationship…Between…Semantic…Orientations…of…Free…Description…Answers……
and…Safety…Culture…………………………………………………………………………………… Yutaka…Nishida…

17

SR‑4… Acceptability…of…Using…Nuclear…Power…as…an…Alternative…to…Coal-fired…Power……
to…Achieve…Decarbonization…………………………………………………………………………………… Atsuko…Kitada…
SR‑5

22

Change…in…perception…of…people…towards…information…about…interim…storage…facility……

for…spent…fuel…………………………………………………………………………………… Yoshihei…Hara…
SR‑6

Results…of…Public…Opinion…Survey…on…Spent…Fuel…Interim…Storage…Facilities………………………………………………………………………………… Hideharu…Kouzen…
SR‑7

38

44

Creativity…in…preparing…public…relations…booklets…on…energy…issues……

-…Four…categories…of…attitudes…by…the…intermediate…group…readers…to…the…booklets……………………………………………………………………………………… Mikihiro…Tada…

55

Institute of Nuclear Technology
NT‑1

Numerical…simulation…of…impinged…penetration…into…T-junction…branch…lines………………………………………………………………………… Yoichi…Utanohara…et…al.…
NT‑2

75

Heat…transfer…coefficient…suitable…for…thermal…fatigue…assessment…at…a…T-junction……………………………………………………………………………… Koji…Miyoshi…et…al.…
NT‑3

83

Effects…of…Thermal…Aging…and…Irradiation…on…Corrosion…Behavior……

of…Austenitic…Stainless…Steel…Weld…Metals…in…Simulated…PWR…Primary…Water…………………………………………………………………………… Katsuhiko…Fujii…et…al.…
NT‑4

95

Study…on…Ultrasonic…Testing…Conditions…for…an…Axial…Flaw…in…a…Taper…of…Pipe…Elbow…

on…Weld…Piping（III）-…The…phased…array…probe…specifications………………………………………………………………………………… Hitoshi…Ishida…et…al.…
NT‑5

The…Effect…of…Microstructure…on…SCC…behavior…of…SUS630…in…High-temperature…Water…………………………………………………………………………… Takuyo…Yamada…et…al.…
NT‑6

104

113

Evaluation…of…crack…initiation…time…due…to…grain…boundary…cavity…formation……

for…cold…worked…Alloy…690TT……………………………………………………………………………… Toru…Oumaya…et…al.…
NT‑7

121

Influences…of…dissolved…hydrogen…and…temperature…on…corrosion…behavior……

of…Alloy…690…TT…in…simulated…PWR…primary…water…condition………………………………………………………………………… Takahiro…Sasaoka…et…al.…
NT‑8

131

Estimation…development…using…support…vector…machine……

to…evaluate…the…break…diameter…during…PWR…loss-of-coolant…accident……………………………………………………………………………Akira…Nakamura…et…al.…
NT‑9

141

Application…of…Surrogate…Models…for…Statistical…Safety…Evaluation…

（Investigation…of…Applicability…to…Uncertainty…Analysis…for…PWRs）…………………………………………………………………………………… Ikuo…Kinoshita…

151

NT‑10 Modeling…an…interface…system…LOCA…in…the…severe…accident…analysis…code…“MAAP”……………………………………………………………………… Takayoshi…Kusunoki…et…al.…

163

NT‑11 Improvement…of…the…severe…accident…practice…tool…………………………………………………………………………… Ikuo……Kawasaki…et…al.…

169

Reference
R‑1

Preparation…of…Case…Studies…for…Discussion…to…Prevent…Rule…Deviations…………………………………………………………………………… Masaru…Hikono…et…al.…
R‑2

174

An…Examination…of…Measures…to…Promote…a…Change…in…Mindset…for…Training……

to…Support…Potential…Risk…Awareness…………………………………………………………………………… Hiroshi…Sakuda…et…al.…
R‑3

178

Examination…of…self-assessment…of…safety…culture…in…nuclear…power…plants（2）…

Trial…of…the…questionnaire…survey…for…information…collecting……………………………………………………………………………… Miho…Takagi…et…al.…
R‑4

How…Much…Has…Teleworking…Penetrated…During…the…COVID-19…Pandemic?

……………………………………………………………………………… Manabu…Goto…et…al.…
R‑5

185

192

Status…for…Usage…of…Online…Communication…Tools…in…the…COVID-19…Pandemic……

and…How…Users…Feel…Towards…Them………………………………………………………………………………Waka…Hamano…et…al.…
R‑6

204

Introduction…of…the…online…meeting…system…to…the…meeting…of…Kansai…Workshop……

for…Energy…and…Environmental…Education……………………………………………………………………………… Kanae…Nishino…et…al.…
R‑7

227

Themes…and…Contents…of…Student-generated…Research…Aimed…at…Energy……

and…Environmental…Education…Topics……………………………………………………………………………………
R‑8

Masaru…Kokaji…
Shinichi…Oiso…

234…

Development…and…Implementation…of…Radiation…and…Nuclear…Disaster…Prevention…

Learning…Models……………………………………………………………………………………… Shinichi…Oiso…

240

Commentary
C‑1

Ways…of…Obtaining…J-integrals…for…Assessment…of…Cracked…Components……………………………………………………………………………… Masayuki…Kamaya…
C‑2

245

Micro-mechanical…investigations…about…grain…boundary…degradation…factors……

in…neutron-irradiated…stainless…steels………………………………………………………………………… Terumitsu…Miura…et…al.…
C‑3

264

Condensation…heat…transfer…from…steam-air…mixture…in…a…vertical…pipe…………………………………………………………………………… Michio…Murase…et…al.…

277

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 F-1

1━━ 巻頭言 ━━ポストコロナ時代におけるシニアの活力
The…vitality…of…seniors…in…the…post-COVID-19…era…
石井威望（Takemochi…Ishii）＊1

2021 年 6 月 18 日総務省発表の「通信利用動向調査」によると，2020 年８月末時点でテレワークを導入した企業の割合は 47.5% と約半数に迫り，前年 の 20.2 ％ か ら ２ 倍 以 上 増 え て い る． 新 型 コ ロ
ナウイルスの感染拡大により，働き方をはじめ，生活様式など様々な変化がもたらされ，加速している．
緊 急 事 態 宣 言 発 令 な ど 外 食 が 制 限 さ れ る 中，
料理をオンライン注文し届けてもらうフードデリ
バリーサービスの利用が増えているが，自宅に来るのは食事だけではない．病院も，歯科も，美容院も自宅へ「来る時代」である．自宅へ「来る」ということは，行く時間も待つ時間もなく，１つ１つは小さいがトータルで時間効率がよく生産性が高くなる．サービスの質も「行く」時と変わらない．宇宙技術と同じく，レントゲンなどの医療機器も技術革新により小型化・高性能化し，自宅で提供するのは水など最小限である．医療も含めて，サービス，ビジネスが，「来る時代」という新しいニーズ，方向にシフトしている．
「 行 く 」 か ら「 来 る 」 へ 変 化・ 反 転 し た の が「テレワーク」であろう．筆者は 2007 年の iPhone
登場によりモバイル技術の進化が生活を一変させる「住と職」の変革への好機到来として，「MONHO（モバイルオフィス・ニューホームオフィス）」というワークスタイルを提唱し，実際にオフィスに「行き」実行していたが，それはビジネスの世界で完結したシステムだった．それが，新型コロナウ
イルスの感染拡大を契機に，自宅へ「来る」ことで「暮らし」へ拡大している．従来のビジネスの中だけではなく，「暮らし」へ拡大するということ
は，ビジネスマンのみならず，赤ちゃんや子ども，
高齢者まで含めて暮らし全体に広がるわけである．
また，コンピュータープログラムのように，強制的に外から与えられた固定的な反復動作・ロボッ＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所
東京大学名誉教授

最高顧問…

トのようなものが中心だったのに対して，より自律的（オートノマス）で，クリエイティブ，中央
集権型ではなく自律分散型スタイルになる．「変化の兆し」を感じ取り，実際に自分の暮らしが変わり，新しい産業，新しい経済活動へのドライブとなる．
かつて商業車が「暮らし」の車に使われるようになったのがモータリゼーション．「暮らし」が変わると「産業」が変わり，「産業」が変わると「暮らし」
が変わるといえよう．
「暮らし」は高齢者，高齢化社会に密着している．
ビジネスでは高齢者は定年退職でいなくなるという前提だが，「暮らし」の MONHO では高齢者が活きてくる．「行く」ことがなければ，心身ともに一番調子のいい時間を有効活用できる．また，情報ネットワークを活用し，ヤングと組み，協働・共生することで，シニアの数々の失敗例などの経験・
環境情報と，ヤングの感受性・適応能力のシナジー・相乗効果により，極めて質の高いアウトプットを生み出すことが可能になってきた．
2021 年 6 月 11 日内閣府発表の「高齢社会白書」
でも，60 歳以上で「収入の伴う仕事をしたい（続けたい）」と回答している割合は，日本は 40.2％と最も高い．コロナ禍においても日本の高齢者の就労意欲の高さが表れており，高齢者に対して多様なニーズに対応した就業機会の提供を図るとともに，テレワークの一層の推進など就労が継続できる社会基盤が求められている．
新型コロナウイルスの感染拡大による社会構造，
生活様式の変化は，既に高齢者の活力を有効活用する契機となっている．また，人生 100 歳時代といわれる今日，シニアは新しいマーケットにほかならない．ポストコロナ時代における高齢者活力の有効活用が，超高齢化先進国における活力になることを期待したい．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-1

2

身近な緊急事態への対応と個人特性との関係＊ 1
Relationship…between…individual…traits…and…responses…to…everyday…emergencies
松井裕子（Yuko…Matsui）＊2

要約
緊急事態への反応や対処の仕方には個人差があるとされる．組織やチームでの緊急時対応のための教育・訓練やチームのメンバー間の支援のあり方を考えるために，個人差の規定因を明らかにすることは重要である．本研究では，比較的経験する機会が多い日常的な場面での緊急事態への対応経験を質問紙によって収集し，対応時の反応や対応の結果と個人特性との関係を検討した．その結果，メタ認知の２つの下位尺度と自己効力感（困難への挑戦）が対応時の情動的反応の強さと対応の結果に共通して有意な相関を示した．これらの要因は，緊急事態への遭遇か
ら対処の過程において広く影響を及ぼしている可能性がある．
キーワード…緊急時対応，個人特性，メタ認知

Abstract
There… are… individual… differences… in… the… responses… to… emergencies… and… how… to…
deal…with…them.…It…is…important…to…clarify…the…determinants…of…individual…differences…in…order…to…
consider… education… and… training… for… emergency… response… in… organizations… and… teams,… as… well…
as… how… to… provide… support… among… team… members.… In… this… study,… we… used… a… questionnaire… to…
collect… information… on… the… experiences… of… responding… to… emergencies… in… everyday… situations,…
which…are…relatively…common,…and…examined…the…relationships…between…individual…characteristics…
and…the…emotional…reactions…and…outcomes…of…the…responses.…We…found…metacognition…and…selfefficacy（challenging… difficulties）showed… significant… correlations… with… both… the… strength… of… the…
emotional…reactions…and…the…outcomes…of…the…responses.…These…factors…may…have…a…widespread…
influence…on…the…process…of…coping…with…an…emergency…situation…from…the…time…of…encounter.
Keywords

e… mergency…response,…individual…characteristics,…metacognition

1. は
 じめに

構成するプロセス，その判断に基づき自分の外的環
境あるいは内的状態に対する対応（それぞれ外的対緊急事態における人間特性については，航空機

応，内的対応）を判断するプロセス，実際の反応のパイロット（黒田，1986）や鉄道運転士（小木他，

３つのプロセスで構成されるとした．加えて，現状

1968）の緊急時の対応や災害時の避難行動（たとえの認知や予期に関する認知をモニターし，モニタリ

ば横山他，1992；釘原・三隅，1984）を対象としたングの情報に基づいて注意容量・範囲や時間などの研究をはじめ，多くの研究が行われている．個人の資源を効率的に配分する制御機構がメタ認知的に機反応や行動を対象とした研究では，緊急時には入力能しているとした．そして，緊急時には，平常時に段階，情報処理段階，出力段階のそれぞれで行動パ

比べ制御機構の影響が大きくなるとしている．

ターンが変化すること（黒田，1986）や緊急事態でこのような緊急時における様々な変化には，一般

は危険回避行動や活動停止，無関心と抑圧，依存性，的な傾向性が見出される一方で，個人差の存在も指

攻撃的傾向といった情緒的行動のパターンが見られ摘されている．黒田（1986）は緊急時行動パター

ること（Janis，1954；安倍，1988）などが指摘さンの変化は，ストレスの強度，環境条件に加え，個れている．また池田（1986）は日常および緊急事態

人特性の影響を受けると指摘している．また横山他の情報処理過程をモデル化し，状況を判断し予期を（1992）は性格特性が模擬的な火災における避難行＊ 1 …本研究の一部は日本心理学会第 81 回大会で発表したデータ…（松井，…2017）…を再分析したものである。
＊ 2 （株）…
原子力安全システム研究所 社会システム研究所…

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-1

動のパターンの一部を予測することを示した．

3

さを感じる（不安），⑤曖昧さに魅力を感じ，積極

大規模な事故や災害の発生時には，多くの人が緊的にかかわることを楽しむ（享受）．排除や統制，急時対応を行うことになるが，特にチームや組織と不安のように曖昧さに対して否定的な態度が強いして効果的に緊急事態に対応するためには，緊急事と，曖昧さを解消するために事態を単純化したり拙態への対応の個人差を把握し，個人差に影響を与え

速に状況認識を確定しようとする傾向が強まると推る要因を明らかにする必要があると考える．そのう測される．一方で，普段から曖昧さを肯定的にとらえで，各職員が自分自身の特徴を知り，学習や訓練

え積極的にかかわっていると，緊急事態で曖昧さので向上できる要素は向上させ，向上の難しい要素は高い状況になっても，影響をうけにくくなると思わ組織やチーム内で補いあうことが重要と思われる．

れる．

本研究では，緊急事態への対処事例の収集と緊急事態の情報処理過程に関連すると考えられる複数の個人特性の測定をあわせて行うことによって，緊急

2.2 自 己効力感事態への反応や対処の成否に影響を及ぼす個人特性

対応の判断にあたっては，資源不足などによってを明らかにすることを目的とする．そのために，大実行可能な行動が制限され，外的対応が困難になり

規模プラントの事故や災害に比べて遭遇する機会がやすいと推測される．そのような状況では，無力

比較的多い日常場面での緊急事態に着目することと感を感じて対応をあきらめたり，内的対応に偏るした．緊急事態の特徴は「事態の重大性」と「時間ことが起こり得ると考えられる．ある結果を生みの切迫感」であるとする池田（1986）に倣い，本研出すために自分自身が必要な行動をうまく遂行で究では「緊急事態」を「そのままにしておくと重大きると確信できなければ，選択肢は狭まるとされな身体的・物理的・社会的被害あるいは影響を生じ，る（池田，1986）．個人がある状況で必要な行動をある程度以上の時間的切迫がある事態」と定義する．

効果的に遂行できる可能性の認知を自己効力感とい2. 緊
 急事態と個人特性う（Bandura,…1977；成田他，1995）．自己効力感には，当面の特定の行動に影響を及ぼすものと，より一般的な傾向性として長期的に影響を与えるものの前述の緊急事態の情報処理過程を参考にし，緊急二水準があるとされる（Bandura,…1977；坂野・東條，事態での対応に関係すると考えられる個人特性につ1986；成田他，1995）．本研究では個人差に焦点をいて検討した．

当てるため，特定の場面での自己効力感ではなく，個人の一般的な傾向性である「特性的自己効力感」

2.1 曖 昧性耐性（成田他，1995）に着目する．普段から自己効力感の高い人は，緊急事態においても自己効力感の低い

特に緊急事態の初期においては，状況の把握や予人に比べて多くの選択肢を用意することができ，外期の産出に必要な，状況を理解するためのスクリ的対応も実行できる可能性が高まると考えられる．

＊3の欠如（池田，1986）や情報不足によって，また，自己効力感が低い人は不安や恐怖反応が強く不確定で曖昧な状態になりやすいと予想される．こ

生じやすいとされ（Bandura,… et… al.,… 1982），緊急事のような曖昧さに対する体系的で安定した個人の傾態において強い情動反応の影響を受けやすくなると

向は「曖昧性耐性」（Budner,… 1962）や「曖昧さへ予想される．

プト

＊4

の態度」
（西村，2007） と呼ばれる．西村（2007）は曖昧さへの態度が５因子構造であることを示した．すなわち，①曖昧さを排除し白黒をつけたい

2.3 セ ルフコントロール（排除），②曖昧さを否定的に評価し知的に対処しよ

困難な課題に直面したとき，ストレスをうまく処うとする（統制），③曖昧さをそのまま受け入れら理して課題に向き合えるように自分をコントロール

れる（受容），④曖昧さに情緒的混乱と対処の難しする人もいるであろう．このように自発的に自己＊ 3 …定型的な行為の系列で構成される日常的な行動や出来事に関する構造化された知識（Schank…&…Abelson,…1977）のこと．
＊ 4 「曖昧性耐性」…
は，曖昧さを「脅威の源」（Budner,1962）と見なし，曖昧さに対する否定的な態度に焦点を当てた用語とされる（西村，2007）．「曖昧さへの態度」は，曖昧さに対する肯定的な態度も含んだ多次元構造であること（西村，2007）を前提とした用語である．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-1

4を統制することを「セルフコントロール」と呼ぶ

モニタリングでは，課題遂行中から終了後までの自（Thoresen… &… Mahoney,… 1974

分の認知活動を振り返り，チェックと評価を通じて

上 里 監 訳，1978

引用は杉若，1995 による）
．杉若（1995）は，セル

省察し，コントロールでは，目標の認知的達成に向フコントロールには，ストレス場面における情緒的・けて設定した計画や手法等を実行しながら適宜修正

認知的反応の制御である調整型セルフコントロール

しようと認知活動を制御するとされる（阿部・井田，と，自分の行動方略を自発的な問題設定に基づき望2010）．緊急時の情報処理プロセスでは，状況の認

ましい方向へ変容させる改良型セルフコントロール

識や予期に関する認知をモニターし，自身の情報処の２つがあることを示した．加えて，セルフコント

理資源をより効率よく配分しようとするメタ認知的ロールを行わず，他者に依存したり，自発的に行動な機構が主要な役割を担うと考えられており（池田，しないといった消極的な対処方略も存在することを1986），本研究ではメタ認知的活動の側面に焦点を示している．調整型は情動や認知の制御という点で当てる．メタ認知がよく機能している人は，緊急事

前述の内的対応に，改良型は課題へのアプローチ方

態においても状況を再定義し資源配分を修正するこ法を変えるという点で外的対応と共通すると考えらとによって，継続的に事態に対処していくことがでれる．緊急事態にもよく対応できる人は，消極的なきると考えられる．

対処方略を採用せず，調整型と改良型のセルフコン
トロールによって，ストレスに対処しながら事態に対処していくと考えられる．

2.4 認
 知的熟慮性－衝動性

3. 方
 法
3.1 概
 要
（株）三菱総合研究所の生活者市場予測システム

時間的に切迫した状況では情報処理資源も制限

mif（Market…Intelligence…&…Forecast）による webを受けるため，深く考えない傾向が強くなったり調査を行った．調査対象者は mif の登録者のうち，（上田他，2013），ヒューリスティクスなどの定型的製造・工事関連の職業に携わる男性 200 名であった．

な認知的枠組みへの依存度が高まりやすいと考えら

調査期間は 2016 年２月 10 日〜 12 日とした．

れる．曖昧な状況も同様の傾向を強めると考えられる．判断にあたってより多くの情報を収集し慎重に結論をくだすか，ある程度の情報で早急に結論を出すかの違いを表す特性に「認知的熟慮性－衝動性」

3.2 調
 査項目
3.2.1 緊
 急事態への対処経験に関する項目がある（岩男，2001）．熟慮的な人は判断課題や広告の選好性において多様な情報への接触傾向が強い

まず，回答者に対して，緊急事態を「生命・健ことが示されている（岩男，2001）．緊急事態にお康・財産などに危険が差し迫っている事態や思いがいても，認知的熟慮性が高い人は衝動性の高い人にけない事態」と定義し，複数の例を示した上で，緊比べて多様な情報から意思決定を行う傾向があると急事態に遭遇した経験を尋ねた．具体的には，遭遇予想される．

した緊急事態について，発生した事態の内容と見通

2.5 メ
 タ認知

し，対処行動，その対処行動を行った理由について，
自由記述での回答を求めた（３項目）．
次に，記述した事態について，対処できる自信

最後に，緊急事態にその役割が大きくなるとさの程度，事態発生から対処までの冷静さ，時間にれるメタ認知的な制御機構（池田，1986）である．

対する焦りの程度，被害程度の予測（生命，健康，

メタ認知は，自らの認知過程をひとつ高い次元から

財産，社会的信用，その他），および対処の結果の知覚，記憶，学習，思考することであり（阿部・井田，成否について，それぞれ５段階尺度での評定を求め

2010），自分や他者に固有の認知傾向や方略の有効た（14 項目）．

性に関する知識などの知識的側面と，認知プロセス
や状態のモニタリングやコントロールを行う活動
的側面の大きく二つに分けられる（三宮，1995）．

あわせて，類似経験の有無，事前の予測・準備の有無等についても回答を求めた（５項目）．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-1

3.2.2 個 人特性に関する項目5に対処していない事例および被害の程度や時間の制約が著しく低いと判断された事例を除く 122 件の緊急事態への対応に影響すると考えられる個人特事例を分析対象とした．122 件の回答者の年齢分布性として，曖昧性耐性，自己効力感，セルフコント

は，10 代0 名，20 代12 名，30 代33 名，40 代51 名，

ロール，認知的熟慮性，メタ認知に関する自己評価

50 代 24 名，60 代以上 ２名であった．記述されたを求めた（113 項目）．

事例の内容を分類したところ，14 カテゴリーに分

曖昧性耐性に関する項目は，「曖昧さへの態度尺類された（図１）．交通事故（39 件），病気（14 件），度」（西村，2007）の全 26 項目（下位尺度「曖昧さ犯罪（12 件）
，自然災害（12 件），傷害（９件），作の享受」「曖昧さへの不安」「曖昧さの受容」「曖昧業事故（９件）が多く記述された．

さの統制」「曖昧さの排除」）を用いた．自己効力

また遭遇した事態に対して，時間についての焦り感に関する項目は「特性的自己効力感尺度」（成田を感じた程度，および生命，健康，財産，社会的信他，1995）の全 23 項目を用いた．セルフコントロー

用に対する危険性を感じた程度をそれぞれ５段階評

ル に 関 す る 項 目 は “Regressive-… Reformative… Self-

定した結果を図２に示す．
「全く感じなかった」をControl… Scale”（杉若，1995）の全 20 項目（下位尺

１点，「強く感じた」を５点とした平均値は，それ度「調整型」「改良型」「外的要因」）を用いた．認ぞれ 3.5（SD=1.19），2.7（SD=1.36），3.0（SD=1.43），

知的熟慮性に関する項目は「認知的熟慮性 - 衝動性

2.6（SD=1.42），2.3（SD=1.26）であった．

尺度」（滝聞・坂元，1991）の全 10 項目を用いた．
メタ認知に関する項目は，「成人用メタ認知尺度」（阿部・井田，2010）の下位尺度のうち「コントロー

4.2 個
 人特性得点の算出

ル」９項目と，「モニタリング」尺度のうち 10 項目

各回答者について，各尺度の下位尺度ごとに平均を有職者向けに表現を改めたものを用いた．回答は得点を算出した．得点化にあたっては，各尺度名のすべて「あてはまる」から「全くあてはまらない」

示す特性に一致する回答が５点，一致しない回答がの５段階評定とした．

１点となるようにした．

あわせて，年齢，性別，職業，および緊急時の特性的自己効力感尺度のみ，他の尺度に比べて多情報処理の初期的な制約条件の一つとされる体力い項目数で一因子構造となっていたため，次元分解（池田，1986）と運動習慣についても回答を求めた．

を試みた．スクリープロットから３因子が適当と判断し，因子数を指定して最尤法，プロマックス回転

4. 結
 果

による因子分析を行った．その結果，以下の３つの4.1 緊
 急事態の記述内容

因子が抽出された（付表，累積寄与率 48.1%）．第一因子は，困難な状況を回避したりすぐにあきらめたりすることを示す項目を多く含んでおり，「困難

200 名のうち 157 名から 157 件の事例が得られた．

の回避」と命名した（10 項目，α=.878）．第二因子

そのうち，記述内容から，回答者が事態に主体的は，対人場面に困難を感じたり消極的になる傾向を

強く感じた
やや感じた
どちらともいえない
あまり感じなかっ
強く感じた
やや感じた
全く感じなかった
どちらともいえない
あまり感じなかった

39

40 39
度 40
30
数 30
度
14 12 12
数
（ 20
9 9 8
14 12 12
（
件 20
5
9 9 8
4
10
件
5 2 2 22 22 22 42 2
） 10
）
0
0
作火設停火薬停
傷設
契解そ
交交病病
自自
ガ薬
犯犯
傷作
解そ
契ガ
業事備電事品電
害備
約雇の
通通気気
然然
ス品
罪罪
害業
雇の
約ス
事 ト 事 漏事
ト・他事事
災災 事 ト・他
ト漏故故
害害 故 ラ破 ラ 破
ラれ
故 ラ 故 れ故ブ ブ
ブ産 ブ 産ル ル
ルル
図１

記述された事例の内容

全く感じなかった

時間についての焦り
時間についての焦り

生命を失う危険

生命を失う危険

健康を損なう危険

健康を損なう危険

財産を失う危険財産を失う危険社会的信用を失う危険
社会的信用を失う危険
0%

図２

20% 40%100%
0% 60%
20% 80%40%
60%

緊急事態への焦りおよび危険性の認知

80% 10INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-16表す項目が中心となったため，「対人関係への態度」

4.3.2 対
 処時の反応と個人特性と命名した（６項目，α=.311）．第三因子は，困難な状況でも積極的に取り組む傾向を表す項目を多く

事態発生から対処までの冷静さの選択肢のうち，含んでおり，「困難への挑戦」と命名した（７項目，
α=.755）．この結果に基づき，特性的自己効力感尺

事態の初めから終わりまで落ち着いた対応ができ度については，３因子それぞれの平均得点を算出

途中から冷静になった④⑤を「途中から冷静」群した．

（n=60），初めから終わりまで冷静だった⑥を「終なかった①②③を「終始呆然・混乱」群（n=30），

始冷静」群（n=32）とし，３群間で各個人特性尺

4.3 対
 処時の反応と個人特性度の平均評定値を比較した（図３）．
一元配置分散分析の結果，メタ認知（モニタリン

本研究では，緊急事態に対応する際の反応および

グ，コントロール），曖昧さへの態度（享受），セ

対処の結果と個人特性との関係について分析した．

ルフコントロール（改良型，外的要因），自己効力感（困難の回避，困難への挑戦）において，３群

4.3.1 対
 処時の反応

間に有意差が認められた（順に，F（2,119）=5.008,…
22
p<.01,… η =.078;… F（2,119）=5.228,… p<.01,… η =.081;… F

事態発生から対処までの冷静さについて６つの選択肢から回答を求めた．結果として，「①終始，（2,119）=3.182,… p<.05,… η 2=.051;… F（2,119）=… 3.105,…
p<.05,… η2=.050;… F（2,119）=11.835,… p<.001,… η2=.166;… F

しなければと思ったが，終始，焦りや不安で考えが（2,119）=7.101,… p<.001,… η 2… =.107;… F（2,119）=6.352,…
p<.01,… η2=.096）．下位検定の結果，いずれの項目にまとまらなかった」16 名，「③最初は呆然として何ついても「終始冷静」は「途中から冷静」との間にも考えられなかった．途中から，何かしなければと思ったが，焦りや不安で考えがまとまらなかった」

有意差が認められ（曖昧さへの態度（享受）・セル
p<.01）
フコントロール（改良型）p<.05；その他は，８名，「④最初は呆然として何も考えられなかった

加えて，セルフコントロール（外的要因），自己効が，途中から冷静になれた」33 名，「⑤最初は焦り

力感（困難の回避，困難への挑戦）では「終始混や不安などで考えがまとまらなかったが，途中から

乱・呆然」との間にも有意差が認められた（順に，
p<.001,… p<.01,… p<.01）．また，認知的熟慮性につい呆然として何も考えられなかった」６名，「②何か

冷静になれた」27 名，「⑥終始，冷静であった」32て３群間に傾向差が認められた（F（2,119）=2.959,…
2
p<.1,…η =.047）．

名となった．

終始呆然／混乱



**

**

*

（
モ
ニメ
タタ
リ認
ン知
グ
）

（
コ
ンメ
トタ
ロ認
ー知
ル
）

曖
（昧
享さ
受へ
の
）態
度

*

**
**

セ
ル
（フ
改コ
良ン
型ト
）ロ
ー
ル

セ
（ル
外フ
的コ
ン
要ト
因
）ロ
ー
ル

平
均 
評
定 
値

途中から冷静終始冷静** p<.01，* p<.05，+ p<.1

**
*

*
**

+

（
困自
難己
へ効
の
挑力
感
戦
）

認
知
的
熟
慮
性



曖
（昧
不さ
安へ
の
）態
度

曖
（昧
受さ
容へ
の
）態
度

図３

曖
（昧
統さ
制へ
の
）態
度

曖
（昧
排さ
除へ
の
）態
度

セ
ル
（フ
調コ
整ン
型ト
）ロ
ー
ル

対処時の情動的反応による個人特性の比較

（
困自
難己
の効
回力
避感
）

（
対
人自
関己
係
へ効
の力
態感
度
）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-1

7

これらの結果から，緊急事態に遭遇しても終始おいて有意差（順に，t（120）=2.931,… p<.01,… d=.603;…

冷静でいた人は，途中から冷静になった人よりも，曖昧さや困難な課題に自発的に関与し，自分の思考tt（72.13）=2.886,… p<.01,… d=.520;…（120）=2.446,… p<.05,…
d=.503;…t（120）=2.410,…p<.05,…d=.496），セルフコントや行動をモニターしながら適宜計画を修正し，他者

ロール（調整型；t（120）=1.898,… p<.1,… d=.496）におへの依存など消極的方略をとらない傾向にあるといいて傾向差が認められた．

える．一方，終始呆然としたり混乱していた人は，これらの結果から，最終的に良い結果となった人

終始冷静だった人に比べ，普段から困難な課題を避は，自分の思考や行動をモニターしながら適宜計画

け，消極的な方略をとる傾向にあるといえる．

を修正し，曖昧さを排除し，困難に積極的に取り組む傾向があるといえる．

4.4 対
 処の結果と個人特性

4.5 対 処時の反応と対処の結果

4.4.1 対
 処の結果対処時の情動的な反応と対処の結果との間の価を求めた．その結果，「①良い結果となった」43

相関関係の有無を確認するために，χ2 検定を行っ
2=4.847,… p<.1,…
たところ，有意傾向を示した（ χ（2）名，「②どちらかといえば良い結果となった」47 名，

V=.199）．残差分析の結果，終始呆然としたり混乱「③どちらともいえない」29 名，「④どちらかといしていた人は，良くない結果となる傾向にあった

えば悪い結果となった」
３名，「⑤悪い結果となった」（表１）．

事態に対処した結果について，５つの選択肢で評０名となった．

表１

4.4.2 対
 処の結果と個人特性対処の結果，
良い結果となった①②を「良い結果」
群（n=90），良い結果とならなかった③④を「良くない結果」群（n=32）とし，両群間で各個人特性
尺度の平均評定値を比較した（図４）．t 検定の結果，
メタ認知（モニタリング，コントロール），曖昧さへの態度（排除），自己効力感（困難への挑戦）に

良い結果

良くない結果

計

終始冷静

27

５

… 32

調整済み残差1.6-1.6

途中から冷静45

15

調整済み残差.3-.3

終始混乱・呆然

18

12

調整済み残差

-2.0

2.0

計

90

32

… 60
… 30
122

よい結果
よくない結果** p<.01，* p<.05，+ p<.1




対処時の反応と対処の結果

**

*

+

*

*

平
均 
評
定 
値


（
モ
ニメ
タタ
リ認
ン知
グ
）

（
コ
ンメ
トタ
ロ認
ー知
ル
）

曖
（昧
享さ
受へ
の
）態
度

曖
（昧
不さ
安へ
の
）態
度

曖
（昧
受さ
容へ
の
）態
度

曖
（昧
統さ
制へ
の
）態
度

曖
（昧
排さ
除へ
の
）態
度

セ
ル
（フ
改コ
良ン
型ト
）ロ
ー
ル

セ
（ル
外フ
的コ
ン
要ト
因
）ロ
ー
ル

図4
図４ 対処の結果と個人特性対処の結果と個人特性

セ
ル
（フ
調コ
整ン
型ト
）ロ
ー
ル

（
困自
難己
の効
回力
避感
）

（
対
人自
関己
係
へ効
の力
態感
度
）

（
困自
難己
へ効
の
挑力
感
戦
）

認
知
的
熟
慮
性

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-1

8

5. 考
 察

6. ま
 とめ

緊急事態に対して終始冷静であったと回答した群

質問紙によって収集した日常的な緊急事態への対と途中から冷静になったと回答した群との間で，い応経験と個人特性の関係について検討した．結果か

くつかの個人特性に差が認められた．これらの個人

ら，
困難な課題に対し積極的に関わろうとすること，特性から，本研究では緊急事態に遭遇した際に強いメタ認知によるモニタリングとコントロールをうま

情動的反応が生じにくかった回答者の特徴は，曖昧く行えることが，緊急時対応では特に重要になるとさに積極的にかかわる（曖昧さへの態度（享受）），

考えられた．本研究で用いた質問紙は日常における課題に対して消極的にならず，自発的な問題意識で行動や考え方を問う質問文で構成されていることを良い方向へ変化させようとする（セルフコントロー

考慮すると，普段から曖昧さや困難な課題に積極的

ル（改良型，外的要因）），普段から，困難があってにかかわることによって改良型セルフコントロールも回避したりあきらめたりせず，積極的に取り組めを学習し，自己効力感が高まることにより，緊急事

ると感じている（自己効力感（困難からの回避，困態においても強い情動反応が抑制され，メタ認知が難への挑戦），自分の活動をモニタリングしながらうまく機能する可能性があるといえる．
このことは，

柔軟に計画を変更する（メタ認知（モニタリング，

日常生活において曖昧な状況や困難な課題に積極的コントロール）ことといえる．これらの多くは困難に取り組むことの有効性とともに，緊急時対応訓練

な課題や曖昧な状況に対して積極的に向き合うことなどで，曖昧で困難な状況に直面し，積極的に解決を示す特性であり，日常的な行動や意識に対する評に取り組む経験を重ねることの有効性も示唆する．

価であることを考えると，普段から困難に取り組む

特に，資源や条件の整った環境で手順を確認するた経験を重ねることで，セルフコントロールの方略をめに行う訓練ではなく，近年増えている，ストレス

学習したり自己効力感が向上し，緊急事態に遭遇しのかかる状況や使用できる資源に制約のあるブライても強い情動的反応が生じにくくなる可能性がある

ンド方式の訓練（たとえば彦野他，2017；野々瀬他，といえる．

2017）の反復が有効であると考えられる．

このうちメタ認知の２側面と自己効力感（困難へただし，対処の成否については遭遇した事態そのの挑戦）は，事態が良い結果となったと回答した群

ものの特性や周辺の環境や使用可能な資源などの影においても評定値が有意に高かった．メタ認知は緊響を考慮する必要があり，個人特性に焦点を当てす

急事態への対応中の自分の状況理解や資源配分を見ぎることには注意が必要である．また，本研究の分直し調整する制御機構としての役割を果たしている

析は単純な平均値の比較にとどまっているが，具体とされ，本研究の結果は，緊急事態への遭遇から対的な緊急事態の特性や実際の対処行動と個人特性の処が一段落するまでの過程全体において，制御機構

関係を，因果関係や相互作用も含めて明らかにし，が継続的に機能することの重要性を示すものと考えそれらの変容可能性や変容方法を検討していく必要

られる．他方，自己効力感は情動反応の生起との関があると考える．

係が指摘されており，緊急事態においても強い情動反応を抑えることによってメタ認知の機能を支えているのかもしれない．
一方，曖昧さへの態度（排除）は，対処の結果に

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INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-1

10

付表

特性的自己効力感尺度の因子分析結果
第１因子

第２因子

第３因子

新しいことを始めようと決めても，出だしでつまづくとすぐにあきらめてしまう

.786

-.234

.029

すぐにあきらめてしまう

.779

-.163

-.211

何かを終える前にあきらめてしまう

.750

-.107

-.069

重要な目標を決めても，めったに成功しない

.696

-.110

-.171

思いがけない問題が起こった時，それをうまく処理できない

.681

-107

-.044

難しそうなことは，新たに学ぼうとは思わない

.638

-.068

-.110

人生で起きる問題の多くは処理できるとは思えない

.615

.101

-.094

しなければならないことがあっても，なかなかとりかからない

.487

.236

.103

非常にややこしく見えることには，手を出そうとは思わない

.440

.415

-.053

困難に出合うのを避ける

.349

.284

.136

私は自分から友達をつくるのがうまい

.233

-.987

.217

最初は友達になる気がしない人でも，すぐにあきらめないで友達になろうとする

.421

-.684

.187

新しい友達を作るのが苦手だ

.229

.677

.099

友達になりたい人でも，友達になるのが大変ならばすぐに止めてしまう

.202

.645

.190

人の集まりの中では，うまく振る舞えない

.406

.496

.048

何かしようとする時，自分にそれができるかどうか不安になる

.428

.452

.274

失敗すると一生懸命やろうと思う

-.010

-.168

.737

初めはうまくいかない仕事でも，できるまでやり続ける

-.090

.095

.726

自分が立てた計画はうまくできる自信がある

-.158

-.232

.602

何かをしようと思ったら，すぐにとりかかる

-.141

-.173

.499

面白くないことをする時でも，それが終わるまでがんばる

-.069

.094

.496

人に頼らないほうだ

-.110

.200

.378

会いたい人を見かけたら，向こうから来るのを待たないでその人のところへ行く

.069

-.309

.332

第１因子

─

.454

-.086

第２因子

─

─

-.031

第３因子

─

─

─

因子間相関

累積寄与率

48.1

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-2

11

安全志向的モチベーションと安全風土の関連についての考察
Consideration…on…the…Relationship…between…Safety…Work…Motivation…and…Safety…Climate
河合学（Manabu…Kawai）＊1

要約
労働災害ゼロを達成するため安全に作業を続けられる状態を維持することは重要である．どのような状態がよいのかを測るものさしとして，「安全志向的モチベーション」が提案され，その測定尺度が開発された．一方，原子力安全分野における組織風土を測定するために開発された代表的なものとして「安全風土」の測定尺度がある．これら２つの測定尺度における関連を調
査データの分析を通して明らかにする．「安全志向的モチベーション」と「安全風土」は関連があり，「安全志向的モチベーション」は「誇り」などにより高められ，「人材尊重」や「安全配慮行動」を後押しすると考えられる．また，リーダーシップは組織文化を変える役割を担っており，
リーダーの振る舞いを通してモチベーションを向上させる取り組みを行うことで労働災害が起こ
りにくい組織が形成されるものと考えられる．
キーワード…安全志向的モチベーション，労働災害，リーダーシップ

Abstract
It…is…important…to…maintain…a…state…in…which…work…can…be…continued…safely…in…order…
to… achieve… zero… occupational… accidents.… “Safety… work… motivation”… was… proposed… as… a… measure…
of… what… kinds… of… conditions… are… good,… and… a… measurement… scale… was… developed.… On… the… other…
hand,…a…“safety…climate…measurement…scale”…has…been…developed…as…a…typical…scale…for…measuring…
the…organizational…climate…in…the…field…of…nuclear…safety.…In…this…report…the…relationship…between…
these…measurement…scales…was…clarified…through…the…analysis…of…survey…data.…A…relationship…was…
identified… between… “safety… work… motivation”… and… the… “safety… climate… measurement… scale,”… and…
“safety…work…motivation”…was…enhanced…by…the…item…of…“pride.”…“Respect…for…human…resources”…
and…“safety-conscious…behavior”…was…considered…to…be…supported…as…well.…In…addition,…leadership…
played…a…role…in…changing…the…organizational…culture,…from…which…we…argue…that…an…organization…
that… does… not… lead… to… occupational… accidents… would… be… formed… by… making… efforts… to… improve…
motivation…through…the…behavior…of…the…organization’s…leaders.
Keywords…safety…work…motivation,…occupational…accident,…leadership

1. 問
 題設定

な尺度として，福井（2014）によって開発された「安全風土」の測定尺度がある（西田，2017）．

安全に関する諸施策の積み重ねや徹底した人を介本稿の目的は，「安全志向的モチベーション」とさないで機械による自動化を進めてきているもの「安全風土」の２つの測定尺度において関連があるの，労働災害件数は依然減少していないのが現状でのか否かについて，１つの調査データの分析を通しある．多くの企業が労働災害ゼロを目標として掲げて明らかにするものである．

る中で，それを達成するため安全に作業を続けられる状態を維持することは重要であるが，どのような状態がよいのかそれらを測るものさしとして，「安全志向的モチベーション」が提案され，その測定尺度が開発された（池田ほか，2021）
．一方，従

2. デ
 ータと分析のモデル
2.1 使
 用するデータ前より安全風土の測定・評価手法が開発されてきた．

使用するデータは，原子力産業従事者に対して実

原子力安全分野における組織風土を測定する代表的施された安全にかかわる意識調査（2020 年）から

＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

社会システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-2

12

得られたものである．サンプルサイズは，n ＝ 1737

はそれらと同じと考えた．
また人材尊重については，

であり十分であると考えられる．

設問が「少数の異なる意見も取り上げ議論されてい2.2 使
 用する変数る」「安全についてのマイナス情報が言いやすい職
場環境である」などであり，「安全志向的モチベーション」が後押しすると考えられるので，「安全志設問群は，表１に示す「安全志向的モチベーショ

向的モチベーション」を独立変数，「安全配慮行動」

ン」の３設問，および「安全風土」の下位尺度であと「人材尊重」をそれぞれ目的変数とした回帰分析

る「組織の安全姿勢」，「直属上司の姿勢」
，
「安全の

を行う．

職場内啓発」，「安全配慮行動」
，
「モラル」
，
「人材育

次に，
「安全志向的モチベーション」と「安全志成」，「人材尊重」，「現場重視」，「仲間意識」，「意思向的モチベーション」へ影響を与える要因の関係疎通」，「精神衛生」を測定する 46 設問に，「誇り」

について考える．
「安全風土」の下位尺度の中からを加えた 47 設問を使用した．なお，福井（2014）

前述の「安全配慮行動」と「人材尊重」を除いたの「人材育成・尊重」は人材の「育成」と「尊重」「組織の安全姿勢」，「直属上司の姿勢」，「安全の職の２つの概念に関する設問が混在していると考えら

場内啓発」
，
「モラル」
，
「人材育成」，「現場重視」，

れるため，本研究では「人材育成」と「人材尊重」「仲間意識」「，意思疎通」「，精神衛生」および「誇り」の別々の２つの下位尺度として取り扱う．

を独立変数候補としてステップワイズ法により重回「そう思う」「どちらかというとそう思う」「どち

帰分析を行う．

らともいえない」「どちらかというとそう思わな

最期に，「安全志向的モチベーション」と関連のい」「そう思わない」の５件法で尋ねており，５点

深い設問を探るため，安全配慮行動と人材尊重に関から１点までを割りあて，逆転項目の場合否定的回する設問を除いたすべての設問を独立変数候補と答をした方が点数が高くなるように処理している．

し，「安全志向的モチベーション」を目的変数とし「安全志向的モチベーション」を変数として用いる

たステップワイズ法による重回帰分析を行う．
また，場合，関連する３設問の平均値を「安全志向的モチ重回帰分析や判別分析の場合，独立変数が多い方がベーション」得点とした．
「安全風土測定尺度」の良いモデルとは限らない．独立変数の候補から，予下位尺度を変数として用いる場合，各下位尺度を構測や判別に有用な順に独立変数を採用するための方成する設問群の平均値を尺度得点とした．

法を用いた．まず，最も有用な独立変数を１個採用

表１

安全志向的モチベーションの設問

あなたは，安全を確保するための手続きや基本ルール
がどのような経緯で定められているか明確に理解している
あなたは，安全を確保することに向けて高い緊張感を持って業務に取り組んでいる
あなたは，安全が脅かされていないか、絶えず緊張感を持続して業務に取り組んでいる

する．次の段階では，まだ採用されていない独立変数のうちで最も有用な独立変数を１個採用するという手順を繰り返す．独立変数の選択基準はあくまでも統計的な指標に基づくため，選択された独立変数が解釈可能であるかは別途判断が必要である．

3. 結 果と考察安全志向と関連する安全風土要因について重回帰

2.3 分
 析の方法とモデル分析により行った分析の結果と考察を示す．

「安全志向的モチベーション」と安全風土測定尺

3.1 安 全志向が影響を及ぼす安全風土要因

度の関連を確認するため，
以下の３つの分析を行う．
は じ め に，
「安全志向的モチベーション」と「安全志向的モチベーション」を独立変数，「安全「安全志向的モチベーション」から影響を受ける要配慮行動」と「人材尊重」をそれぞれ目的変数とし因の関係について考える．池田ら（2021）においた回帰分析を行ったのが表２，表３である．双方とて，「安全志向的モチベーション」は安全参加行動

も「安全志向的モチベーション」と関連が強いことと安全遵守行動を後押しするという結果が得られて

がわかる．

おり，
「安全風土」の下位尺度である安全配慮行動

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-2

表２
変数名

13

安全志向的モチベーションと安全配慮行動

非標準化係数

標準誤差

（切片）

1.46

.08

安全志向的モチベーション

.67

.02

標準化係数
.67

t値

有意確率

19.31

<.001

37.77

<.001

t値

有意確率

14.00

<.001

34.70

<.001

2

R …=….45
表３

安全志向的モチベーションと人材尊重

変数名

非標準化係数

標準誤差

（切片）

1.12

.08

安全志向的モチベーション

.69

.02

標準化係数
.64

2

R …=….41

3.2 安
 全志向が影響を受ける安全風土要因としての自負心を持っている人が多い」と「あなた表４は，「安全風土」の下位尺度の中から「安全視点も重視して仕事をすることが大切だと思ってい配慮行動」と「人材尊重」を除き，「組織の安全姿る人が多い」については，
社会的貢献感と解釈でき，

勢」，「直属上司の姿勢」，「安全の職場内啓発」，「モ

社会的貢献感も誇りと同様に「安全志向的モチベー

ラル」，「人材育成」，「現場重視」，「仲間意識」，「意ション」を高めるという池田らの研究と整合する．

思疎通」，「精神衛生」および「誇り」を独立変数候

ここで着目したいのは仲間意識と組織の安全姿勢

補としてステップワイズ法により重回帰分析を行っの設問である．仲間意識の設問は「あなたの職場でた結果である．
「安全志向的モチベーション」と関は，お互いがベストをつくすように励まし合う」で連が強いのは，人材育成，安全の職場内啓発，誇り，あり，組織の安全姿勢の設問は「安全に対する姿勢

組織の安全姿勢，モラル，現場重視，仲間意識となっや取り組みを直属上司は認めてくれる」である．仲た．安全配慮行動と人材尊重に関する設問を除いた間意識や組織の安全姿勢は「安全志向的モチベー

すべての設問を独立変数候補，「安全志向的モチベーション」に誇りや社会的貢献感と同程度に正の影響ション」を目的変数としたステップワイズ法によるを与えている．

の職場では，組織の常識にとらわれず，一般市民の重回帰分析を行った結果が表５になる．標準化係数

3.3 環
 境の違いによる影響の違いの値が大きかったのは，人材育成，モラル，組織の3.2 節では，サンプル全体での分析の結果を示し

安全姿勢，誇り，仲間意識，現場重視，安全の職場
内啓発であった．池田ら（2021）の研究によると，

たが，環境の違いにより結果が変化するかどうか

誇りが「安全志向的モチベーション」を高めるといを確認するため，「安全志向的モチベーション」がうがわかっている．モラルの設問である「あなたの高い事業所について，安全配慮行動と人材尊重に

職場では，仕事に対して社会的責任をもつ一専門家

関する設問を除いたすべての設問を独立変数候補，

表４…安全志向的モチベーションとの安全風土下位尺度
非標準化係数

標準誤差

（切片）

変数名

.98

.08

人材育成

.25

.03

安全の職場内啓発

.15

.03

誇り

.08

組織の安全姿勢
モラル

t値

有意確率

12.54

<.001

.26

… 9.10<.001.16… 5.75

<.001

.01

.12

… 5.52

<.001

.08

.03

.09

… 3.34

.001

.08

.02

.09

… 3.95

<.001

現場重視

.07

.02

.09

… 3.36

.001

仲間意識

.07

.02

.08

… 3.11.002

R2…=….55…,……adjR2…=….55

標準化係数

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-2

14

表５
変数名

安全志向的モチベーションとの関連設問（全データ使用）
設

問

非標準
化係数

標準
誤差

（切片）

標準化
係数

t値

有意
確率

14.07

<.001

1.05

.07

人材育成

業務手順に関する教育・訓練では、なぜそうするのか理由が十分に教えられている

.11

.02

.15

6.00

<.001

モラル

あなたの職場では、仕事に対して社会的責任をもつ一専門家としての自負心を持っている人が多い

.11

.02

.13

5.76

<.001

組織の安全姿勢

安全に対する姿勢や取り組みを直属上司は認めてくれる

.11

.02

.11

5.27

<.001

誇り

あなたは、 今の職 場で働いていることを誇りに思っている

.07

.01

.11

5.41

<.001

仲間意識

あなたの職 場では、お互いベストをつくすように励まし合う

.09

.02

.13

5.39

<.001

現場重視

あなたの組織では、いかなる場合も、原子力発電所に関して安全側に立った意思決定がされている

.07

.02

.10

4.53

<.001

安全の職場内啓発

あなたの職場では、安全性・作業性向上に役立つ改善提案が提起されている

.06

.02

.08

3.54

<.001

モラル

あなたの職場では、組織の常識にとらわれず、一般市民の視点も重視して仕事をすることが大切だと思っている人が多い

.06

.02

.09

4.04

<.001

人材育成

教育・訓練は、業務の安全性向上のために十分に役に立っ
ている

.08

.02

.09

3.75

<.001

R2…=….57…,……adjR2…=….57「安全志向的モチベーション」を目的変数としたス

要な要員が確保，配分されている」である．意思疎テップワイズ法による重回帰分析を行った結果が通や現場重視は「安全志向的モチベーション」に正

表６になる．サンプルサイズは，n ＝ 500 である．

の影響を与えている．

標準化係数を見るとモラル，人材育成，意思疎通，
仲間意識，現場重視の値が高かった．また，誇りは独立変数として選択されなかった．ここで着目した

4. 総
 合考察

いのは意思疎通と現場重視の設問である．これらは「安全志向的モチベーション」と，「安全風土」

意思疎通の設問「あなたの直属上司は，その直属上の下位尺度である「組織の安全姿勢」，「直属上司

司と連絡をうまくとっている」，および，現場重視の姿勢」，「安全の職場内啓発」，「安全配慮行動」，の設問「あなたの職場では，業務を遂行する上で必「モラル」，「人材育成」，「人材尊重」，「現場重視」，

表６…安全志向的モチベーションとの関連設問（安全志向的モチベーションが高い事業所のみ）
変数名

設

問

（切片）

非標準
化係数

標準
誤差

1.17

.18

標準化
係数

t値

有意
確率

6.39

<.001

モラル

あなたの職場では、仕事に対して社会的責任をもつ一専門家としての自負心を持っている人が多い

.23

.04

.31

6.62

<.001

人材育成

教育・訓練は、業務の安全性向上のために十分に役に立っ
ている

.16

.04

.18

3.72

<.001

意思疎通

あなたの直属上司は、その直属上司と連絡をうまくとっている

.13

.04

.15

3.57

<.001

仲間意識

あなたの職場では、お互いがベストをつくすように励まし合う

.11

.03

.15

3.25

.001

現場重視

あなたの職場では、業務を遂行する上で必要な要員が確保、配分されている

.05

.02

.10

2.44

.015

人材育成

あなたの職場では、事故・トラブル事例の教訓が周知さ
れている

.10

.04

.11

2.39

.017

モラル

あなたの職場では、個人的な感情や利害を職場に持ち込んでいる人がいる（逆転項目）

-.04

.02

-.08

-2.15

.032

R2…=….55…,……adjR2…=….54

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-2

15

「仲間意識」，「意思疎通」，「精神衛生」，「誇り」といての分析に基づいて，「安全志向的モチベーショを回帰分析し，その結果をパス図として図１に整ン」と関連がある項目の中から，意思疎通の設問「あ理した．
「安全志向的モチベーション」は人材育成，

なたの直属上司は，その直属上司と連絡をうまく安全の職場内啓発，誇り，組織の安全姿勢，モラル，とっている」について考察した．

現場重視，仲間意識により高められ，人材尊重，「直属上司間の連絡」については，コミュニケー

安全配慮行動を後押しすると考えられる．

ションがよい組織は，上層部とのコミュニケーショ
ンが活発に行われるため，なにか疑問や問題点が人材育成
安全の職場内
啓発
誇り

図１

人材尊重

解決できるという特徴を持ち，それが安心感につな

安全配慮行動理的安全性が，高まっている状態といえるのではな

安全志向的
モチベーション

組織の
安全姿勢
モラル

あった際に，その情報が垣根なく伝わり，速やかに現場重視がるという好循環が生まれるのであろう．これは心いだろうか．

仲間意識

心理的安全性とは，率直に発言したり懸念や疑問

安全志向的モチベーションと安全風土要因のパス図

サンプル全体の分析結果に基づいて，「安全志向

やアイデアを話したりすることによる対人関係のリスクを，人々が安心して取れる環境のことである（Edmondson，2019

野 津 訳 2021,… pp.… 24-49）．

的モチベーション」と関連がある項目について，仲人々が率直に発言できない場合，組織の革新・成長

間意識の設問「あなたの職場では，お互いがベストする力が脅かされる．リーダーは心理的安全性をつをつくすように励まし合う」，組織の安全姿勢の設

くるうえで重要な役割を果たす．リーダーはメン

問「安全に対する姿勢や取り組みを直属上司は認め

バーを尊敬していることを，とりわけメンバーがてくれる」について考察した．

持っている専門知識やスキルを認めることによっ「お互い励ましあう」については，人は褒められて，はっきり伝えなければならない．率直に話しると受け身になるより，むしろ積極的でエネルギッ

たり，ミスを報告することを大いに促す必要もあシュになるとされる．反対に批判したり口やかまる．そんなふうにメンバーを導くと，リーダーは心しく言ったりすると，受け身になり，活力は枯渇

理的に安全な環境を生み出し，支援していけるようするとされる．自分は何ひとつとしてまともにでになる．対照的に，リーダーが独裁者のような態度

きないと感じたら，やる気はなくなるものであるをとったり，なかなか会えなかったり，自分の弱さ（Schaufeli… &… Dijkstra，2010を認められなかったりすると，メンバーはアイデア

島 津・ 佐 藤 訳 2012,…

pp.…107-111）．一方，「直属上司の承認」については，を共有したりミスを検証したりしなくなってしまう

上司からの承認は自己効力感，満足感を高め，自己（Edmondson，2012

効力感は自分の環境をコントロールできているといしたがって「モチベーション」が上がらない状況がうという感覚であり，人間が働き，生きていくうえ

続くということであろう．また，現場重視の設問

でとても大切な要素である．そのため自己効力感の「あなたの職場では，業務を遂行する上で必要な要向上は，内発的・外発的なモチベーションにつなが員が確保，配分されている」については，経営層やるうえにメンタルヘルスにも役立つなど，さまざま

上司が安全第一の姿勢を取っていても，人員不足にな効果をもたらす（太田，2011,… pp.… 158-161）．ま問題があり，安全第一の姿勢に実態が伴わない場合

た，組織や上司からのポジティブメッセージが組織は「モチベーション」が上がらないということが考

内自尊心を高め，それが組織や同僚に貢献する自発えられる．

野 津 訳 2014,… pp.… 179-194）．

的な支援行動や組織への愛着を意味する組織コミッ

近年，職場に活気が感じられない，若手に元気がトメントを引き出すことを明らかにしている．組織ないとの声が聞こえているが，これは個人の問題で内で必要とされているという自己認識や存在意義をあろうか，組織の問題であろうか，個人のパーソナ感じる組織内自尊心は，組織の特性いかんにかかわ

リティーの問題はあるとも考えるが，ほとんどの場

らず，「モチベーション」を高めると予想できる（池合は組織に根づく文化の問題であると考えられる．

田，2021）．

それでは組織文化を形成するのはなにであろうか，「安全志向的モチベーション」が高い事業所につ組織文化は組織のメンバーに共有された信念，価INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-2

16

値観，規範の総体である．
「信念」は世界観であり，人間とは，社会とはいかなるものかなど根本的な問

引
 用文献

題に対する基本的な考え方であり，「価値観」は物

Edmondson,A.C.（2012）．Teaming:… How… organi-

事の善悪・大切さなどの基準であり，「規範」は成zations… learn,… innovate,… and… compete… in… the…

員が如何に行動すべきかに関わるルールである．信knowledge… economy.… San… Francisco:… John…

念は価値観や規範をより深いレベルで正当化する根Wiley…&…Sons.（野津智子［訳］（2014）．チー

拠になり，価値観や規範は信念を具体化したもの

ムが機能するとはどういうことか…英治出版）．

として妥当性を示す根拠になる（加護野，2003,… pp.…

Edmondson,A.C.（2019）．The… fearless… organi-55-61）．いずれにしても組織は自然発生的に生まれzation:… Creating… psychological… safety… in…

るわけではなく，文化は創設者やリーダーの行動をthe… workplace… for… learning,innovation,and…

通じて生み出され維持されるものである．したがっgrowth.… San… Francisco:… John… Wiley… &… Sons.

て組織文化を変えるのも創設者やリーダーの役割と（ 野 津 智 子［ 訳 ］（2021）．恐れのない組織いうことになる．創設者である経営層や彼らを支え「心理的安全性」が学習・イノベーション・るリーダーの振る舞いが組織文化を変え，求められ成長をもたらす…英治出版）．

る方向へ向かわせることになる．職場に活気が感じ福井宏和（2014）．
安全風土調査の充実に関する検討．…

られない等の状況は経営層やリーダーが変革を意識- 海外の安全文化の視点を参考として -… INSS…

して取り組むことで徐々に変えていくことが可能で

JOURNAL,…21,…2-12.

あると考えるべきであろう．

5. 最
 後に
組織文化を変えるのは創設者やリーダーの役割であることを述べたが，これはなにも役職者だけが汗

池田浩・秋保亮太・金山正樹・藤田智博・後藤学・
河合学安全の現場に求められるワークモチ
ベーション：安全志向的モチベーションの効果とその源泉としての自己価値充足モデ
ル（2021）．産業・組織心理学研究，34（2），133-146．

をかけと言っているわけではない．目標に対して組

加護野忠男（2003）．企業の戦略…八千代出版．

織のメンバーが納得のいく道筋や方向性を示すこ

西田豊（2017）．安全風土と安全文化… - 概念，測定と，目標を達成するための資源は不足していないか，と理論，醸成について -…INSS…JOURNAL,…24,…

ルール等は整っているかを常に確認し，メンバーが21-31.

同じ目線で汗をかくことができる状態を保つことがSchaufeli,… W.B.… &… Dijkstra,… P.（2010）．Bevlogen…

求められるということである．そのうえで社会的貢

aan… het… werk.… Uitgeverij… van… Schouten… &…

献感や誇りを高めることやお互いベストを尽くすよ

Nelissen.（島津明人・佐藤美奈子［訳］（2012）．

う励ましあう職場環境を醸成することで安全志向的

ワーク・エンゲイジメント入門…星和書店）．

モチベーションが向上し，労働災害等の問題が起こ

太田肇（2011）．承認とモチベーション… 同文館出版

りにくい組織が形成されるものと考える．

株式会社．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-3

17

自由記述回答の評価極性と安全文化醸成の関連
Relationship Between Semantic Orientations of Free Description Answers and Safety Culture＊1
西田（Yutaka Nishida）＊1
西田豊 豊（Yutaka…Nishida）

要約  安全文化を評価するとき質問紙調査が用いられることが多い．通常リッカート尺度などを用いた選択式設問のほかに自由記述による回答を求める設問が設定されることが多い．質問紙
設定者の想定していない意見を回答者から引き出そうとするには良い方法である．自由記述回答
はテキストデータであるため，通常の統計的アプローチをとることができず，従来は分析者の主観に依った分析がなされることが多かった．近年は，テキストデータに対する統計的方法論や解析ツールの開発が進み，テキストデータ解析を実行しやすい環境が整ってきている．本研究では，単語に対して評価極性が対応付けられた極性辞書を用いることによって，自由記述の内容が肯定的であるのか否定的であるのかの判定を行うセンチメント分析を実行した．また，質問紙調査で得られた安全文化の程度を評価する得点と自由記述の極性値との関連を検討した．安全文化の得点に依らず使用している語の平均極性値は正の値であった．さらに，自由記述の評価極性と安全
文化の得点には正の相関関係がみられた．この結果は，安全文化の程度に依らず肯定的な語を使用していると考えられ，安全文化が醸成しているほど，肯定的な語を使用することが多くなっていることが示されたといえる．
キーワード

安全風土，安全文化，自由記述，評価極性，センチメント分析

Abstract Questionnaire surveys are often used to assess safety culture. In addition to selective questions
using a Likert scale, free description questions are often included. This is a good way to elicit opinions fromthe respondents that the questionnaire designer had not expected. Since free description answers are textual
data, they cannot be subjected to the usual statistical approach, and in the past, their analysis was often
based on the subjectivity of the analyst. In recent years, the development of statistical methods and analysis
tools for text data has progressed, creating an environment that facilitates text data analysis. In this study,
we performed sentiment analysis to determine whether the content of free description is positive or negativeby using a sentiment polarity dictionary, in which semantic orientations are assigned to words. In addition,
we examined the relationship between the semantic orientation scores of the free descriptions and the scoresobtained from the questionnaire to assess the degree of safety culture. The mean polarity score of words
used regardless of the safety culture score was positive. Furthermore, there was a positive correlation
between the semantic orientation scores of the free descriptions and the safety culture scores. This result
suggests that positive words are used regardless of the degree of safety culture, and that the more safety
culture is fostered, the more positive words are used.
Keywords

1.

safety climate, safety culture, free description answer, semantic orientations, sentiment analysis

はじめに組織全体を対象とするにはコストが大きいため，多くの場合，質問紙調査での評価が用いられる（西田，事故を防ぎ安全性を向上させるためには，技術要因，

2017）
．

人的要因，組織要因を考慮する必要があるが，事故の職場の安全性を質問紙調査により評価しようとす

要因を考える際には文化の影響についても考慮するる試みは，安全風土という概念の導入とともに Zohar

必要がある（原子力安全システム研究所，2019）．安（1980）によって始められた．安全風土や安全文化と全性を高めるうえで安全文化の醸成が重要であるこいう概念はもちろん広く産業界に共通するが，原子力とは認識され始めているが，どのようにすれば安全文

産業分野に限っても質問紙調査を用いた研究が増え化の評価や育成ができるのかについては，試行錯誤をてきている．例えば，近年では回答者の属性に関する繰り返しているように思われる．安全文化の評価方法

回答傾向の違いや（藤田，2017; 福井，2012; 西田，にはいくつかのアプローチがあり（竹内，2012），イ

2018），属性による影響の程度が事業所間で異なるこンタビュー調査などの方法がとられることもあるが，と（藤田，2018）が報告されている．経時データを用＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所 社会システム研究所＊１（株）原子力安全システム研究所社会システム研究所

18

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-3

いて従業員の意識の変化を検証した研究（河合，2020）

価を，構成する語をもとに判定する手法のことである

や，質問項目を見直すことにより調査自体の精度向上（石田, 2020）．基盤となる研究の動向については乾・を目的とした研究も実施されている（西田，2019）．

奥村（2006）が詳しい．特にテキストの内容を望まし

通常，質問紙調査では，5 件法などのリッカート尺い（肯定極性），望ましくない（否定極性）またはい度を用いた選択式の質問項目が設定され，そのデータ

ずれでもない（ニュートラル）の3種類の属性値（評は量的に扱われ分析されることが多い．選択式の設問

価極性）を自動判定する技術の需要が高まっているは質問紙設計者の意図を反映するものであるから，設（東山・乾・松本, 2008）．本研究では，自由記述中

計者の想定していない事柄について回答者から意見に出現する語とその頻度から，その自由記述が肯定的を引き出そうとすると，自由記述回答を求めることにであるのか否定的であるのかの判断を行う．

なる．自由記述回答は質的なテキストデータであるから，従来の統計的データ解析を適用することが難しく，

2.2 極性辞書

分析は分析者の主観に頼らざるを得ないところが多くあった．

センチメント分析を行うためには語ごとに評価の近年では統計的なテキストデータ解析の方法やツ極性を対応させた辞書が必要になる．本研究では日本ール，解説書が整備されつつあり，テキストデータ解語評価極性辞書（名詞編）ver.1.0（東山・乾・松本, 2008）

析を実行しやすい環境ができつつある（樋口，2014;を使用する．日本語評価極性辞書では肯定極性の単語

石田，2017; 岩田，2015; 金，2009; 佐藤，2015）．

には+1の値が，否定極性の単語には-1の値が，ニュー組織研究におけるテキストデータを扱った計量的研トラルの単語には0の値が付与されている．

究として，工藤（2015）は組織内の縦コミュニケーシ
ョンについて自由記述と評定値から考察をおこなっ

2.3 目的ている．また，藤田（2019）では，職場に対する評定
値と文字数や使用される語に関連があることが指摘されている．

本研究では質問紙調査における自由記述から得られたテキストデータと、語と肯定的や否定的などの意
味内容が対応付けられた極性辞書とを用いて，自由記
述の意味内容を判断するセンチメント分析を行う．ま2. 自由記述テキストの評価極性判定

た，量的な安全文化の評定値と語の意味内容との関連を検討する．

西田（2020）では，トピックモデルを用いた解析により安全文化の評定値と記述のトピックに関連があることが示されたが，同様に評定値とトピックを構成

3. 方法

する単語とも関連があることが予想される．語には評価的意味内容を持つものがあり，語の特性として肯定

3.1 自由記述データ

的意味内容を持つ語であるのか，否定的意味内容を持つ語であるのかを考えることができる．例えば，「安2018年5月から9月にかけて原子力産業従事者に対全」という語は肯定的な意味内容を示していると考えして実施された調査票調査で得られた24,503名のデられ，「危険」という語は否定的な意味内容を示してータのうち電力会社に所属し，自由記述設問に回答しいると考えられる．自由記述における，このような肯ていた2,955名のデータを解析対象とした．自由記述

定的もしくは否定的意味内容を持つ語の使用頻度なの設問は「安全文化について，日頃感じていることがどが安全文化に関する意識と関連している可能性がありましたら，500文字以内で自由にご記入ください」

考えられる．

というものであった．

2.1 センチメント分析

3.2 安全文化総合得点

センチメント分析とは，テキストの内容に対する評

量的データについては全78項目の設問があり，「そINSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-3



19がおよそ等しくなるよう，総合得点の値の順に自由記

表１ 総合得点の記述統計量

最小値

中央値

最大値

平均値

標準偏差

述を10グループに分類した．総合得点の値が元も低い

1.24

3.92

4.99

3.89

0.63

グループをG0とし，値が高くなるにつれてグループ
番号が大きくなり，総合得点が最も高いグループをG9とした．

表  肯定極性を持つ出現頻度の高い上位  語

肯定極性

3.4 分析方法

1 安全

頻度
3993

2 文化

1854

3 大切

173

4 情報

171

5 十分

115

（Ishida, 2019）を使用した．2回以上出現した名詞の

6 雰囲気

107

みを指定し1,495語が抽出された．極性辞書において

7 大事

105

肯定極性の単語および否定極性の単語のそれぞれに

8 コミュニケーション

104

おいて出現した頻度の高い上位10語を表2および表3

9 技術

97

に示す．

10 人員

78

自由記述データから解析用データ行列の作成にあたり，日本語形態素解析エンジンMeCab Ver. 0.996（工藤，2013）およびR言語のパッケージ RMeCab ver.1.04

極性辞書には自由記述中に出現したすべての単語に対して極性値が与えられているわけではないため，抽出された1,495語からさらに極性辞書にリストされ表  否定極性を持つ出現頻度の高い上位  語

否定極性ている単語について抽出した結果となる．

1 事故

頻度
204

2 コスト

167

3 リスク

166

4 問題

145

5 非常

91

6 危険

83

7 不安

82

性値を持つすべての単語について平均したものを文

8 課題

70

書の平均極性値とし，総合得点グループごとに算出し

9 費用

57

た．総合得点グループを横軸に，平均極性値を縦軸に

10 災害

55 

取ったグラフを図1に示す．平均極性値はすべての得

4. 結果と考察
4.1 平均極性値
文書中に含まれる語の出現頻度に極性値をかけ，極点グループにおいて正の値となっており，自由記述で使用された語は肯定極性に偏っていたことを意味すう思う」～「そう思わない」の5段階で評定をしてもる．

らい，5点から1点を割り当てた．逆転項目は安全に関

する状態が良いほど得点が高くなるよう反転し処理を行った．全78項目の全平均を算出し，総合得点とした．総合得点の記述統計量を表1に示す．

3.3 自由記述データの分類
総合得点と自由記述における単語評価極性との関連を検討するため，総合得点をもとに自由記述を10
グループに分類する．各グループに含まれる回答者数

4.2 総合得点と平均極性値との関連

総合得点グループと平均極性値との相関係数は

r=.87 (95%CI = [.54, .97]) となり正の相関関係がある
ことが示された．これは総合得点が高いほど，平均極性得点も高いことを意味する．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-320はないかと考えることもできる．
そのため本節では，安全文化について尋ねている設問において当然出現すると考えられる「安全」と「文化」の2つの語を除いて再分析を行う．
総合得点グループを横軸に，平均極性値を縦軸に取ったグラフを図2に示す．平均極性値はすべての得点
グループにおいて正の値となっており，自由記述で使用された語は肯定極性に偏っていたことを意味する．
高頻出の2語を取り除くことによって，含まれている
場合よりも平均極性値が大きく低下したが，これは自由記述回答中に必然的に登場する「安全」，「文化」
が平均を大きく上側へシフトさせていたと考えられ
図  得点グループと平均極性値の関係

る．高頻出語を除いた場合の相関係数はr=.66 (95%CI= [.05, .91]) となり，正の相関関係があることが示された．したがって，総合得点と高い正の相関が予測される「安全」と「文化」を除いた場合でも，総合得点が高いほど自由記述で使用される語の極性が肯定的であることが示されたといえる．

5. まとめ
本研究では，センチメント分析を実行し，自由記述がどのような極性値を持つのか，また，その極性の値が安全文化醸成の程度とどのような関係にあるのかを検討した．平均極性値は，総合得点の値に限らず正の値となっており，安全文化の程度に依らず，肯定的な語が使用される傾向があることが示された．また，図  得点グループと平均極性値の関係
（高頻度語を除いた場合）

総合得点と極性値とは正の相関関係が見いだされ，安全文化の程度が高いほど肯定的な語を使用する傾向が強くなることが確認された．
高頻度語を取り除いた場合でも総合得点と語の極

4.3 高頻度語の影響性には有意な相関関係があることが示された．西田（2020）においても「安全文化」のトピックと総合得点には強い相関関係があることが示されていたが，高頻出語のうち「安全」と「文化」は他の語と比べ非常に使われる頻度が高い．安全文化について尋ねている設問であるから当然といえば当然であるが，これら2つの語は肯定極性を持つため，平均極性値が大きく
肯定に偏っている可能性がある．また，西田（2020）
では「安全文化」のトピックと総合得点が相関することが示されている．前節で平均極性値と総合得点が相関することが確認されたが，「安全」と「文化」の2語が含まれているため総合得点と相関しているので頻度の2語を除いた場合の結果が含めた場合の結果よりも相関係数が大きく低下したことと整合的であるといえる．
センチメント分析の結果は使用する極性辞書によって結果が変わることが予想される．本研究では名詞の使用についてのみ分析対象としているが，用言に関する極性辞書（小林・乾・松本・立石・福島, 2005）
を用いたり，原子力安全に関する語を対象とした極性辞書を作成したりすることができれば，より正確な結INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-3果を得られる可能性がある．また本研究では，語が使21  

用される文脈については考慮されていないため，文脈

岩田具治（）．トピックモデル講談社

についての情報を活用することでさらなる精緻化が河合学（）．原子力産業に従事する組織成員意

見込まれる．

識の変化に関する探索的検討,166-2851$/

金明哲（）．テキストデータの統計科学入門岩

謝辞

波書店
小林のぞみ・乾健太郎・松本裕治・立石健二・福本研究は一般社団法人原子力安全推進協会（JANSI）と各事業所のご協力のもとに実施できたものである．厚く感謝申し上げる．

島俊一（）意見抽出のための評価表現の収集自然言語処理  
工藤直志（）．自由回答を用いた組織内コミュ
ニケーションの分析,166-2851$/．
工藤拓（）．0H&DEYHU引用文献


（KWWSVWDNXJLWKXELRPHFDE）．
西田豊（）．安全風土と安全文化－概念，測定藤田智博（）．安全確認を抑制するメカニズム－
知識・技能への自信に注目して－,166-2851$/


と理論，醸成について－,166-2851$/

西田豊（）．スパース判別分析による属性別安藤田智博（）．原子力産業の安全風土調査への

全風土の特徴抽出,166-2851$/

マルチレベル分析の適用,166-2851$/

西田豊（）．項目反応理論による安全風土調査


藤田智博（）．テキストデータが映し出す「安の項目分析,166-2851$/
西田豊（）．トピックモデルによるアンケート全」－自由記述の活用－,166-2851$/

自由記述回答の潜在意味解析,166-2851$/



福井宏和（）．原子力発電所の安全風土に関する質問紙調査集団力学

佐藤一誠（）．トピックモデルによる統計的潜在意味解析コロナ社．

原子力安全システム研究所社会システム研究所（編竹内みちる（）．組織の安全文化（安全風土）

著）（）．安全文化をつくる－新たな行動評価・測定の手法に関する試論,166-2851$/

の実践－日本電気協会新聞部．
東山昌彦・乾健太郎・松本裕治（）．述語の選択選好性に着目した名詞評価極性の獲得言語処理学会第回年次大会論文集．
樋口耕一（）．社会調査のための計量テキスト
分析－内容分析の継承と発展を目指して－ナ
カニシヤ出版．
石田基広（）．5によるテキストマイニング入門（第版）森北出版株式会社．
,VKLGD0（）．50H&DELQWHUIDFHWR0H&DE5
SDFNDJHYHUVLRQ
石田基広（）．実践5によるテキストマイニン
グ－センチメント分析・単語分散表現・機械学
習・3\WKRQラッパー－森北出版株式会社．
乾孝司・奥村学（）．テキストを対象とした評
価情報の分析に関する研究動向自然言語処理=RKDU'（）．6DIHW\FOLPDWHLQLQGXVWULDORUJDQL]DWLRQV7KHRUHWLFDODQGDSSOLHGLPSOLFDWLRQV-RXUQDORI$SSOLHG3V\FKRORJ\

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-4

22

脱炭素脱
化炭
に素
向化
けに
た向
原け
子た
力原
発子
電力
に発
よ電
るに
石よ
炭る
火石
力炭
発火
電力
代発
替電
の代
受替
容の
性受
 容 性
Acceptability
Acceptabilityof Using of
Nuclear
UsingPower
NuclearasPoweran Alternative
as an Alternative
to Coal-fired
to Coal-fired
Power Powerto Achieve
to Decarbonization
Achieve Decarbonization

＊1
北田
北田
$WVXNR.LWDGD
淳子 $WVXNR.LWDGD

北田 淳子
淳子（Atsuko…Kitada）

要約   脱炭素のために，政府は古い非効率な石炭火力発電所を休廃止する方針を要約   脱炭素のために，政府は古い非効率な石炭火力発電所を休廃止する方針を 年  月 年  月に発表した．意識調査を実施し，原子力発電による代替の受容性について検討した結果を報告すに発表した．意識調査を実施し，原子力発電による代替の受容性について検討した結果を報告す
る．  高効率の石炭火力発電所の建設も認めない人は，温室効果ガスの削減に積極的な層でも温室効果ガスの削減に積極的な層でも
る．  高効率の石炭火力発電所の建設も認めない人は，割以下であり，政府方針への反対は少なかった．
  原子力発電による代替には，肯定が％，
割以下であり，政府方針への反対は少なかった．
  原子力発電による代替には，肯定が％，
否定が ％，態度保留が％であった．この賛否は，原子力発電の利用についての基本的態度に否定が ％，態度保留が％であった．この賛否は，原子力発電の利用についての基本的態度に強く規定されており，温室効果ガスの削減に積極的な層ほど原子力による代替に否定的な傾向が強く規定されており，温室効果ガスの削減に積極的な層ほど原子力による代替に否定的な傾向が  再生可能エネルギーと原子力発電の共存を肯定する人は
 割を超え，代替発電につあった．  あった．
 再生可能エネルギーと原子力発電の共存を肯定する人は
 割を超え，代替発電についても再生可能エネルギーか原子力発電かの二者択一としては考えていないことが示唆された．
いても再生可能エネルギーか原子力発電かの二者択一としては考えていないことが示唆された．
 原子力発電は&2 排出が少ないことについての認知は，高学歴層や新聞やテレビニュースをよ
高学歴層や新聞やテレビニュースをよ 原子力発電は&2 排出が少ないことについての認知は，く見る層でも高くなかった．各発電方法の
N:K&2 排出量の情報を提示するだけでは，く見る層でも高くなかった．各発電方法の
N:K あたりの&2あたりの
 排出量の情報を提示するだけでは，原子力発電による代替に対する肯定は増えなかった．以上の結果から，&2
原子力発電による代替に対する肯定は増えなかった．以上の結果から，&2
 を排出しないエネルギ
 を排出しないエネルギーへの転換が地球温暖化対策・気候変動対策の核心であり，原子力は低炭素の発電手段であるこーへの転換が地球温暖化対策・気候変動対策の核心であり，原子力は低炭素の発電手段であることをわかりやすく説明する必要がある．
とをわかりやすく説明する必要がある．
キーワード キ
ー
原子力発電
ワード  原子力発電
意識調査 石炭火力発電所の廃止
意識調査 石炭火力発電所の廃止
発電方法の &2発電方法の&2 排出量 情報提供の効果
 排出量 情報提供の効果

Abstract Abstract
In July 2020,Inthe
JulyJapanese
2020, thegovernment
Japanese government
announced aannounced
policy to achievea policydecarbonizationto achieve decarbonization
that
that
includesshutting
down oldcoal-fired
inefficientpowercoal-fired
plants.
In wethisreportpaper,theweresults
report ofthe results ofincludes shutting
down
old inefficientplants.power
In thispaper,
awarenessabout
policy andthe acceptabilityof nuclear
power generation
conducting anconducting
awarenessan
surveyabout survey
the policy
andtheexaminingtheexamining
acceptabilityof nuclear power
generation
as antoalternative
to these oldcoal-fired
plants. (1)toOpposition
to the constructionof high-efficiency
as an alternativethese old coal-fired
plants.
(1) Opposition
the constructionof high-efficiency
coal-fired coal-fired
plantslessthan
20% even
those
who hadpositive
opinions
towardreducing greenhouse
power plantspower
was lessthanwas
20%
even
among
thoseamong
who hadpositive
opinions
towardreducing
greenhousegases,
there
was littletoopposition
to the policy.
government
As for thetoalternative
use nuclear powergases, and there
wasandlittleopposition
the government(2) Aspolicy.
for the(2)alternative
use nucleartopower
generation,
23% of were
respondents
were 36%affirmative,
36% were
andneither.
40% were
generation, 23%of respondents
affirmative,
were negative,
andnegative,
40% wereThis neither.
opinionThis opinion
stronglyin the basic
attitude
the usepowerof nuclear
powerandgeneration,
was stronglywas
stipulated
in stipulated
the basic attitude
regardingtheregarding
use of nuclear
generation,
the moreand the more
were replying
the persons
replying
to reduce gases,
greenhousegases,
the more
were to the nuclear
positive werepositive
the persons
to reduce
greenhousethe more
negative
theynegative
were to they
the nuclear
power (3)alternative.
(3)70%
Moreofthan
70% of respondents
the ofcoexistence
renewable
power alternative.
More thanrespondents
affirmed the affirmed
coexistence
renewableofenergy
and energy andnuclearpower
and did notconsiderpower
alternative
powertogeneration
to between
be a choice
betweenenergy
renewable energy
nuclear powerand didnot consider
alternative
generation
be a choice
renewable
and nuclear
power. power(4) Nuclear
powerwasgeneration
not wellasrecognized
as a power
low-carbon
power source,
and nuclear power.
(4) Nuclear
generation
not wellwas
recognizeda low-carbon
source,even
by highly
educatedpeople
and
those
who
often read andnewspapers
and watchtelevision
news. Providing
even by highly
educatedpeopleand those
who
often
read
newspapers
watch television
news.
Providinginformation
on COperkWh for per
eachkWhgenerationfor eachmethod
generation
did not
methodincrease
did thenot affirmation
increase theofaffirmation
using
of using
information on
CO2 emissions
2 emissions
nuclear power
as an power
alternativecoal-fired to
power.
Therefore,
is necessary
to necessary
explain to totheexplain
public toin thean public in an
nuclearas antoalternativecoal-fired
power.it Therefore,
it iseasy-to-understandmanner that theconversion
energy thattodoes
notthatemitdoesCO2noteasy-to-understandmannerthat thetoconversion
energy
is at
emit
theCO
core
the core of measures
2 isofatmeasuresagainstglobalclimateand that
nuclearpower ofis alow-carbon
means of power
low-carbon power
against global
warmingandwarming
climate andchange,and change,that nuclear
power
is a means
generation. generation.
Keywords Keywords
nuclear power nuclear
generation,
power
awareness
generation,
survey,awarenessclosuresurvey,of coal-fired
closurepowerof coal-fired
plant, CO
power
plant, COper2 kWhemissionsfor per kWh for
2 emissions
generation
effectinformationof providing informationeach generationeachmethod,effect method,of providing

1. は
じ1.
めにはじめにはじめににあわせ，
年までの中期目標も 年度比で従にあわせ，
年までの中期目標も 年度比で従来の ％減から減に引き上げられた（）．
来の ％減から減に引き上げられた（）．

政府は，
政府は，
年の温室効果ガスの排出を実質ゼロに 年の温室効果ガスの排出を実質ゼロに
 年という短期間での大幅な削減には，
未知数の革新 年という短期間での大幅な削減には，
未知数の革新する，すなわち「年カーボンニュートラル」の目的技術の進展を待つ余裕はなく，既存技術の活用が必する，すなわち「年カーボンニュートラル」の目的技術の進展を待つ余裕はなく，既存技術の活用が必標を発表した（）．従来の ％削減から排要と考えられる．
標を発表した（）．従来の ％削減から排要と考えられる．
出ゼロへの引き上げで，脱炭素化の加速である．これ
日本の温室効果ガス排出量は発電分野，具体的には
出ゼロへの引き上げで，脱炭素化の加速である．これ
日本の温室効果ガス排出量は発電分野，具体的には
１（株）原子力安全システム研究所社会システム研究所
１（株）原子力安全システム研究所社会システム研究所

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-423

火力発電からの排出量が  割を占める．なかでも石炭が，「火力発電を減らす」や「原子力発電を利用する」

火力発電は &2 を最も多く排出し， 年時点で火力はきわめて少なかったことが報告されている（北田

発電全体からの &2 排出量の  割近くを占める排出源

D）．若年層を対象にした意識調査であるが，&2 排となっている（環境省）．

出削減のために進めるべき取り組みとして選択肢を政府は，古い石炭火力発電所を休廃止し，一部は示して複数回答で問う場合でも，「原子力発電の利用」

超々臨界圧（86&）など発電効率の高い最新鋭に更新しは  割で最も少なかったと報告されている（日本財団

．
て&2 排出量を減らす方針を表明している（）

）
．

資源の供給安定性とコスト面から，日本のみならず発先行研究では，温暖化対策としての原子力発電の利

展途上国の電力需要を賄ううえでも石炭火力発電は用の賛否以前の問題として，原子力発電は &2 排出が必要とされ，バイオマス燃料との混焼や，石炭ガス化

少ないという基本的知識の不足が指摘されている．深

複合発電，石炭ガス化燃料電池複合発電など，石炭火江（）は，原子力発電が発電時に温室効果力発電の &2 を減らす技術革新の取り組みも行われてガスを排出しないと思う人は  割にとどまること，加いる．

えて，原子力発電の温暖化対策としての有用性評価に一方，世界では先進国を中心に全廃の方針の国が多は，知識不足よりも大事故や放射性廃棄物という原子＊く ，高効率かどうかにかかわらず石炭火力発電には力発電の負のイメージの影響が支配的であったと報厳しい目が注がれている．グテーレス国連事務総長は告している．それから  数年後の北田の報告（D）

先進国に対し石炭火力発電の  年までの段階的廃においても，原子力発電は &2 排出が少ないという認止を要請している（）．(6* 投資の広がりやダ

知は低く，&2 より放射性廃棄物が増えるほうが環境

イインベストメント（投資撤退）の圧力により，日本問題として深刻だと思う人が  割を占めていた．このでも，石炭火力発電所の新規建設にかかわる事業や融 数年の間には猛暑や集中豪雨など地球温暖化の影

資の原則中止を表明するメガバンクや大手商社が現

響とみられる被害が顕在化したが，人々の温暖化対策

れている（環境省）．

としての原子力発電の評価は変化していないといえ地球温暖化に関する意識調査は多く実施されている．

る．内閣府の調査では，地球温暖化の影響の実感や消パリ協定の発効により，世界で温室効果ガス削減の費や省エネ，熱中症や気象災害などについての意識・取り組みが加速し，日本でも企業が自社の脱炭素化目

行動を質問している（内閣府  ）．人々の標や先進的取組を打ち出すなど，脱炭素という困難な行動を規定する要因を探り，個人の適応行動の向上に目標に向かって社会が動き出している．原子力発電は

つなげる目的がある．また，企業に対する期待を把握

脱炭素の手段の１つになり得る．&2 削減という目的

し，企業の適応行動の向上につなげる目的でも実施さを明確に示せば原子力発電を石炭火力発電の代替にれている（みずほ情報総研）

使うことは受容されるのか，原子力発電は &2 排出がこのような個人や企業レベルの取り組みは，地球温少ないことを客観的データで示し，人々の知識不足を暖化対策においてもちろん重要であるが，&2 削減の補えば受容は高まるのかを検討する必要がある．

実効性の点からは，化石燃料に依存しないエネルギー

地球温暖化に関連しては，定義や意味の違いが明確

システムの構築，なかでもどのような電源構成にするでないままいくつかの言葉が使用されている．「気候かが鍵を握る．原子力発電を主テーマとする意識調査

変動」も多く使われているが，本稿では地球温暖化をでは，温暖化対策の面からの質問も行われている（北用いる．カーボンゼロ，ネットゼロという表現もある田北田E桑垣・服部）．しかし，が，本稿ではカーボンニュートラルを用いる．

地球温暖化を主テーマとする意識調査では，再生可能エネルギーに多くの質問が割かれる一方，原子力発電

2. 目
的
目的

にはほとんど触れられていない．
自由回答形式で &2 削減方法を問うと，電気自動車
や省エネ・節電などの環境配慮行動は多く記述される

本稿の目的は次の  つである．
第一に，石炭火力発電の休廃止や，その代替として＊ 石炭火力発電全廃の目標年は，イギリスは  年，フランスは  年，石炭火力依存度の高いドイツも  年としている（資源エネ
ルギー庁）．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-4

24

原子力発電を使うことの受容性を把握する．また，そ要因の検討のための質問項目は，再生可能エネルギの受容性が温室効果ガス削減についての態度や原子ーと原子力発電の共存（調査票 $ のみ），原子力発電力発電の利用についての基本的態度とどう関連して，の低炭素性の認知（調査票 $ と % で質問が異なる ）

いるのかを明らかにする．加えて，石炭火力発電の代

人口統計的属性，マスメディアの情報接触，およびマ替として，再生可能エネルギー（太陽光・風力）と原

スメディアで見聞きした原子力関連の内容の自由記

子力発電が二者択一的にとらえられているのかどう

述などである．主な項目の質問文と回答比率はかを分析する．

$SSHQGL[ を参照されたい．

第二に，原子力発電は &2 排出量が少ないことが

調査票A

調査票B

人々に認知されていないとの先行研究（北田D）

情報１
石炭火力の実績とメリットをふまえ，発電方法ごとの &2 排出量という客観的情報を提示した場合に，石炭火力発電の代替として原子石炭火力休廃止の賛否

石炭火力休廃止の賛否

情報の効果
情報２
発電方法ごとのCO2排出量
代替の発電方法

力発電を使うことの受容性が高まるかどうかを分析する．

代替の発電方法
情報の効果

第三に，結果の先取りになるが，上記の情報提示効
果が得られなかった要因を探索する．具体的には，原子力発電は &2 排出量が少ないという認知について，

・再エネと原子力の共存
・｢原子力発電はCO2排出が少ないというのは疑わしい｣と思うか・｢原子力は発電時にCO2を排出しない」は正しいと思うか

温室効果ガス削減態度との関係や，人口統計的属性やマスメディアの情報接触度との関係を分析する．

3. 方
法
方法
3.1 調
 調査実施概要
3.1.
査実施概要
意識調査は，第  回 ,166 継続調査として実施され図
1 調査票
A と調査票と調査票BBの相違点と分析の相違点と分析
図１
調査票 A

3.2.
問文と提示情報3.2 質
 質問文と提示情報（1）石炭火力の実績とメリットの情報(1) 石炭火力の実績とメリットの情報た．
関西電力供給地域から無作為に  地点を抽出し，石炭火力発電の休廃止の質問文は以下の通りであ 歳以上  歳以下を対象に，性年代の割当法によりる．
「石炭火力発電は火力発電のなかでも &2 を最も多対象者を抽出し，訪問留置法により実施した．調査期

く排出します．
（▼情報挿入） 政府は温暖化対策とし間は  年  月  日～ 月  日である．なお，「て，旧式の石炭火力発電所およそ  基を  年ま年カーボンニュートラル」の政府方針が発表された時でに休廃止し，石炭による発電量の  割を削減する方

点では，回答者の  割が回答済みであった．調査票 $針です．ただし，&2 排出量をおさえた新型の石炭火力で  人，調査票 % で  人の回答を得た．本稿で示発電所の建設は認める方針です．このような方針につす時系列調査結果の実施概要は，北田（D）を参照

いてどう思いますか．」これに対する回答として，
「こ

されたい．

のような方針でよい」「旧式のものを休廃止するだけ
でなく，新型の建設も認めないほうがよい」
「無理して

3.2.
査票と質問項目
3.2 調
 調査票と質問項目

石炭火力発電所を減らさなくてよい」「いちがいにいえない」の  選択肢から１つを選んでもらった．

調査票は $ と % の  種類とし，図  に示すように，

調査票 % では▼の位置に「石炭火力発電は日本の発石炭火力の実績とメリット，および発電方法ごとの電量の ％をまかなう主力電源です．石炭は資源が豊&2 排出量の情報は調査票 % で提示した．主な質問項

富で安いので，電気の安定供給や料金の抑制に役立っ

目は，温室効果ガス削減態度，原子力発電の温暖化対ています」との情報を挿入した．

策有効性，原子力発電利用態度，石炭火力発電の休廃(2) 発電方法ごとの発電方法ごとのCO&22排出量の情報
排出量の情報（2）

止とその代替の発電方法についての賛否である．

石炭火力発電の代替の発電方法についての質問文＊ 継続調査で質問量を増やせないため，調査票 $ と調査票 % に質問を振り分けた．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-4

は，「（▼情報挿入）石炭火力発電の代わりに次の発電方法を使うことをどう思いますか」とし，天然ガス（/1*）火力発電，太陽光・風力，原子力発電の  種類
に対して「どんどん使う」から「使うべきでない」の
 段階で回答を求めた．なお，太陽光・風力について
は「ただし，曇天や無風など天候によっては天然ガス

1

1

1

1

1

1

100%

2

80%

34 34 32 34 35 35 33 36

1

1

2

2

2

2

2

無回答

削減する必要はない

60%

経済や国民生活に影
響のない量を削減する

44 44 47 47 48 43 42 43

40%
20%

国際的に公平な量を削減する

19 19 18 17 14 18 22 18（/1*）火力発電で発電して補わざるをえません」とカ0%

ッコ書きで補足した．

1

2

25

世界に率先してたくさんの量を削減する

13年 14年 15年 16年 17年 18年 19年 20年

調査票 % では▼の位置に図  の情報を挿入した．

いずれも有意差なし

図
発電時だけでなく発電所の建設から廃棄されるまでを含めると、同じ量の電気（N:K）を発電するために排出される&2は、次のように発電方法によって大きく異なります。
火力

石炭
J

石油
J

再生可能エネルギー

天然ガス /1*
J

太陽光
J

風力
J

水力
J

原子力
J

出典：資源エネルギー庁の資料より

図

発電方法ごとの &2 排出量の情報

発電方法の長所・短所の情報提示あり100%

4.1.
景となる認識4.1 背
 背景となる認識

1
4
4

0
55

80%
60%

4. 石
炭火力休廃止と代替についての賛否
石炭火力休廃止と代替についての賛否

35 33 28 32

0%

とどまり，
「どちらともいえない」が を占める．この  年で有意な変化はない．
 年調査までは，この質問より調査票の前方に各発電方法の長所・短所，発電実績，発電規模の目安を

0
7
6

1
7
6

0
9
5

0
7
7

48 46 51 50 49 53 53 52 48

27 27 25 25 25
24 24 25 28

12年 13年 14年 15年 16年 17年 18年 19年 20年
B
いずれも有意差なし

図

この  年で有意な変化＊ はない．この調査は「は（図 ），「有効・どちらかといえば有効」は ％に

0
8
7

9

11 10

9

9

10

9

無回答
有効ではないどちらかといえば有効ではない
どちらともいえない
どちらかといえば有効有効する必要はない」はほとんどない．

原子力発電の温暖化対策としての有効性について

1
95

10年 11年 11年 12年
定期 7月 12月 A

い量を削減する（消極層）」は にとどまり，「削減（2）原子力発電の温暖化対策有効性(2) 原子力発電の温暖化対策有効性

1
6
6

2
8
6

12 12

削減は支持されている．「経済や国民生活に影響のな

特に後退していない．

1
6
6

14 14 16 14「国際的に公平な量を削減する（中庸層）」が ％で，は深刻な影響を受けているが，人々の &2 削減態度は

1
6
4

20%

先してたくさんの量を削減する（積極層）」が ％，

査以降，新型コロナウイルスによって経済や国民生活

8
4

43 43
43 43

温室効果ガスの削減については（図 ），「世界に率であったため，発表の影響は含まれていない．前回調

1

情報提示なし40%（1）温室効果ガス削減態度(1) 温室効果ガス削減態度

年カーボンニュートラル」発表時点で多くが回答済み

温室効果ガス削減態度

原子力発電の温暖化対策有効性

1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1
3 6 5 2 2 2 4 7＊9
6 5 6＊ 2
9 13 16 16 18 18 14 14 12 12 11
12 11 ＊10 11 11 8
12 11
16
15 12
＊
14
80%
17 16 1518 19
26 27 27
29 24 24
28 30 26
18
28 25

100%

60%

40%

66
56 52 ＊63 63 63 62
50

66 70 70

67＊＊
52 52 51 53
51 53 54 45 48 47 48

20%

0%

20
12 12 10 11 7 7＊11 12 14 13 12＊ ＊6 6 7 8 8 11 8 9 10 10 11
93年 96年 97年 98年 99年 00年 02年 03年 04年 05年 07年 10年 11年 11年 12年 13年 14年 15年 16年 17年 18年 19年 20年
定期 もん ｱｽ 定期 JCO JCO 定期 電力 美浜 美浜 定期 定期 7月 12月
2ｶ月 1年
不足 2ｶ月 1.2年
じゅ 固化

＊印は有意差あり

利用するのがよい
他の発電に頼る
無回答

図

利用もやむをえない
利用すべきでない

原子力発電利用態度＊ 互いに独立なパーセントの差を有意水準 で検定する．ただし，地点と個人の  段抽出をしているために，杉山（S），鈴木・
高橋（S）により，サンプリングによる誤差を単純ランダムサンプリングの場合の√ 倍にする．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-4

26

一覧表で提示した質問があった．水力，原子力，太陽
光・風力，地熱については，長所の１つに「&2 の排出

全体

2

1

33

33

32

8
13

7
13

10
12

無理して減らさなくてよい

45

45

45

旧式の休廃止だけでなく新型の建設も認めないほうがよい

100%

2

票 $ は従来どおり一覧表を提示し，調査票 % は一覧表

80%の提示なしで結果を比較した．情報提示なしで「有効・60%が少ない」と記載されていた． 年調査では，調査どちらかといえば有効」が  ポイント少なかったものの，統計的に有意なレベルには至らなかった（北田）．その理由の１つとして，一覧表には多くの情報が含まれていたために，「&2 の排出が少ない」という

情報提示別
無回答
いちがいにいえない40%
20%

このような方針でよい
0%

全体

項目に着目されなかった可能性が考えられた．

(3) 原子力発電利用態度（3）原子力発電利用態度

情報 情報
なし あり

図

石炭火力休廃止の賛否

図  は，原子力発電の利用についての態度である．
「利用するのがよい」が ％，「利用もやむをえない」
が ％で，利用肯定層は計 である．一方「他の発

100%
80%

電に頼る」は ，「利用すべきでない」は で，利用否定層は計 である．
この  年で特に変化はないが，「利用すべきでない」

60%

4.2.
炭 火力休 廃止の 賛否 とメリ ット情
4.2 石 石炭火力休廃止の賛否と報 の効
果メリット情報の効果
以下，本稿の第  項までの記述では，各発電方法

0

27

29

5
14

7
14

53

49

40%

という強い否定意見は，
 年の ％をピークに徐々に減少している．

1

20%

2
無回答

41

10
11
37

いちがいにいえない
無理して減らさなくてよい

旧式の休廃止だけでなく新型の建設も認めないほうがよい
このような方針でよい

0%

積極層 中庸層 消極層

温室効果ガス削減態度

図

温室効果ガス削減態度別
休廃止の賛否

石炭火力について「発電」という語を適宜省略する．
石炭火力休廃止については（図 ），「このような方層と中庸層に差はなかった．消極層は「政府の方針で針（旧式を休廃止するが，新型の建設は認める）でよ

よい」が少なく，「いちがいにいえない」という態度保い」が ，「いちがいにいえない」が であった．

留が  ポイント以上多かった．

「新型も認めない」という強硬な廃止は ，逆に，積極層でも「新型も認めない」は ，一方，消極「無理して減らさなくてよい」という否定的意見も 層でも「無理して減らさなくてよい」は だった．

で，政府方針への反対は少なかった．

つまり，世界に率先して温室効果ガスを削減すべきと

なお，質問文の「発電量の  割」は，正しくは「旧思う人も，&2 排出量を抑えた新型も認めないという型の石炭火力による発電量の  割」である．説明が適ほど強硬ではないし，経済や国民生活に影響のない範切でなかったために「すべての石炭火力による発電量

囲で温室効果ガスを削減すればよいと思う人も，石炭の  割」と，ほぼすべてを削減する方針だと受け止め火力を無理に減らさなくてよいとまでは思っていなて，その前提でわずかな新型の建設まで否定しなくてい．石炭火力休廃止の賛否は温室効果ガス削減態度によいと判断された可能性もある．

あまり関連していない．

情報提示による差はなかった．電力の ％を賄う実
績と，資源が豊富で安いというメリットの情報を提示

4.3 代
 代替に望まれる発電方法
4.3.
替に望まれる発電方法

しても，石炭火力休廃止の賛否は変わらなかった．
図  は石炭火力休廃止の賛否を，温室効果ガス削減
態度別に示している．石炭火力休廃止の賛否は，積極

第  項から第  項までは，情報提示の影響を受けていない調査票 $ の結果を分析する．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-4

石炭火力の代替としての発電方法として，「どんど天然ガス火力 太陽光・風力 原子力にによる代替による代替 よる代替ん使うのがよい・使ってもよい」という肯定的意見は（図 ）太陽光・風力の ，天然ガス火力の に対否定的意見が ％あり，肯定的意見を上回った．
「どちらともいえない」も ％で多かった．
温室効果ガス削減態度の層別に代替の賛否を示したのが図  である．天然ガス火力と太陽光・風力につ

1
21

1
51

100%

し，原子力は で大幅に少なかった．原子力については「使うべきでない・使わないほうがよい」という

27

80%

19

36

代
替
と 60%
し
て
の 40%
賛
否

無回答
使うべきでない21

使わないほうがよい
どちらともいえない使ってもよい

48
40
49

20%

30

いては，どの層でも代替としての賛否は異ならなかっ

どんどん使うの
がよい

19

9

0%

た．しかし，原子力については，否定的意見は積極層

1
15

4

で ，中庸層で ，消極層で であり，温室効果図

ガスの削減に積極的なほど，原子力による代替に否定

各発電方法による代替の賛否的な傾向がみられた．原子力が低炭素電源であることから予想される方向とは逆の関係である．

天然ガス火力による代替

4.4
替の賛否は何に関連しているか
4.4 代
代替の賛否は何に関連しているか

1
2
8

100%
80%

表  は原子力による代替の賛否と他の質問項目とのスピアマンの相関係数である．原子力による代替の賛
否は，D 群の「経済より環境優先の意識」とは，温室効果ガス削減態度とは の有意な負の相関が

代
替 60%
と
し 40%
て
の
賛 20%
否

36

0
40

1
42

33 38

太陽光・風力
による代替
1
50

44

9

ガスの削減に積極的なほうが，原子力による代替に否

47

29

34

7

0

25

14
5

積 中 消
極 庸 極
層 層 層

0
10

14

17

24

22

51

49

積 中 消
極 庸 極
層 層 層

あった．環境優先意識が強いほうが，また，温室効果

1

30
32

9

0%

0
11

14 18 22
48

53

0
11

原子力
による代替

39

48

17
5

24
2

積 中 消
極 庸 極
層 層 層

温室効果ガス削減態度

定的な関係が認められる．
原子力による代替の賛否は，E 群の原子力発電利用

どんどん使うのがよい
どちらともいえない使うべきでない態度とは ，再稼動の賛否とは  の正の相関があった．この相関は，原子力発電の温暖化対策有効性

使ってもよい使わないほうがよい
無回答との相関（）や D 群の相関より強い．原子力によ図る代替の賛否は，環境や温暖化対策としての観点より

温室効果ガス削減態度別

代替の賛否

も，原子力発電を利用するかどうかについての基本的態度に規定されるといえる．
原子力発電利用態度別に代替の賛否の分布をみると（図 ），代替に否定的な意見は利用肯定層で ，利用否定層で と，顕著に異なった．ただし，利用肯定層でも原子力による代替を肯定する人は にとどまり，「どちらともいえない」が を占めた．利用
肯定層とは，図  で示したように，大部分は原子力の利用をやむをえないと容認する人々である．利用はやむをえないと容認しても，脱炭素化に位置づけて前向

0

100%

原
子
力
に
よ
る
代
替
の
賛
否

2
12

80%

2
40

52

60%

使うべきでない
使わないほうがよい

36

40%

無回答

どちらともいえない

使ってもよい
28

20%

0%

19

どんどん使うのがよい

6
3 1
利用肯定層
利用否定層
肯定層
否定層

きに活用すべきとは認識していない．

原子力発電利用態度

表  に戻ると，原子力による代替の賛否は，F 群の太陽光・風力による代替の賛否とは の有意な負の相関があった．太陽光・風力による代替に肯定的な

図 

原子力発電利用態度別
代替の賛否

原子力によるINSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-4

28

ほうが，原子力による代替に否定的な傾向がある．こ複数選択の傾向は，再生可能エネルギー（以下「再エネ」と略アす）と原子力が二者択一のものととらえられていることを意味するのだろうか．次項で検討する．

10%

イ

共存肯定

表

3%

原子力による代替の賛否と他の質問項目との相関係数（調査票 $）

質問項目
相関係数
D群
経済より環境優先の意識
温室効果ガス削減態度
E群
原子力発電利用態度

再稼動についての賛否
原子力発電の温暖化対策有効性
F群
石炭火力休廃止の賛否

天然ガス火力による代替の賛否
太陽光・風力による代替の賛否S S注：相関係数が正の値ならば，各質問項目に肯定的・積極的なほうが原子力による代替に肯定的な傾向をあらわし，
負の値ならば，各質問項目に肯定的・積極的なほうが原子力による代替に否定的な傾向をあらわす．

38%

16%

ウ

44%

エ
再エネ単独
支持

もっとも同意できるもの

オ
カ

37%

14%
9%

62%

16%

21%
13%

ア 再エネが発展しても限界があるので，技術や設備のある原子力発電を主力にする
イ 再エネを発展させる一方で，原子力発電も維持していく
ウ 再エネにも原子力発電にも長所と短所があるので組み合わせて長所を活かす
エ 将来のエネルギー状況に不安があるので，再エネと原子力発電の両方に分散してそなえる
オ 原子力発電を維持することにより，再エネの発展がさまたげられる
カ 再エネの発展は確実なので，原子力発電の技術や設備が失われても将来困ることはない

4.5 再 再エネか原子力かの選択か？
4.5.
エネか原子力かの選択か？
図  は再エネと原子力の共存に関する認識である．

図 

再エネと原子力の共存に関する認識

最も同意できる意見として，アの原子力単独支持はほとんどいなかった．オ・カの「原子力が再エネの発展を妨げる」「再エネの発展は確実で原子力が失われても将来困らない」という再エネ単独支持は計 ％で，意外に少なかった．イ・ウ・エの「原子力も維持」「組
み合わせて長所を活かす」「両方に分散してそなえる」という共存を肯定する人が計 ％の多数であった．
この回答を用いて共存肯定層と再エネ単独支持層

共存肯定層に分けて，発電方法についての代替の賛否のスピアマンの相関係数を比較した（表 ）．原子力による代替と太陽光・風力による代替の間に有意な負の相関があるのは，再エネ単独支持層（相関係数は）においてのみであり，共存肯定層に有意な相関はなかった．

再エネ単独支持層

表

共存肯定層と再エネ単独支持層の比較
共存肯
定層

再エネ単
独支持層

「原子力による代替の賛否」と「天然ガス火力による代替の賛否」の相関





「原子力による代替の賛否」と「太陽光・風力による代替の賛否」の相関





S

 S

図 

共存肯定層と再エネ単独支持層の回答分布

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-429

 つの層の具体的な回答分布を示したのが図  でら に減り，「どちらともいえない」が増えた．利用

ある．再エネ単独支持層では，太陽光・風力による代否定層は原子力による代替に元々否定的意見が圧倒

替に肯定的な側に，原子力による代替に否定的な回答
天然ガス火力による代替が分布している．しかし，共存肯定層では，太陽光・風力による代替に肯定的な側においても，原子力によ5

る代替については肯定・否定の偏りがないことが確認

賛
否 4
ス
コ
ア 3

できる．
したがって，第  項において回答者全体では原子

太陽光・風力
による代替

＊
3.6

4.0

原子力
による代替

4.0

3.5

2.8

2.8

力による代替と再エネによる代替に負の相関が認め2られたが，負の相関は再エネ単独支持層に起因するといえる．前段で述べたように，再エネ単独支持層は全1

体の  割程度であり，再エネと原子力の共存を肯定す

情報なし（調査票A）

情報あり（調査票B）る人が多数である．多くの人は二者択一的にはとらえ＊印は有意差ありていないことが示唆される．

図 

情報提示効果5. CCO
排出量の情報提示効果
O 22 排出量の情報提示効果
天然ガス火力
による代替

5.1 各
5.1.
発電方法にとっての効果
 各発電方法にとっての効果
図  に示した発電方法ごとの &2 排出量の情報を提示する効果の分析は，各発電方法についての代替とし

太陽光・風力
による代替

5
賛
否4
ス
コ
ア3

ての賛否の「どんどん使う」から「使うべきでない」

3.93.93.63.5 3.63.5

原子力
による代替

4.34.2
3.23.2

＊
2.1
1.9

2

まで，肯定的選択肢が大きな値になるよう  点から 

1

点のスコアを与え，情報提示なし（調査票 $）と情報肯定層 否定層

提示あり（調査票 %）で平均値の差を有意水準 で検肯定層 否定層

肯定層 否定層

原子力発電利用態度定した．

情報なし（調査票A）

情報あり（調査票B）＊印は有意差あり

原子力発電利用態度別

情報提示効果

1
1
17

無回答

図  は平均値の比較である．太陽光・風力と原子
力は，情報提示の有無で有意差はなかった．提示した
図 

情報は，原子力の &2 排出量が，天然ガス火力より 
桁少なく，太陽光・風力と同等に少ないという内容であったが，それにもかかわらず，原子力による代替についての賛否は変わらず，情報の効果はなかった．
天然ガス火力は，情報提示でスコアが  有意に低かった．具体的な回答分布であらわすと，肯定的意見が から への減，否定的意見が ％から への増であり，若干の効果がみられた．

5.2 原
 原子力発電利用態度と効果の関係
5.2.
子力発電利用態度と効果の関係

100%

原
子
力
に
よ
る
代
替
の
賛
否

80%
60%

32

使うべきでない
使わないほうがよい

45
36

32

どちらともいえない

使ってもよい20%
0%

る．原子力による代替についてのみ，かつ利用否定層

31

28
6

31

5

19
3 1 3 0

情報 情報
なし あり

情報 情報
なし あり

利用肯定層

利用否定層

どんどん使うのがよい

原子力発電利用態度

においてのみ，情報提示の有無で有意差があった．
肯定的な意見は増えていないが，否定的意見が か

40
52

2

2

40%

図  は原子力発電利用態度別の平均値の比較であ回答分布をみると（図 ），利用否定層でも代替に

0
2
12

図 

原子力発電利用態度別 情報提示の有無と原子力による代替の賛否INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-4

30

5.3 温
5.3.
室効果ガス削減態度と効果の関係
 温室効果ガス削減態度と効果の関係的に多いが，&2 排出量が少ないという情報によって，否定的意見が少し和らいだと考えられる．
事前予想では，利用肯定層は基本的に原子力の利用

図  は温室効果削減態度別の比較である．有意差を容認しているのだから，&2 排出量が少ないというがあるのは中庸層の天然ガス火力による代替につい長所を知れば，石炭火力の代替に使うことについてもてのみで，情報提示でスコアが  低かった．参考ま態度保留から賛成に変わる可能性があると思われた．

でに具体的な回答分布であらわすと，肯定的意見がしかし，利用肯定層では情報提示の効果はなかった．

から に減り，否定的意見が ％から に増えた．原子力による代替についてはどの層でも有意差が

5

3.5
3.4
3.7
3.5
3.6
3.5

＊

なかった．積極層というのは「世界に率先して温室効

原子力に
よる代替

果ガスを削減する」という層である．削減効率を優先するならば，原子力は &2 排出が少ないという情報の効果も現れやすいのではないかと考えられたが，その積極層においてさえ効果は有意ではなかった．

2.4
2.6
2.7
2.8
2.9
2.9

賛 4
否
ス
コ 3
ア

太陽光・風力に
よる代替
4.1
4.2
4.1
4.1
4.0
3.8

天然ガス火力
による代替

5.4 属
5.4.
性や情報接触と効果の関係
 属性や情報接触と効果の関係

2
1
積 中 消
極 庸 極
層 層 層

積 中 消
極 庸 極
層 層 層

表  は人口統計的属性やマスメディア接触度別に代

積 中 消
極 庸 極
層 層 層

替の賛否スコアを比較している．スコアは大きいほど代替に肯定的なことをあらわす．情報なしの欄でスコ

温室効果ガス削減態度

情報なし（調査票A）

アのレンジ（最大値と最小値の差）を比較すると，天情報あり（調査票B）

然ガス火力は ～，太陽光・風力は ～，原＊印は有意差あり

図 

温室効果削減態度別

表

年齢

学歴

新聞

ＴＶニュース

性やマスメディア接触度別にみても，それほど異なら

情報提示効果

人口統計的属性・情報接触度別

男性
女性
 代 代
 代
 代
 代
 代
 代
高卒まで
専修学校卒
短大・高等専門学校卒
大学院・大卒以上
よく読む
やや読む
あまり読まない
よく見る
やや見る
あまり見ない

賛否スコアでみる情報提示効果
賛否スコア

人数

性別

子力は ～ であった．レンジは，人口統計的属

情報なし

情報あり







































天然ガス火力による代替

太陽光・風力による代替

情報なし

情報提示効果

情報なし

情報提示効果情報なし

原子力による代替
情報提示効果



















































































































注：「情報なし」は調査票 $，「情報あり」は調査票 %．
注：「情報提示効果」は情報ありと情報なしの賛否スコアの差．値が正ならば肯定方向への変化を，負ならば否定方向の変化をあらわす．＊印はスコアの差が有意．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-4

31

なかった．レンジが相対的に大きいのは，原子力につからない」は であった．前項の正誤の質問に比べいての年齢層で， 代・ 代が  で肯定的， 代

ると「わからない」は少ないが，原子力発電の低炭素以上が  で否定的であった．
「情報提示効果」の欄は，情報ありと情報なしの賛性に懐疑的な人は，前項で「正しくない」とした人とほぼ同程度である．

否スコアの差であり，正の値ならば肯定方向への変化

図  は低炭素性の認知別に原子力による代替の賛を，負の値ならば否定方向への変化を意味する．有意否を示している．
「懐疑層」と「わからない層」の賛否差があるのは， 代の天然ガス火力と，テレビニューに違いはない．
「非懐疑層」では肯定は約  ポイントスをあまり見ない層の太陽光・風力のみで，それぞれ多いが，それでも しかなかった．原子力発電の低 と の否定方向へのわずかな変化であった．

炭素性に特に疑いを持たない層でも，原子力による代

原子力はどの層でも情報提示効果はなかった．つまり，

替を肯定しない人のほうが多い．

人口統計的属性やマスメディア接触度によって肯定・

図  は低炭素性の認知別の原子力発電の温暖化対否定の効果の方向が異なるために，全体では相殺され策有効性の評価である．図  と同様に，「懐疑層」とて効果が検出されなかったというのではなく，どの層「わからない層」の有効性評価に大きな違いはなく，にも情報は影響しなかったことが確認できる．

「非懐疑層」では有効性を認める人が約  ポイント

「大学院・大卒以上」の高学歴層でも効果がなかっ

多いが，それでも であった．人々にとって「&2 排

たことは，表形式で提示された &2 排出量の数値の解出が少ない」と「温暖化対策として有効」は同義では釈が難しいために効果がなかったという説明は成りないことを示している．

立ちにくいと思われる．

6. 情
報提示効果がなかった要因の探索
情報提示効果がなかった要因の探索
6.1 情
6.1.
報提示後の低炭素性の認知 情報提示後の低炭素性の認知情報を提示した調査票 % では，その後方に位置する
質問で「原子力発電では，発電時に地球温暖化の原因物質とされる &2 が排出されていない」について正誤

100%

原
子 80%
力
に 60%
よ
る
代 40%
替
の 20%
賛
否
0%

しくないと思う」が ，「わからない」が を占め
図 

らえて判断された影響も考えられる．
調査票 $ とは質問が異なるので，情報提示が認知に
子力の &2 排出量が少ないという数値情報を見ても，発電時に &2 を排出しないという認識にはならないことが確認できる．これは，原子力による代替の賛否に情報提示による効果がなかったことと整合する．

6.2.
炭素性の認知と態度の関係
6.2 低 低炭素性の認知と態度の関係

原
子
力
発
電
の
温
暖
化
対
策
有
効
性

100%
80%

60%

20%
0%

21

24

43
11

無回答

17

使うべきでない38

使わないほうがよいどちらともいえない29

使ってもよい

42

4

13 1

6

わから 非懐疑層
ない層

低炭素性の認知別
賛否
0
11
11

どんどん使うのがよい

0
94

原子力による代替の

0
7
3
36

53

60
38

20

23

5

4

懐疑層

は &2 の排出が少ないというのは疑わしい」と思うか「あまり・全くそう思わない（非懐疑層）」は ，
「わ

19

40%

情報を提示していない調査票 $ では，「原子力発電をたずねた．
「強く・ややそう思う（懐疑層）」は ，20

1
9

原子力発電の低炭素性
原子力発電の低炭素特性た．次項の質問と比べて「わからない」がやや多いの与えた効果は把握できないが，少なくとも，図  の原

1

懐疑層をたずねた．「正しいと思う」は にとどまり，「正は，「発電時」や「排出しない（＝ゼロ）」を厳密にと

1

16

無回答
有効ではないどちらかといえば有効ではないどちらともいえない
どちらかといえば
有効
有効

わから 非懐疑層
ない層

原子力発電の低炭素性
原子力発電の低炭素特性

図 

低炭素性の認知別
策有効性

原子力発電の温暖化対

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-4

32

6.3 原
6.3.
子 力発電 の低炭 素性 はどの 層で認
 原子力発電の低炭素性は知されているかどの層で認知されているか

育課程で学んだ知識ではなく，その知識から単純に類推できるものでもないことを示している．
また，新聞やテレビニュースによく接する層でも非低炭素性の認知を人口統計的属性やマスメディア

懐疑層は ，であり，接触度の低い層より多いわ

接触度別に示したのが図  である．どの層においてけではない．むしろ，テレビニュースをあまり見ないも，「強くそう思う」も「全くそう思わない」もわずか層のほうが ％で若干多かった．日ごろ新聞やテレビであり，原子力発電は &2 排出が少ないのかどうかにニュースに接していても，原子力は &2 排出量が少な

確信がないことがうかがえる．

いという情報には触れていないことが示唆される．

非懐疑層の比率は，男性では で女性より  ポイ
ント多かった．年齢では  代で ， 代・ 代で6.4 人
 人々がニュースで接した情報
6.4.
々がニュースで接した情報

と多く， 代では で相対的に少なかった．これまでの研究では，原子力発電の利用態度は女性より「最近，原子力に関して，テレビや新聞，インター

男性のほうが肯定的，年齢では若年層が肯定的で，

ネットのニュースなどで見聞きして印象に残ってい代が否定的な傾向が認められている（北田）．男

ることがあれば，なんでもご自由にお書きください」

性や若年層で低炭素性の認知が高いことは，利用態度という質問に，「覚えていない」「あまり見ない」も含が肯定的な傾向に一致するが， 代の利用態度が否定

めて何らかの記述をしたのは  人中， 人であっ的なのは，低炭素性の認知が他の層より低いという理た．
記述内容は，福島第一原子力発電所事故の処理水に由ではないといえる．
「大学院・大卒以上」の高学歴層でも非懐疑層は 

関するものや放射性廃棄物に関するものが相対的ににとどまる．原子力の &2 排出量が少ないことは，教多かった．これは調査実施時期に，処理水の海洋放出や，高レベル放射性廃棄物の最終処分地選定の文献調「原子力発電はCO2排出が少ないというのは疑わしい」について
強くそう
思う

ややそう
思う

わからない

あまりそう
思わない

（懐疑層）

無回答

年齢

25

女性 2

33

16 1

35

20

男性 3

年半経過したが，「福島」の文字列を含む記述も  人

27

31

60

一方，
「温暖化」
「温室」
「炭素」
「&2」の文字列をいずれか１つでも含む記述はわずか１人であった．具体的には「原子力発電を取り巻く環境の変化，地球温暖10代,20代 2

31

20

34

12 0

30代 0

34

23

36

51

化や経済への影響」（女性  代）という記述で，唯一，

40代 4

34

17

33

10 1

地球温暖化にとって原子力発電を肯定的にとらえて

32

28

10 0

いるとみられる内容であった．

50代 1

28

60代 1 22
70代

31

29

16 1

「環境」の文字列を含む記述は，前段の  人を除けば  人であり，いずれも原子力発電が環境汚染や環境

5

26

35

23

11 0

高卒まで 1

30

27

31

10 0

専修学校卒 2

32

25

32

9 2

33

50

学歴

たためと思われる．福島第一原子力発電所事故から であった．

（非懐疑層）

性別

短大・高等専門学校卒

19

36

7

大学院・大卒以上 2

24

28

29

16 1

破壊をもたらすととらえる内容であった．
以上の結果は，原子力発電を温暖化対策に関連づけたり，環境の文脈で原子力発電を肯定したりする内容

5

29

25

28

13 0

を，人々がマスメディアで見聞きしていないことを示

やや読む 2

26

30

31

10 1

している．

あまり読まない 2

30

25

32

11 1

よく見る 5

27

26

31

11 0

やや見る 2

30

29

30

9 1

あまり見ない 0

32

20

20%

40%

よく読む

新聞

テレビニュース

0%

図 

全くそう
思わない

査に寿都町と神恵内村が応募するという報道があっ

属性・情報接触別

15 1

32
60%

80%

低炭素性の認知

100%

7. ま
まとめ
7.
とめ
7.1 原
 原子力による石炭火力代替の受容性
7.1.
子力による石炭火力代替の受容性&2 排出の多い旧式の石炭火力発電所を廃止し，&2

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-433

排出を抑えた新型（高効率）の建設は認めるという政子力発電による代替に否定的な傾向があった．しかし，

府方針に反対する人は少なく，おおむね支持されてい再生可能エネルギーと原子力発電の共存についてのた．新型の建設も認めない人は  割であり，国際社会

考え方で層別すると，負の相関は再生可能エネルギー

では石炭火力発電の全廃を求める声が強いが，日本の単独支持層のみにあり，共存を肯定する層に負の相関

世論における石炭火力発電に対する忌避感はそこまはなかった．全体の  割以上を占める共存肯定層は，で強くないといえる．

再生可能エネルギーと原子力発電のどちらで代替す

質問文のなかで休廃止の目的は温室効果ガスの削るかというような二者択一ではとらえてはいないこ

減であり，石炭火力発電は &2 排出が多いことを説明とが示唆された．再生可能エネルギーを否定できなけ

していたので，温室効果ガスの削減に積極的であればれば原子力による代替が人々に受け入れらないと考新型の建設も認めず，削減に消極的であれば休廃止にえるのは適切ではないと思われる．

否定的というような関係を想定していた．しかし，そ

再生可能エネルギーの可能な限りの拡大は政策目のような関係は認められず，石炭火力発電の休廃止の標である．再生可能エネルギーの短所を必要以上に強

賛否に温室効果ガス削減態度はあまり関係していな調することは，むしろ、再生可能エネルギーか原子力

いことがわかった．

発電かの選択の問題であるかのような誤ったメッセ

さらに，石炭火力発電が電力の ％を賄う実績と資ージになる可能性がある。再生可能エネルギーと原子源が豊富で安いというメリットの情報を提示しても，力発電を対立させる構図にしないことが重要と考え

休廃止についての賛否は変わらなかった．この結果かられる．

らは，人々は石炭火力発電を減らす是非を判断しているだけで，それによる減少分をどうするか，何で代替

7.3.
排出量の情報を提示する効果
7.3  CCO
O 22排出量の情報を提示する効果

するか，安い石炭を使わなければ電気料金はどうなるかなど，電力供給の問題としてとらえて判断しているのではないことが示唆される．

北田（D）と同様に，今回の調査でも原子力発電は &2 排出が少ないことに懐疑的，あるいは判断保留

石炭火力発電の代替として肯定する人の割合は，太が  割を占め，低炭素性の認知が低いことが再確認さ

陽光・風力発電については  割，天然ガス火力発電は

れた．
そこで，
&2 排出削減が目的であることを説明し，

 割だが，原子力発電は  割と大幅に少なかった．原

判断材料となる情報として，各発電方法の N:K 当た

子力発電については，否定する人が  割台で肯定よりりの &2 排出量の比較表を提示した．しかし，原子力多く，態度保留が  割を占めた．この原子力発電によ発電の &2 排出量が太陽光・風力発電と同等に少ない

る代替の賛否は，原子力発電の利用についての基本的ことが数値で示されていても，原子力発電で代替する態度に強く規定されているものの，基本的態度は利用ことへの肯定は増えず，天然ガス火力発電の &2 排出もやむをえないと容認していても，石炭火力発電の代量が原子力発電より  桁多いことが数値で示されてい替として使う，すなわち脱炭素化に位置づけて活用すても，天然ガス火力発電による代替にそれほど否定的るとまでは認識されていないことが明らかとなった．
にはならなかった．

原子力発電による代替の賛否は，温室効果ガス削減

温室効果ガスの削減に積極的であれば，&2 排出量を態度と弱い負の相関があり，削減に積極的なほうが原判断基準に用いるのではないかと予想したが，積極層子力発電による代替に否定的であった．これは，先行においてさえも &2 排出量の情報に効果はなかった．

研究における，環境優先意識が強いほど原子力発電の「原子力はさらに，&2 排出量の比較表を見た後も，利用に否定的であるとの結果（北田  北田

発電時に &2 を排出していない」を正しいと思う人は

D）と整合する．

 割しかなかった．&2 排出量の情報だけでは代替発電

7.2  再 再生可能エネルギーとの関係
7.2.
生可能エネルギーとの関係

方法の賛否に影響しないばかりか，原子力発電は &2
排出が少ないことが認知される，すなわち正確な知識を付与するという目的においても効果が得られにく

回答者全体では原子力発電による代替の賛否と太陽光・風力発電による代替の賛否には負の相関があり，再生可能エネルギーによる代替を肯定するほうが原

いことがわかった．

34

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-4

7.4  情7.4.報提示効果がなかった要因
 情報提示効果がなかった要因
7.4.1 原
原
子力発電の低炭素性の納得
7.4.1
子力発電の低炭素性の納得重視していなかったうえに，情報提示の質問は調査票の最後部に置かれており，回答疲れの状態にあったと考えられる．そのような状況で &2 が判断基準と言わんばかりに各発電方法の &2 排出量の比較表を提示さ高学歴層でも原子力発電は &2 排出が少ないことにれても，情報に対する関心や動機付けが弱いために，懐疑的あるいは，判断保留が過半数であったこと，ま認知処理されなかったと考えることができる．納得のた，高学歴層でも &2 排出量の情報を提示しても代替過程もなく，与えられた情報を鵜呑みにして判断規準

発電についての賛否が変わらなかったことから，次のに採用しないことは，情報に対するリテラシーとして

 点が示唆される．１つは，効果がなかった理由とし必ずしも不適切ともいえない．少なくとも，発電方法て，今回の提示情報が説明文もなく &2 排出量の数値の &2 排出量の比較という今回の情報には，一見するを表で示すものであったために内容が理解されなかだけで人々の認識を変えるほどの説得力はなかった

ったというような，数値情報を読み取るリテラシーのといえる．

不足とは考えにくい．
もう１つは，原子力の低炭素性は，教育課程で学ぶ

7.4.2 温
温暖化対策の全体像の理解
7.4.2
暖化対策の全体像の理解

知識ではなく，その知識から類推できるものでもないということである．化石燃料を燃焼させると，化石燃

原子力発電は &2 排出が少ないということに疑いを料に含まれる炭素と空中の酸素が結合して &2 が発生

もたない層においても，原子力発電が温室効果ガスのすることは理科の知識である．しかし，原子力発電の削減に有効だと思う人は ％であった．人々にとって基本的なしくみのイメージがない人にとって，この知「&2 排出が少ない」と「温暖化対策として有効」は同

識だけでは原子力発電が &2 を排出するのかしないの義ではないといえる．&2 排出が少ないというのは原かはわからない．火力発電は化石燃料の燃焼で発生す子力発電の性質の１つでしかなく，温暖化対策としてる熱でタービンを回して発電するのに対し，原子力発

有効かどうかは，放射性廃棄物など切り離すことので電はウラン燃料の核分裂で発生する熱でタービンをきない環境負荷を差し引いた総合評価なのかもしれ

回して発電すること，原子力発電の発電過程に化石燃ない．

料の燃焼はないこと，ウラン燃料は化石燃料ではない

石炭火力発電の代替の発電方法&2 排出量の情報が，こと，ウラン燃料の核分裂では &2 も他の温室効果ガの賛否にほとんど影響しなかったことは，人々が &2

スも発生しないことなど，説明する側が基本知識で説排出量の違いに着目していないこと，&2 排出量を基明するまでもないと思うことでも，受け手に応じて説準に発電方法を選択する構えがないことを示すと考明し，知識を補うことによって原子力発電の低炭素性えられる．これは，&2 削減方法として発電分野が特にが了解されるかもしれない．検討の余地がある．

認識されているわけではなく（北田D），電源選

原子力発電の低炭素性の認知がマスメディア接触

択において &2 排出量の多い発電方法を避けることは度の高い層でも同様に低かったこと，また，原子力発

それほど重視されていない（北田）という先行電に関連してマスメディアで見聞きしたことの自由

研究の結果とも整合する．

「炭素」という言葉や，記述において，
「温暖化」
「&2」

本稿の結果から，温室効果ガス削減における石炭火「環境」の文脈で原子力を肯定的にとらえた内容がほ力発電削減の重要性が十分認識されていないことがぼなかったことは，人々が原子力発電の低炭素性や有運輸部門の電化，
浮かび上がる．
&2 削減方法としては，

効な温暖化対策であるという情報をマスメディアか省エネルギー，省資源，ごみの削減，再生可能エネル

ら得ていない実態を示すと考えられる．裏返せば，マギーの拡大，緑化・森林保護など，社会のすべての分

スメディアが伝えていないことがうかがえる．

野にわたってさまざまな取り組みが存在する．個々のなぜ，知識にならなかったのかを考えると，原子力取り組みによって削減できる &2 の量の規模感はなく，発電には放射性廃棄物など環境にとっての負の側面&2 削減方法としての軽重はわからない．大多数の人があることが，温暖化対策として受け入れられにくいにとって石炭火力発電を減らすことは，それら無数に要因であることが指摘されている（深江北田

存在する削減方法の１つに過ぎないために，その賛否D）．そもそも人々は &2 排出量を判断基準としてが温室効果ガス削減態度に強く結びついていないと

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-435

考えられる．

北田 27,…43-57．
淳子 （E）． 原子力発電世論の力学 日

7.5.
後に向けて
7.5  今
 今後に向けて

北田本調査協会報よろん
淳子（2020b）．原子力発電世論の力学 日
桑垣 本調査協会報よろん，126,…20-48.
玲子・服部 徹 （）． 日英国民の原子力

現状では原子力発電を石炭火力発電の代替とする
ことには態度保留が多く，受容性は高くない．原子力
発電は &2 排出が少ないことが認知されておらず，単に &2 排出量の比較表を示せば了解されて判断材料になるというものでもないことがわかった．
温暖化対策，気候変動対策，脱炭素化，カーボンゼ
ロ，カーボンニュートラル，温室効果ガス削減などさ
まざまな言葉で語られ，人々は変化を迫られていることは感じている．それらは具体的には &2 の削減であり，核心は &2 を排出しないエネルギーへの転換であることが認識される必要がある．そのうえで，原子力発電の低炭素性と &2 削減における価値が納得されるような説明が可能となると思われる．

引用文献
引
 用文献

深江 千代一 （）． 原子力発電が地球温暖化の深江原因と考える人々の認識
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と「現地積上法」の比較 行動計量学，
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時系列比較可能性の検討――発電方法の特徴に
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時系列比較可能性の検討…――…発電方法の特徴
動計量学会第  回大会抄録集，．
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北田 淳子 （）． 原子力発電世論の力学――リ
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スク・価値観・効率性のせめぎ合い 大阪大学出
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の受容が高まらない要因 INSS… JOURNAL,…

桑垣 発電と気候変動に関する意識――福島原子力
玲子・服部 徹（2021）．日英国民の原子力発電と気候変動に関する意識…――…福島原子力事故前後に実施された先行研究と  年調査
事故前後に実施された先行研究と2020 年調査
結果の比較を中心に 電力中央研究所研究資
結果の比較を中心に
電力中央研究所研究資料，<
料，Y20503…
KWWSVFULHSLGHQNHQRUMSMSVHUFVRXU …
<…
https://criepi.denken.or.jp/jp/serc/source/
FHSGI<SGI!（年  月  日）
pdf/Y20503.pdf>（2021
年８月３日）． １部
みずほ情報総研株式会社  環境エネルギー第みずほ情報総研株式会社
環境エネルギー第１部（）．「気候変動に関する国民の意識調査」（2020）．
「気候変動に関する国民の意識調査」
報告書
…
報告書…
KWWSVZZZPL]XKR
<…
https://www.mizuho-ir.co.jp/publication/
LUFRMSSXEOLFDWLRQUHSRUWSGIFOLP
report/2020/pdf/climate1222.pdf>…
…
DWHSGI!（年  月  日）

（2021
．
内閣府
年８月３日）． 「地球温暖化対策に関する世論調
内閣府（2016）．
「地球温暖化対策に関する世論調査」
査」の概要 平成  年  月調査…の概要
平成 28 年８月調査…
KWWSVVXUYH\JRYRQOLQHJRMSKK<…
h ttps://survey.gov-online.go.jp/h28/h28RQGDQNDJDLU\DNXSGI!（年  月  日）

年８月３日）．
内閣府ondanka/gairyaku.pdf>（2021（ ． 「気候変動に関する世論調査」の内閣府（2021）．
「気候変動に関する世論調査」の概概要 令和 年  月調査…
要
令和２年 11 月調査…
KWWSVVXUYH\JRYRQOLQHJRMSUU<…
https://survey.gov-online.go.jp/r02/r02NLNRKHQGRJDLU\DNXSGI!（ 年  月  日）

kikohendo/gairyaku.pdf>…
日本財団（．  歳意識調査「第  回脱炭素」…
（2021．
詳細版年８月３日）

日本財団（2021）．18 歳意識調査「第 34 回 脱炭素」
KWWSVZZZQLSSRQ
詳細版…
IRXQGDWLRQRUMSDSSXSORDGVQHZB …

<…
https://www.nippon-foundation.or.jp/app/
SUBBSGI!（年  月  日）
uploads/2021/02/new_pr_20210225_6.pdf>
杉山 明子 （）． 社会調査の基本現代人の統（2021 年８月３日）．
計  朝倉書店．
杉山 明子（1992）．社会調査の基本…
現代人の統計鈴木 達三・高橋 宏一 （）． 標本調査法シ
３ 朝倉書店．
リーズ調査の科学  朝倉書店．
鈴木 達三・高橋 宏一（1998）．標本調査法…シリー
ズ調査の科学２ 朝倉書店．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-4

36

Appendix
質問文と  年の回答比率（本稿関連のみ）
問  あなたはふだん新聞をよくお読みになりますか，それともあまりお読みになりませんか．
 よく読むほう 
 やや読むほう 
 あまり読まないほう 
無回答 
問  あなたはふだんテレビでニュースや報道番組をよく見ますか，それともあまり見ませんか．
 よく見るほう 
 やや見るほう 
 あまり見ないほう 
無回答 
問  電力の供給を増やせば，経済のゆとりや快適な生活ができるが，環境
汚染，自然破壊がそれに伴うおそれがあります．電力の供給を増やさなければ，環境汚染，自然破壊が抑えられますが，経済力が低下し生活の不便をがまんしなければならないおそれがあります．この点についてあなたのお考えをお聞かせください．
 ここにある５枚のシールを，あなたの気持ちに応じてＡ，Ｂ２つの意見にふりわけ，下の枠内に貼りつけてくだ
さい．シールは５枚すべてを使いきってください．
Ａ：ある程度の環境汚染・自然破壊がともなうことがあっても，経済のゆとりや快適な生活のため，電力供給を増やす．
Ｂ：環境汚染・自然破壊を抑えるため，経済力が低下し生活の不便をがまんしなければならなくなるとしても，電力供給を増やさない．

０枚
１枚
２枚
３枚
４枚
５枚
無回答
平均

Ａの意見





 枚

Ｂの意見





 枚問  原子力発電についていろいろおたずねしましたが，全体としてあなたのお考えに近いものを次の中から１つだけ選んでその番号に○をつけてください．
 安全性には配慮する必要があるが，原子力発電を利用するのがよい 安全性には多少不安があるが，現実的には原子力発電を利用するのもやむを得ない 
 高いコストや環境への悪影響が伴うとしても，原子力発電よりも安全な発電に頼るほうがよい 
 不便な生活に甘んじても，原子力発電は利用すべきではない 無回答 
問  最近，原子力発電に関して，テレ
ビや新聞，インターネットのニュースなどで見聞きして印象に残っていることがあれば，なんでもご自由にお書きください．

問  原子力発電は，地球温暖化対策として有効だと思いますか，有効ではないと思いますか．
 有効 
 どちらかといえば有効 
 どちらともいえない 
 どちらかといえば有効ではない
 有効ではない 無回答 
問  日本は温室効果ガスの排出量の削減にどの程度取り組むのがよいと思いますか．あなたのお気持ちに最も近いものを１つ選んでください．
 世界に率先してたくさんの量を削減する 
 国 際 的 に 公 平 な 量 を 削 減 す る 経済や国民生活に影響のない量を削減する 

 削減する必要はない 
無回答 
【調査票 $ のみ】問  原子力発電と再生可能エネルギーの関係について，
次のような意見があります．
（ア）あなたが同意できるものをいく
つでも選んで，その番号に○をつけてください．
（イ）アで○をつけたなかで，あなたが最も同意できる意見の番号を１つ下の枠内に書いてください．
（ア イ） 再生可能エネルギーがさらに発展しても限界があるので，技術や設備のある原子力発電を主力にする 
 再生可能エネルギーを発展させる
一方で，原子力発電も維持していく 
 再生可能エネルギーにも原子力発電にも長所と短所があるので，組み合わせて両方の長所を活かす 
 将来のエネルギーの状況に不安があるので，再生可能エネルギーと原子力発電の両方に分散してそなえるのがよい  
 原子力発電を維持することにより，再生可能エネルギーの発展がさまたげられる  
 再生可能エネルギーがさらに発展するのは確実なので，原子力発電の技術や設備が失われても将来にわた っ て 困 る こ と は な い  

無回答  【調査票 $】問  石炭火力は火力発電のなかでも &2 を最も多く排出します．
政府は温暖化対策として，旧式の石炭火力発電所およそ  基を  年までに休廃止し，石炭による発電量の  割を削減する方針です．ただし，&2 排出量をおさえた新型の石炭火力発電所の建設は認める方針です．このような方針についてどう思いますか． つ選んでください．
【調査票 %】問

石炭火力は火力発電

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-4のなかでも &2 を最も多く排出します．
一方，石炭火力は日本の発電量の ％をまかなう主力電源です．石炭は資源が豊富で安いので，電気の安定供給や料金の抑制に役立っています．政府は温暖化対策として，旧式の石炭火力発
電所およそ  基を  年までに休廃止し，石炭による発電量の  割を削減する方針です．ただし，&2 排出量をおさえた新型の石炭火力発電所の建設は認める方針です．このような方針についてどう思いますか．１つ選んでくだ
さい．
（調査票 $ 調査票 %）
 こ の よ う な 方 針 で よ い  
 旧式のものを休廃止するだけでな
く，新型の建設も認めないほうがよい  
 無理して石炭火力発電所を減らさなくてよい  
 い ち が い に い え な い

無回答  

火力
石油
J

 正しいと思う 
 正しくないと思う 
 わからない 
無回答 

 運転を再開してよい 
 どちらともいえない 
 運転を再開すべきでない 
無回答 

問  あなたの性別をお聞かせください．
 男性 
 女性 
無回答 

 強くそう思う  ややそう思う 
 あまりそう思わない 
 全くそう思わない 
 わからない 
無回答 

再生可能エネルギー
天然ガス /1* 
J

太陽光
J

風力
J

水力
J

原子力
J

出典：資源エネルギー庁の資料より

イ 太陽光・風力（ただし，曇天や無風など天候によっては天然ガス（ＬＮＧ）火力で発電して補わざるをえません）
ウ 原子力発電

よ代
いわ
り
に
使
っ
て
も


いど
ち
ら
と
も
い
え
な


ほ代 で代
うわ なわ
がり いり
よに
に
い使
使
わ
う
な
べ
い
き
 





































無
回
答



使代
うわ
のり
がに
よど
いん
ど
〈上段は調査票 $下段は調査票 %〉
ん
ア 天然ガス（ＬＮＧ）火力問  あなたの年齢をお聞かせください．
歳～ 歳 
～ 歳 
～ 歳 ～ 歳 
～ 歳 
～ 歳 
無回答 
問  あなたが最後に卒業された学校はどちらですか．
（中退・在学中も卒業としてお答えください．）

【調査票 % のみ】問  電気やエネル
ギー，原子力発電にかかわる以下の記述について，正しいと思いますか，正し
くないと思いますか．深く考えずに率直にお答えください．
ウ 原子力発電では，発電時に地球温暖化の原因物質とされる &2 が排出されていない

【調査票 %】問  発電時だけでなく発電所の建設から廃棄されるまでを含め
ると，同じ量の電気（N:K）を発電する
ために排出される &2 は，次のように発電方法によって大きく異なります．石
炭火力の代わりに次の発電方法を使う
ことをどう思いますか．

石炭
J

問  安全審査に合格した原子力発電所のプラントは，運転を再開してよいと思いますか，それとも，運転を再開す
べきでないと思いますか．

【調査票 $ のみ】問  &2 の削減に関連してさまざま意見があります．ア～
コのそれぞれについて，そう思うか思
わないか，あなたのお気持ちに近い番
号を  つ選んでください．
ウ 原子力発電は &2 の排出が少ないというのは疑わしい【調査票 $】問  石炭火力の代わりに次の発電方法を使うことをどう思いま
すか．

37







 









 



 小学校・中学校卒  高校卒 
 専修学校卒（通称専門学校） 
 短大・高等専門学校卒 
 大学院・大学卒以上 
無回答 

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-5

38

使用済燃料の中間貯蔵施設に対する人々の受け止め
Change…in…perception…of…people…towards…information……
about…interim…storage…facility…for…spent…fuel
原

吉平（Yoshihei…Hara）＊1

要約
関西地域の都市部に住む市民 20 名を対象に，国や電力会社から公開されている使用済
燃料の中間貯蔵施設に関する資料を用いてインタビュー調査を実施し，使用済燃料の中間貯蔵施設に対する情報の受け止め方を，説明前と説明後を比較して把握した．使用済燃料の中間貯蔵施設について聞いたことがあるという人は，説明前にも少数いたものの，詳しい内容を知っている人は殆どいなかった．また，使用済燃料の中間貯蔵施設に不安を感じますかと質問したところ，「非常に不安だ」，「かなり不安だ」という人は説明前では８人（40%）であったが，説明後では
１人（5%）に減少し，「それほど不安はない」という人は説明前では０人であったが，説明後では 12 人（60％）に増加した．殆どの人が説明を聞いて説明前の時点で思っていた不安が減少した
ことがうかがえる．このように都市部の人々には，使用済燃料の中間貯蔵施設の必要性や安全性を確保するための対策が実施されていることが殆ど知られていない可能性がある．
キーワード…使用済燃料，中間貯蔵施設，中間貯蔵の必要性，安全性，インタビュー調査

Abstract
An…interview…investigation…was…carried…out…for…20…adult…subjects…living…in…urban…
areas…in…the…Kansai…region.…Materials…on…interim…storage…facilities…of…spent…fuel…disclosed…by…the…
government…and…electric…power…companies…were…explained…to…the…subjects…and…their…perception…
of… the… received… information… on… these… facilities… was… compared… between… before… and… after… the…
explanation.…There…were…a…few…persons…who…had…heard…about…the…intermediate…storage…facilities…
before… the… present… explanation,… but… even… fewer… of… those… persons… knew… the… detailed… contents.…
When… asked… whether… they… felt… uneasy… about… interim… storage… facilities… for… spent… fuel,… eight…
persons（40%）answered…“very…uneasy”…before…the…explanation…but…the…number…decreased…to…one…
person（5%）after… the… explanation… and… the… number… who… answered… “not… so… worried”… increased…
from… no… one… before… the… explanation… to… 12… persons（60%）
after… the… explanation.… It… can… be… seen…
that…the…anxiety…that…most…people…had…felt…before…the…explanation…decreased…after…listening…to…
the…explanation.…Hence,…it…is…possible…to…conclude…that…the…people…in…urban…areas…hardly…know…
anything…about…the…measures…to…ensure…the…necessity…and…safety…of…interim…storage…facilities…for…
spent…fuel…that…have…been…implemented.
Keywords

s… pent…fuel,…interim…storage…facility,…need…for…intermediate…storage,…safety,…interview…survey

1. は
 じめに

を高め，中長期的なエネルギー安全保障に資するべく，発電所の敷地内外を問わず，中間貯蔵施設や乾エネルギー基本計画（2018 年７月閣議決定）で式貯蔵施設等の建設・活用を促進することにより，は，我が国は，資源の有効利用，高レベル放射性廃使用済燃料の貯蔵能力の拡大を進めることとしてい棄物の減容化・有害度低減等の観点から，使用済燃る．

料を再処理し，回収されるプルトニウム等を有効利

関西電力株式会社では，このような国の方針のも用する原子燃料サイクルの推進を基本的方針としてとあらゆる可能性を検討することにより，福井県外いる．

における中間貯蔵施設について，理解活動，可能性

また，使用済燃料を安全に管理することは原子燃調査等を計画的に進め，2020 年末＊ 2 までに計画地料サイクルの重要なプロセスであり，対応の柔軟性点を確定し，2030 年頃に２千トン U 規模で操業開＊1…元（株）原子力安全システム研究所

社会システム研究所

現…（公財）若狭湾エネルギー研究センター

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-5

始することとしている．
以上のような状況を踏まえ，今後，使用済燃料の中間貯蔵施設（以下「中間貯蔵施設」という）について，
人々の関心が高まっていくことが予想される．
今回の調査では，中間貯蔵施設に関する資料を用

3.2 情 報提供資料の作成
この調査では，上述の資料を参考にして，表１に示す情報提供資料を作成した．
情報提供資料は５部構成とした．

いて，被験者一人ずつに説明と質疑応答を行うイン

表１

タビュー調査を実施し，中間貯蔵施設に関する情報を提示する前と後での受け止めについての調査結果を報告する．

2. 中
 間貯蔵施設に関する資料
本調査で用いた情報提供資料について説明する．
高浜発電所など新規制基準に適合すると認められた原子力発電所については，原子力規制委員会による新規制基準適合性に係る審査結果に関する資料（原子力規制委員会，2016）が公表されている．
また，関西電力株式会社からは，原子力発電のしくみ，福島第一原子力発電所事故の教訓と新規制基
準，新規制基準を踏まえた原子力発電所の安全対策，
原子力発電所の使用済燃料対策，エネルギーの安定確保と原子力発電の必要性に関するコミュニケー
ションに活用することを目的とした資料（関西電力，
2018）（関西電力，2019）が公表されている．これ
らの資料を，本調査において提供する情報を作成する際に参考資料として活用した．

3. 調
 査方法
3.1 調
 査概要
関西地域の都市部に住む被験者一人ずつに対して，インタビュー調査を計画した．

39

提示した資料一覧

１．原子力発電のしくみ
・原子力発電のしくみ（加圧水型炉）
・原子力発電所のしくみ
２．福島第一原子力発電事故の教訓と新規制基準
・福島第一原子力発電所事故における教訓
・従来の規制基準と新規制基準
３．新規制基準を踏まえた原子力発電所の安全対策
・事故発生防止・事故進展防止・重大事故に備えた訓練
４．原子力発電所の使用済燃料対策
・原子燃料サイクルの概要
・中間貯蔵施設の必要性
・キャスクの輸送
・キャスクの基本的安全機能
・中間貯蔵施設の構造と貯蔵方式
・中間貯蔵施設の安全性
・国内外での中間貯蔵施設の実績
・国内各社の使用済燃料対策方針
５．エネルギーの安定確保と原子力発電の必要性
・エネルギーの安定確保（1）・エネルギーの安定確保（2）・各電源の発電（燃料）コスト
・各電源の CO2（二酸化炭素）排出量

最初に，「原子力発電のしくみ」と題して，原子力発電所のしくみ（加圧水型炉）など原子力発電に関する基礎的な事柄を説明し，以降の説明の参考とした．
第二に，「福島第一原子力発電所事故の教訓と新規制基準」と題して，福島第一原子力発電所事故の調査は，のべ 10 日間で実施した．調査時間は各

教訓に基づいて，従来の規制基準から重大事故の発回とも２時間とし，70 分程度説明を行い，その後生を防止するために強化された新規制基準の策定をに 50 分程度意見を聞く時間を設けた．調査時期と紹介した．

サンプル数の実績は，以下のとおりである．

第三に，「新規制基準を踏まえた原子力発電所の・調査時期：2020 年９月〜 10 月

安全対策」と題して，新規制基準を踏まえて大飯発・サンプル数：男性 10 人，女性 10 人

電所で行われている安全対策などについて具体的な内容を説明した．
第四に，「原子力発電所の使用済燃料対策」と題して，原子燃料サイクルの概要，原子力発電所で行＊2… 在は，2023 年末に計画が変更されている（関西電力（株）は，2021 年２月 24 日，使用済燃料対策推進計画（2015 年 11 月 20 日策定）を現改訂し，経済産業省に報告している）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-5

40

われている使用済燃料対策，中間貯蔵施設の必要性および安全性，国内外での中間貯蔵施設の実績，
国内各社の使用済燃料対策方針などについて説明した．
最後に，「エネルギーの安定確保と原子力発電の必要性」と題して，主要国のエネルギー自給率や各資源の主な輸入先，各電源の発電（燃料）コスト，

図１

各電源の CO2（二酸化炭素）排出量，原子力発電のベネフィットおよび必要性について説明した．

3.3 調
 査の内容原子力発電の利用態度のがよい」，「利用もやむを得ない」（以下，利用肯定層）という人が 85% であり，説明後は，全員が利用肯定層になった．
この質問は，北田（2019）が 2016 年 10 月に実施

本調査では，
前項で示した情報提供資料を配付し，した世論調査と同一の質問文としており，北田の結説明台本により順を追って説明した．
各説明の後に，果（利用肯定層が 56％）と比較すると，利用肯定

資料の内容について質問があった場合には，出来る層が約３割多く，サンプルに偏りがあることが示さ限り補足説明を行うなど双方向的な質疑応答を行っ

れている．

た．
その上で，次に示すインタビュー調査，質問紙調

本調査では，原子力発電をテーマとするインタビュー調査であることを事前に示し，調査会場に来査を実施した．

場可能な調査協力者であることを要件として調査会（1）インタビュー調査社に依頼し募集を行ったため，原子力発電について

資料を前述の順に説明した後，被験者に，それぞ肯定的な態度の人が多く参加していること，また，れの項目の内容や提示資料について意見を求めた．

原子力発電を利用すべきでないと考える人が含まれ（2）質問紙調査ていないことが推定される．本稿の議論は，このよ

インタビュー調査の前後における被験者の意識変化を把握するため，説明の前後において，事前アン
ケート，事後アンケートを実施した．事前アンケー
トは被験者に事前に送付し，インタビュー調査当日

うな偏りを踏まえて理解されるべきである．

4.2 使
 用済燃料の安全性に対する受け止めの受付時に回収した．事後アンケートは，インタ

説明後において，使用済燃料を安全に貯蔵・管ビュー調査における全ての質疑応答が終了した後に理できると思うかについての意見を，「出来ると思配付して，記入を求めた．

う」，「どちらかというと出来ると思う」
，
「どちらと

4. 調
 査結果

もいえない」，「どちらかというと出来ないと思う」，「出来ないと思う」，「わからない」という６択で質問した．得られた結果を図２に示す．

インタビュー調査および質問紙調査を実施した結果から得られた意見は以下のように整理できる．

4.1 原
 子力発電の利用態度
説明の前後において，原子力発電の利用についての意見（以下「利用態度」と略す）を，
「利用する
のがよい」
，
「利用もやむを得ない」，「安全な発電に頼るほうがよい」，「利用すべきでない」という４択で質問した．

図２

使用済燃料の安全性に対する受け止め

説明後には「出来ると思う」が 60% と最も多く，「どちらかというと出来ると思う」を合わせて 95%得られた結果を図１に示す．

の人が，使用済燃料を安全に貯蔵・管理できると認

説明前では，原子力発電の利用態度が「利用する識している．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-5

4.3 中
 間貯蔵施設に対する不安41

説明前の時点で，以前から知っていた（分かっていた）という項目は，「使用済燃料を再利用できる説明の前後において，中間貯蔵施設に対してどのこと」が 35% であったが，その他の項目は 10% 以

程度不安を持っているのかを，「それほど不安はな下であり，中間貯蔵施設や使用済燃料については，い」，「少し不安だ」，「かなり不安だ」，「非常に不安

殆ど知られていない．

だ」，「知らなかった」という５択で質問した．
得られた結果を図３に示す．

説明後は，各項目とも「今日の話を聞いて初めて分かった」という人が殆どであり，説明内容が概ね理解されていると考えられる．
ただし，「使用済燃料プールが満杯になれば，原子力発電所を運転できなくなること」や「使用済燃料を収納したキャスクを，中間貯蔵施設に輸送する
際，放射線や密封性が検査され，安全が確認されること」については，説明後でも理解できない人がいたことから，理解しにくい点があると考えられる．

図３

中間貯蔵施設に対する不安

説明前では，「知らなかった」という人が 45% と最も多く，次いで，「かなり不安だ」，「非常に不安だ」

4.5 中
 間貯蔵施設の必要性に対する
受け止め
説明後において，中間貯蔵施設の必要性（必要・という人が，それぞれ 20% であった．
説明後に，「かなり不安だ」，「非常に不安だ」と不必要）についての意見を，「必要」，「どちらかという強い不安を持つ人が 5% に減少し，「それほどいえば必要」，「どちらでもない」，「どちらかといえ

不安はない」という人がゼロから 60% に増加した．

ば不必要」，「不必要」という５択で質問した．

資料と説明によって，中間貯蔵施設に対する不安得られた結果を図５に示す．

が大幅に軽減されているといえる．

4.4 中
 間貯蔵施設に対する認知・理解
説明の前後において，中間貯蔵施設の説明内容
について，どの程度認知・理解しているのかを，「以前から知っていた（分かっていた）
」
，
「今日の話
を聞いて初めて分かった」，「今日の話を聞いても分図５

中間貯蔵施設の必要性に対する受け止めからない」という３択で質問した．得られた結果を「必要」，「どちらかといえば必要」という人がと

図４に示す．

もに 50% であり，全員が中間貯蔵施設は必要であ

図４

中間貯蔵施設に対する認知・理解

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-542

ると認識している．

4.6 居
 住地域が中間貯蔵施設の候補地になった場合の賛否

表２
区分
認知

説明後において，居住地域が中間貯蔵施設の候「どちらかといえば反対」，「反対」という５択で質中間貯蔵施設に対する主な意見
・…中間貯蔵施設が，どのような施設なのか知らなかった・…関西電力が福井県外に中間貯蔵施設を建設する計画があることは知らなかった・…使 用済燃料プールが満杯になると原子力発電所を運転できなくなることは知らなかった

補地になった場合の賛否についての意見を，「賛成」，「どちらかといえば賛成」，「どちらでもない」，

中間貯蔵施設に対する主な意見

必要性

・…使用済燃料がリサイクル（再利用）できることは知らなかった
・…使用済燃料がリサイクル（再利用）できる
ことは良いと思う

問した．
得られた結果を図６に示す．

・…放射線がキャスクによって遮蔽されて，さらに距離によってレベルが低減されていることや，人が監視していることが分かって安心した
・…使用済燃料がキャスクに入れられているにも関わらず，放射線がキャスクの外側に出ていることに不安を感じる

図６ 居… 住地域が中間貯蔵施設の候補地になった場合の賛否

安全性

・…キャスク輸送中の事故が心配
・…船でキャスクを輸送するので，地震による津波が心配「どちらかといえば賛成」，「どちらでもない」と

・…原子力発電所と比べると比較的安全な施設であると思ういう人がともに 35% と最も多く，次いで「どちらかといえば反対」が 15%，
「反対」が 10%，
「賛成」

・…原子力発電所より中間貯蔵施設の安全性の方が不安であるが 5% と意見が分かれている．

・…原子力発電所の敷地内に中間貯蔵施設を建設した方が，目が届きやすく，輸送も安心
だと思う

4.7 中
 間貯蔵施設に対する主な意見
次に，インタビュー調査において得られた意見のうち，中間貯蔵施設に対する主な意見を区分毎に整理した．その結果を表２に記す．
今回の被験者には，中間貯蔵施設について詳しい

・…キャスク保管等の安全性について難しいことは分からない

建設場所

・…中間貯蔵施設は，必要な施設であると思うが，自分が住んでいる所の近くに建設する
ことは反対
・…原子力発電所で事故があった場合のことを考えると，リスク低減のために原子力発電所の敷地外に建設する方が良い知識を持っていると思われる人は殆どいなかった．
使用済燃料プールが満杯になると原子力発電所をも関わらず，放射線がキャスクの外側に出ているこ

運転できなくなること，使用済燃料がリサイクルとに不安を感じる人や，キャスク輸送中の事故が心（再利用）できることを知っている人は，説明前に配という人がいた．

は殆どいなかった．また，使用済燃料がリサイクル

また，キャスクを船で運搬することから，中間貯（再利用）できることについて，殆どの人が肯定的

蔵施設は海の近くに設置することになるのかと質問に受け止めていた．

する人が複数いた．船によるキャスク輸送や地震のキャスク保管等の安全性については，原子力発電時の津波の危険性を危惧している様子であった．

所と比べると比較的安全な施設であると受け止めら

原子力発電所の敷地内に中間貯蔵施設を建設した

れていた．その理由を明確に述べる人は少ないが，方が，「目が届きやすい」，「輸送も安心」などの理放射線がキャスクによって遮蔽されて，さらに距離

由で，良いと思うという意見の人が多かった．

によってレベルが低減されていること，人が監視していることなどをあげる人がみられた．
一方，使用済燃料がキャスクに入れられているに一方で，原子力発電所で事故があった場合のことを考えると，リスク低減のために原子力発電所の敷地外に建設する方が良いという意見を持つ人は少数INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-5

であった．

43

低減し，態度が肯定側に変化する傾向がみられたと中間貯蔵施設を建設するとなった場合は，「必要考えられる．ただし，匿名性を確保しない状況で説な施設であると思うが，自分が住んでいる所の近く

明後のアンケートを行ったことが，数値に若干の影に建設することは反対」など，NIMBY の観点から響を与えた可能性は否定できない．

否定的な意見の人が多かった．

5. 考
 察

6. お
 わりに
東京電力ホールディングス株式会社と日本原子力

図４および表２で示したように，説明前の中間貯発電株式会社が共同出資して，青森県むつ市に建設

蔵施設に対する受け止めでは，原子力発電に肯定的している中間貯蔵施設「リサイクル燃料備蓄センな人々であっても，使用済燃料や中間貯蔵施設につター」が 2023 年度に事業開始予定である．

いて詳しく知っている人は殆どいなかった．

また，1.…項で記したとおり，関西電力株式会社で説明後は，使用済燃料や中間貯蔵施設について，は，福井県外における中間貯蔵施設について，理解「説明を聞いて初めて分かった」という人が殆どで活動，可能性調査等を計画的に進め，2020 年末＊ 2あり，説明内容は概ね理解されていた．

までに計画地点を確定し，2030 年頃に２千トン U

説明後の中間貯蔵施設に対する受け止めでは，規模で操業開始することとしており，今後，これら安全性の認識については，
使用済燃料を安全に貯蔵・の動向等を踏まえ，中間貯蔵施設に対する人々の関管理できると思う人は 95% であった．

心が高まっていくことが予想される．

中間貯蔵施設に対する不安は，説明後には，強い

本調査は少人数を対象としており，またサンプル

不安を持つ人が大幅に減少し，「それほど不安はなのランダム性を確保していないなどの点で限界がい」とする人がゼロから 60% に増加した．

ある．しかし，説明前には，中間貯蔵施設について

中間貯蔵施設に対する必要性の認識については，

不安や疑問を持つ人も，国や電力会社などから公表

全員が中間貯蔵施設は「必要」または「どちらかとされている情報を知り，自分自身で考える機会が設いえば必要」という回答であり，必要性を認めてけられることによって，中間貯蔵施設に対する理解いた．

が広がる可能性は十分に示されているように思わ

居住地域が中間貯蔵施設の候補地になった場合の賛否については，「賛成」または「どちらかといえば賛成」という人は 40% に留まった．このため，中間貯蔵施設の候補地になった地域では，本調査で用

れる．

引
 用文献

いた資料や説明よりも，さらに詳しい資料や丁寧な原子力規制委員会（2016）．高浜発電所１・２（３・

説明が必要であるとも考えられる．ただし，資料を４）号機の設置変更に関する審査書の概要．……

詳しくしたり，説明を丁寧にするだけでは違いはな<…h ttps://www.nsr.go.jp/data/000148305.

いかもしれない．また，NIMBY は感情的な問題なpdf>

ので，詳しく説明することにより，逆にますます望ましくないと思われる可能性もあると考えられる．

関西電力株式会社（2018）．冊子「リサイクル燃料
貯蔵センター」（2018 年 11 月）．…

…

本調査の被験者は，一般的な世論調査のサンプル<…https://www.kepco.co.jp/energy_supply/に比較して，原子力発電に対して肯定的な人が多数

energy/nuclear_power/shikumi/pdf/を占めているものの，表１で示した資料を用いて，cycle_pamphlet.pdf>

被験者一人ずつに双方向的な説明・質疑応答を行ったところ，中間貯蔵施設に対する不安が低減し，中関西電力株式会社（2019）．冊子「かんでんエル・メッ
セージ」（2019 年３月）．

間貯蔵施設に対する態度が肯定側に変化している．

北田淳子（2019）．原子力発電世論の力学リスク・

このことから，本調査で用いた資料による双方向

価値観・効率性のせめぎ合い，大阪大学出版

的な説明・質疑応答により , 中間貯蔵施設の必要性
や安全性を確保するための対策が実施されていることの知識が得られ，中間貯蔵施設に対する不安が会，p153,…2019.

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-6

44

使用済燃料の中間貯蔵施設に関する世論調査結果
Results…of…Public…Opinion…Survey…on…Spent…Fuel…Interim…Storage…Facilities
幸前

秀治（Hideharu…Kouzen）＊1

要約
関西地域に住む市民 1,000 人を対象に，使用済燃料を貯蔵する中間貯蔵施設に関するWeb 調査を実施した．中間貯蔵施設に関する詳しい説明を読んだ後に，中間貯蔵施設の必要性を判断する理由として，「使用済燃料プールが満杯になると新しい燃料に交換できなくなり，原子力発電所が運転できなくなります」（41%），
「使用済燃料には，リサイクル可能なウランなどの資源が約 95% 残っているため」（40%）を選択した人が多かった . また，中間貯蔵施設の安全性を判断する理由として，「その場所で考えられる最大級の地震や津波が起きた場合でも安全性が確保できるように設計，製作します」（35%），「異常のないことを 24 時間監視します」（32%）を選択した人が多かった．中間貯蔵施設について詳しく知る人は少なく，これらの説明によって中間貯蔵施設への理解が広がる可能性があると考えられる．
キーワード…使用済燃料，中間貯蔵施設の必要性と安全性，Web 調査

Abstract
A…Web…survey…on…spent…fuel…interim…storage…facilities…was…carried…out…for…1,000…adult…
persons…living…in…Kansai…area.…After…reading…the…detailed…explanation…about…the…interim…storage…
facility,…41%…selected…“When…the…spent…fuel…pool…is…full,…the…spent…fuel…in…the…reactor…core…cannot…
be…replaced…with…new…fuel…and…nuclear…power…plants…cannot…operate”…and…40%…selected…“About…
95%… of… the… spent… fuel… remains… as… recyclable… resources… including… uranium”… as… the… reasons… for…
judging…the…necessity…of…the…interim…storage…facility.…In…addition,…as…reasons…for…judging…the…safety…
of…interim…storage…facility,…35%…selected…“It…is…designed…and…built…to…ensure…safety…even…in…the…
event…of…the…largest…possible…earthquake…or…tsunami…in…the…area”…and…32%…selected…“Monitoring…
for…abnormalities…24…hours…a…day.”…Few…people…are…familiar…with…interim…storage…facilities,…and…
these…explanations…may…increase…understanding…of…them．
Keywords

s… pent…fuel,…necessity…and…safety…of…spent…fuel…interim…storage…facilities,…Web…survey

1. は
 じめに

しい説明文を提示する前と後での中間貯蔵施設に対する人々の意識と情報を提供することが望ましいと

原子力発電所を運営する電力会社によって，原子力発電所で使用した使用済燃料の貯蔵対策についての取り組みが進められている（電気事業連合会，
2020）．関西電力株式会社では ,「福井県外における中間貯蔵について，共同・連携を含むあらゆる可能性を検討・対応していく」こととしており，今後 ,使用済燃料の中間貯蔵施設（以下，中間貯蔵施設

思われる項目についての調査結果を報告する．

2. 先
 行研究調査
2.1 中
 間貯蔵施設に関する
インタビュー調査とする．
）に関する計画地点が確定するなど事業の原子力安全システム研究所では，中間貯蔵施設に進展に伴い人々の関心が高まっていくことが予想さ関するインタビュー調査（原，2021）を実施してい

れる．

る．

このような状況を踏まえ，本調査では関西地域の

このインタビュー調査から得られた中間貯蔵施設

人々を対象に，中間貯蔵施設に関する説明文を用いに対する主な意見を参考にして，本調査で用いる質た Web 調査を実施した．中間貯蔵施設に関する詳問を設定し人々の意識を把握することとした．

＊1…元（株）原子力安全システム研究所

社会システム研究所

現…関西電力送配電（株）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-6

2.2 原
 子力発電に関する世論調査

45

表１に示す主な意見を参考にして２種類の説明文を作成した．

2020 年 10 月に一般財団法人… 日本原子力文化財団

な お， 中 間 貯 蔵 施 設 に 関 す る 説 明 文 の 作 成 にが実施した原子力発電に関する世論調査（一般財団

あたっては，関西電力株式会社が公表しているパン

法人… 日本原子力文化財団，2021）では，原子燃料

フレット（関西電力，2018）を参考資料として活用

サイクルに関する質問項目があり，調査結果を参考

した．

にした．

3. 本
 調査の構成と
中間貯蔵施設に関する説明文
3.1 本
 調査の構成
本調査の構成について説明する．
中間貯蔵施設について質問を行う前に，中間貯蔵施設に関する簡単な説明文を提示し，中間貯蔵施設
に関する質問に回答を求めた．その後，原子力発電と使用済燃料，および中間貯蔵施設の必要性と安全性について詳しい説明文を提示し，中間貯蔵施設に関する質問に対して回答を求めた．
質問の内容は説明の前後において基本的に同一とした．
なお，詳しい説明文では，中間貯蔵施設の必要性と安全性については，2 つずつ説明文を作成し，それを組み合わせることで４種類の説明文を，250 人ずつに提示して回答を得た．

3.2 中
 間貯蔵施設に関する説明文
中間貯蔵施設について詳しく知っているという人 は 少 な い（ 原，2021）． ま た，Web サ イ ト 上 で「中間貯蔵施設」をキーワードとして検索を行うと，

表１

中間貯蔵施設に対する主な意見

１．中間貯蔵施設の必要性
・…使用済燃料プールが満杯なると原子力発電所を運転できなくなることは知られていない．
・…使用済燃料がリサイクルできることは知られていない．
２．中間貯蔵施設の安全性
・…中間貯蔵施設の安全性については，放射線がキャスクによって遮蔽されて，さらに距離によってレベルが低減されていること，人が監視していることなどを理由に，概ね肯定的に捉えられる．
・…使用済燃料がキャスクに入れられているにも関わらず，放射線がキャスクの外側に出ていることに不安を感じるという人がいた．
・…輸送中の事故が心配という人がいた．
・…船 で輸送することから，海の近くに設置されるのかと質問する人がいた．（地震による津波への
懸念）

4. 調
 査概要
4.1 ね
 らい
中間貯蔵施設の必要性，安全性に関する説明文を提示し，被験者の意見の変化や，説明内容に対する受け止めを把握する．

4.2 W eb 調査の概要

環境省が福島県内において整備している福島第一原

関西地域における成人男女 1,000 人を対象に Web

子力発電所事故に伴う除染で発生した土壌や廃棄物で質問紙調査を実施した．主な仕様を表２に示す．

等を貯蔵する中間貯蔵施設が上位に表示されることが多いことから，混同を避けるため，原子力発電の運転に伴って発生する使用済燃料の中間貯蔵施設について簡単な説明文（付録１）を作成した．
さらに，原子力発電と使用済燃料，および中間

5. 調
 査結果
5.1 原
 子力発電の利用態度

貯蔵施設の必要性と安全性について詳しい説明

付録１の説明を示す前において，原子力発電の文（付録２）を作成した．この説明文については，利用についての意見（以下「利用態度」と略す）

Web で被験者が長い説明文を読む負担を考慮してを，「利用するのがよい」，「利用もやむをえない」，

1000 文字程度とした．

「他の発電に頼る」，「利用すべきでない」という

なお，これらの説明文は，原（2021）の調査で得られた中間貯蔵施設の必要性と安全性について，４択で質問した．
得られた結果を図１に示す．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-646

表２

Web 調査の主な仕様

項目

内

調査地域

容

関西地域（２府４県）

20 歳代から 60 歳代の男女 1,000 人
調査対象者 （４種類の調査票に，性・年代別に 25 人ず
つ割当て）
募集方法

調査会社のモニターから協力者を募集

調査方法

Web 調査調査時期

2020 年 12 月

図２

見聞きするか5.2.2 ど
 の程度関心があるか
図３に示すように，中間貯蔵施設に，
「関心があ
る」
，
「やや関心がある」という人はあわせて 42%である．
一方，原子力発電についてどの程度関心があるのか質問したところ，「関心がある」，「やや関心があ

図１

説明前の原子力発電の利用態度「利用するのがよい」と「利用もやむをえない」

る」という人はあわせて 50% であり，中間貯蔵施設は原子力発電に比べて関心があるという人がやや少ない．

を合わせて「利用肯定」とし，「他の発電に頼る」と「利用すべきでない」を合わせて「利用否定」とすると，利用肯定は 60%，利用否定 40% であった．
この質問は，北田（2020）が 2019 年 10 月に実施
した世論調査と同一の質問文としており，北田の調査結果においても，利用肯定が 61%，利用否定
は 38% であり，ほぼ同様の結果であった．今回のWeb 調査は調査会社のモニターを対象に実施したものであり，サンプルにランダム性はないが，本調査の被験者が持つ原子力発電の利用態度には，大きな偏りはなかったと考えられる．

5.2 説 明前の中間貯蔵施設に対する意見
付録１の説明文を示した後に，中間貯蔵施設に対

図３

どの程度関心があるか

5.3 説
 明前後における中間貯蔵施設に対する意見
中間貯蔵施設について付録１の説明文を示した
後，付録２の説明文を示す前に得た回答（「説明前」とする）と，付録２の説明文を示した後に得た回答

する質問をした．その結果を以下に示す．

（「説明後」とする）の結果を示す．

5.2.1 中
 間貯蔵施設について見聞きするか

5.3.1 使 用済燃料を安全に貯蔵・管理できると思うか

図２に示すように，「やや見聞きする」という人が最も多く（36%）が，「よく見聞きする」という

図４に示すように，説明後は，「どちらかというと」

人は 7% に留まる．

を含め，安全に貯蔵・管理できると思う人は，説明「よく見聞きする」と「やや見聞きする」合わせ前の 23％から 30％に有意に増えた．詳しい説明文て 43% であり，中間貯蔵施設について見聞きした（付録２）を読んだことによって，使用済燃料を安ことがあるという人は少ないが，「見聞きしない」

全に貯蔵・管理できると思う人が増加したといえる．

人より多い．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-6

47

有意差あり

図４

安全に貯蔵・管理できると思うか

5.3.2 中
 間貯蔵施設に不安を感じるか
図６

図５に示すように，説明前は，「それほど不安は

表３ない」，「少し不安だ」，「かなり不安だ」
，
「非常に不
安だ」
，
「わからない」の５択で回答を求めた．説明
後は，「わからない」を除く４択で回答を求めた．
説明前後とも，「少し不安だ」という人が最も多く，説明前の 40% から 8% 増加し 48% である．
説明後も，「かなり不安だ」，「非常に不安だ」と

変化量（各 n=250）

必要性の判断必要性の判断の変化量
必 要 性１（プール 必要性２（使用済が満杯になる）
燃料の再利用）

安全性１
（放射線）

0.056

0.060

安全性２（地震・津波・輸送時）

0.116

0.148

いう強い不安を持つ人が 38% であり，一方，「それほど不安はない」という人は15% であり少数である．

この４種類の説明の組み合わせについて平均点がこれらの数値は，説明前が５択，説明後が４択のどのように変化したのかを検証するために，４群×回答であることにより影響を受けている可能性が段階（説明前，説明後）の２元配置分散分析（対応ある．

のない因子と対応のある因子）を実施した結果を，次の表４に示す．
表４
交互
作用

必要性の判断の変化量の分析結果

必要性と安全性の説の組
み合わせにより，変化量に差があるかなし

必要性の説明および安全
主効果
傾向あり p=….091）
性の説明の種類により，の検定
安全性２＞安全性１
変化量に差があるか
図５

不安を感じるか

5.3.3 中
 間貯蔵施設の必要性の判断

必要性と安全性の説明の組み合わせによる交互作
用は見られなかったため，主効果の検定を行ったと
ころ，付録２に示す安全性１（放射線等の安全性）

図６に示すように，説明前は，
「必要」
，
「どちら

を説明した場合に比べて，安全性２（地震・津波・かというと必要」を合わせて中間貯蔵施設の必要性

輸送時等の安全性）を説明すると，必要性を認めるを認める人は 49% であったが，説明後は 7% 増加し，人が増加する傾向が見られた．

56% である．説明文を読むことで必要という人が増加したといえる．
さらに，付録２に示す説明文の組み合わせによって，必要性の判断の変化に違いがあるのか分析を行った．必要から不必要までの回答を５点から１点として平均値を算出し，説明後の値から説明前の値を引いた変化量を表３に示す．

地震・津波・輸送時等の安全性の説明によって，中間貯蔵施設の必要性を認める人が増加する傾向があるといえる．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-6

48

5.3.4 居
 住地が候補地となった場合の賛否
図７に示すように，説明前は，
「賛成」
，
「どちら
かといえば賛成」を合わせて自らの居住地が中間貯蔵施設の候補地となった場合は賛成という人は 12%であったが，説明後は 2% 増加し 14% である．説明
前後とも「どちらでもない」という人が 40% から1% 減少し 39%，
「反対」，
「どちらかといえば反対」

表６

安全性の判断の変化量の分析結果

必要性と安全性の説の組み合わせにより，変化量に差があるかなし

主効果の 必要性の説明および安全性の説明の
検定 種類により，変化量に差があるか

なし

交互作用

5.3.5 中
 間貯蔵施設の必要性について
回答の決め手となった情報を合わせて中間貯蔵施設の候補地となった場合は反対という人は 49% から 2% 減少し 47% であった．
説明文を読むことで，自らの居住地が中間貯蔵施設の候補地となった場合は賛成という人は 2% 増加したものの，有意の変化はみられなかった．

中間貯蔵施設の必要性の説明文に，選択肢を設定
し，中間貯蔵施設の必要性について回答する決め手となった情報を複数回答で求めた．
まず，必要性１で提示した選択肢を表７に，結果を図８に示す．
表７

必要性１で提示した選択肢

使用済燃料プールの容量には限りがあり，原子力（1） 発電所によっては数年でプールが満杯になる可能性があると新聞等で報道されています
使用済燃料プールが満杯になると新しい燃料に交（2） 換できなくなり，原子力発電所が運転できなくな
ります（3） 使用済燃料は長期的に増加する見通しです（4） 原子力発電所を安定して運転するため
図７

居住地が候補地となった場合の賛否

さらに，付録２に示す説明文の組み合わせによっ

現在，工事中である再処理工場へ搬出するまでの（5） 間，使用済燃料を一時的に敷地外に貯蔵できる中間貯蔵施設を設置する必要があります（99） 該当する情報なして，居住地が候補地となった場合の賛否の判断の変化に違いがあるのか分析を行った．賛成から反対までの回答を５点から１点として平均値を算出し，説明後の値から説明前の値を引いた変化量を表５に
示す．
表５
変化量
（各 n=250）

安全性の判断の変化量
必 要 性１（プール 必要性２（使用済が満杯になる）
燃料の再利用）

安全性１
（放射線）

0.024

0.028

安全性２（地震・津波・輸送時）

0.060

0.092

分析の結果を表６に示す．変化量に統計的な差はなかったものの，必要性２（使用済燃料の再利用等

図８

必要性１について決め手となった情報の必要性），安全性２（地震・津波・輸送時等の安「使用済燃料プールが満杯になると新しい燃料に全性）を組み合わせて説明すると，居住地が中間貯交換できなくなり，原子力発電所が運転できなく

蔵施設候補地になった場合に賛成側への変化が最もなります」（41%）を選択した人が最も多く，次に大きかった．

「使用済燃料プールの容量には限りがあり，原子力

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-649

発電所によっては数年でプールが満杯になる可能性る」という人は 2.6% と少数であることを明らかにがあると新聞等で報道されています」（34%）が多している．

く，これらの情報が回答の参考になっていると考えられる．

このように，使用済燃料がリサイクルできること
や，わが国が使用済燃料を再処理し再利用すること

次に，必要性２で提示した選択肢を表８に，結果を図９に示す．
表８は広く知られていないため，今回提示した説明文を読んで，これらの情報を回答の決め手とした人が多必要性２で提示した選択肢（1）

使用済燃料には，リサイクル可能なウランなどの資源が約 95% 残っているため（2）

日本では使用済燃料を再処理して，将来，燃料として再利用する方針です

使用済燃料を再処理すると長期間にわたって強い（3） 放射線を出す高レベル放射性廃棄物の体積を減らし，有害度を低減することができます（4） 使用済燃料は長期的に増加する見通しです（5） 原子力発電所を安定して運転するため
現在，工事中である再処理工場へ搬出するまでの（6） 間，使用済燃料を一時的に敷地外に貯蔵できる中間貯蔵施設を設置する必要があります（99） 該当する情報なし

くなったと考えられる．
5.3.6 中
 間貯蔵施設の安全性について
回答の決め手となった情報

中間貯蔵施設の安全性の説明文に，選択肢を設定
し，中間貯蔵施設の安全性について回答する決め手となった情報を複数回答で求めた．
まず，安全性１で提示した選択肢を表９に，結果を図 10 に示す．
表９（1）

安全性１で提示した選択肢

中間貯蔵施設では，使用済燃料を頑丈な金属製の専用容器（キャスク）に収納して貯蔵・管理します（2） 中間貯蔵施設は国内外で多くの実績があります（3） キャスクには放射性物質を閉じ込める機能（4） 放射線をさえぎる機能（5） 使用済燃料から発生する熱を逃がす機能
放射線は，距離が離れると弱くなる性質があるた
め，敷地の外までの距離を十分確保する等により（6）
敷地境界での放射線量を法令で定められた値よりも十分低いレベルに保ちます（7） キャスクの密封状態を測定する装置（8） 表面温度を測定する装置（9） 施設内外の放射線を測定する装置（10） 異常のないことを 24 時間監視します（99） 該当する情報なし

図９

必要性２について決め手となった情報「使用済燃料には，リサイクル可能なウランなどの資源が約 95% 残っているため」（40%）を選択した人が最も多く，次に「日本では使用済燃料を再処理して将来，
燃料として再利用する方針です」（36%）
が多かった．
なお，一般社団法人日本原子力文化財団（2021）
は，2020 年 10 月に全国で実施した意識調査において，原子力発電の使用済燃料から回収したプルト
ニウムは，再び原子力発電の燃料として利用されていることを聞いたことがあるか質問したところ，「聞いたことがある」という人は 18.7%，
「説明でき

図 10

安全性１について決め手となった情報

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-650

「該当する情報なし」（37%）を選択した人が最も多かった．本調査のように Web サイト上で中間貯蔵施設に関する説明文を自分自身で読んでもらうことでは，安全性についての回答に決め手となる情報であるとの認識に至らなかった人が多いことが伺える．なお，原子力発電の利用態度とのクロス分析を行ったところ，利用否定の人が 68% であった．
具体的な説明を記載した選択肢の中では，「異常のないことを 24 時間監視します」（32%）を選択した人が最も多く，次に「放射線をさえぎる機能」（28%）が多く，これらの情報が回答の参考になっていると考えられる．
中間貯蔵施設や原子力発電所などの原子力関連施
設では，周辺住民の健康，周辺環境を守るため，24

図 11

安全性２について決め手となった情報

時間，管理・監視を行っているが，これらの事実は広く知られていないため，今回提示した説明文を読でも安全性が確保できるように設計，製作します」

んで，これらの情報を回答の決め手とした人が多く（35%）を選択した人が最も多く，次に「中間貯蔵なったと考えられる．

施設では，使用済燃料を頑丈な金属製の専用容器

次 に， 安 全 性 ２ で 提 示 し た 選 択 肢 を 表 10 に，結果を図 11 に示す．
表 10
（1）

安全性２で提示した選択肢

中間貯蔵施設では，使用済燃料を頑丈な金属製の専用容器（キャスク）に収納して貯蔵・管理します（2） 中間貯蔵施設は国内外で多くの実績があります（3）

中間貯蔵施設やキャスクは，福島第一原子力発電所事故を踏まえて見直した基準でその場所で考えられる最大級の地震や津波が起き（4） た場合でも安全性が確保できるように設計，製作
します（5） キャスクは輸送中のトラブルを想定して（6）荷物を積んだトラック同士が正面衝突した際の衝撃力を想定した試験（7）

トンネルの中など厳しい条件で起こる火災を想定した試験

水中に沈んだ場合においても放射性物質が漏れ出（8）
さないことを確認する試験（9） 健全性を確認します（99） 該当する情報なし（キャスク）に収納して貯蔵・管理します」（29%）
が多く，これらの情報が回答の参考になっていると考えられる．
5.3.7 中
 間貯蔵施設の安全性に関する

自由記述から不安な理由を抽出

中間貯蔵施設の安全性について回答の決め手となった情報に対して自由に記述するよう求めたところ，「特になし」等を含めて，838 人から回答を得た．
この自由記述のテキストの分析に KH…Coder（樋口，2019）を用いて．中間貯蔵施設に対する不安な理由を抽出した．
KH… Coder の 分 析 に あ た り，
「中間貯蔵施設」，「使用済燃料」などを強制抽出語として指定し，例
えば，「中間貯蔵施設」が「中間」
，
「貯蔵」
，
「施設」
という最小単位に分割されないようにした．
表 11 に，２人以上により４回以上記述された抽出語を降順に示す．リストの上位５語では，「安全」，「該当する情報なし」（36%）を選択した人が最も「安全性」が多く出現し，安全性についての意見が多かった．安全性１と同様に，安全性についての最も多い．

回答の決め手となる情報であるとの認識に至らな

次いで，「実績」が多く，中間貯蔵施設の実績にかった人が多いことが伺える．なお，原子力発電のついての意見が多い．さらに，
「地震」
，
「想定外」

利用態度とのクロス分析を行ったところ，利用否定が多いことから，非常時の安全性についての意見がの人が 67% であった．

多いことが伺える．

具体的な説明を記載した選択肢の中では，「その次に，KH… Coder を用いて，抽出語が共通に出現場所で考えられる最大級の地震や津波が起きた場合

する関係（共起関係）
を円と線で示す共起ネットワー

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-6

表 11

51

抽出語（２人以上に記述された語）
抽出語と出現回数

安全

49

管理

9

原子力

6

施設

4

安全性

44

原発

9

原子力発電

6

事態

4

実績

20

事故

9

対応

6

重要

4

地震

18

信頼

9

対処

6

条件

4

想定外

16

想定

9

基準

5

状態

4

安心

15

日本

9

技術

5

人間

4

監視

15

今

8

自然災害

5

専門

4

信用

15

絶対

8

処理

5

選択肢

4

必要

13

放射能

8

心配

5

多く

4

確保

12

24 時間

7

対策

5

津波

4

危険

12

確認

7

反対

5

放射線

4

不安

12

使用済燃料

7

理解

5

予想

4

中間貯頑施設

11

情報

7

完全

4

災害

10

貯蔵

7

疑問

4

福島

10

健全

6

興味

4

抽出条件：
最 小 出 現 数＝４回
最小回答者数＝ 2 人

クを作成した結果を図 12 に示す．この共起ネット

各抽出語のまとまりのうち，例えば「多く」と「実ワークに共起関係を持つ抽出語のまとまりとして７

績」の単語が一つの文の中に現れた場合，「多くのグループが色分けされた．… この７グループのうち実績があり，安心」という記述もあったが，ここで中間貯蔵施設に対する不安の理由に該当すると思わは，不安な理由に該当する記述だけを示した．

れる５グループについては，「24 間監視していても事態に対処できるのか」，「地震，津波などの自然災
害」「中間貯蔵施設，
使用済燃料の処理，
管理，
貯蔵」
，

6. 考
 察

「健全性をどのように確認するのか」，「多くの実績

本調査の被験者には，中間貯蔵施設について見聞（があっても今後の保証にはならない）」が読み取れきしたことがあるという人は少なく，また，原子力るため，筆者が，これらの分類を書き加えた．なお，発電に比べて中間貯蔵施設に関心を持つ人は少な

図 12

安全性に関する自由記述における共起ネットワーク

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-6

52

い．そのため，中間貯蔵施設の必要性や安全性を判

その中で，必要性２（使用済燃料の再利用等の必断する上での詳しい知識を持っている人は少なかっ

要性），安全性２（地震・津波・輸送時等の安全性）

たと思われる．

を組み合わせた説明により，居住地が中間貯蔵施設

本調査で提示した中間貯蔵施設に関する説明文に候補地になった場合の賛成側への変化がみられた．

よる被験者の意見の変化や，受け止め，不安の理由

中間貯蔵施設の説明では，特にこれらの内容を説明は以下のように整理できる．

することが考えられる．

6.1 安
 全性認識の変化

なお，リスクコミュニケーションのプロセスは，「情報の公正性の認知から始まり，情報共有，共考，
相互理解，信頼の構築へとすすむ」（平川・奈良，説明後に，「どちらかというと」を含め，安全に2018）とされている．同書によれば，「とりあえず貯蔵・管理できると思う人は，7 ポイント有意に増ステイクホルダーに情報が提供できる」ことを目的

えて 30％になっており，中間貯蔵施設の必要性やとする場合は，印刷物への掲載，ホームページな

安全対策が実施されていることを知って，安全性をどの媒体によって，「受け手のリスク理解」という認識する人が増加する傾向がみられる．

プロセスまで到達することが可能であることが示さ

6.2 不 安感の変化
説明後に，「それほど不安はない」という人は 1%増であり，殆ど変化しなかった．一方，対面での双れている．一方，「利害調整をしながらあくまでも合意形成を目指す」ことを目的とする場合は，地元説明会，個別訪問，ワークショップなどによって「態度変容（リスク受容）」というプロセスまで到達することが可能であることが示されている．

方向性を持つインタビューでは，説明後に「それほこの議論に基づけば，本調査は Web 画面上の説

ど不安はない」は 60% 増加している（原，2021）．

明文によって情報を一方向的に被験者に伝えた上で双方向的なコミュニケーションによって情報を提供

回答を求めた結果であるため，被験者と中間貯蔵施した場合と，今回の調査のように Web 上で説明文

設の必要性や安全性についての情報共有の段階までを読むように指示され，一方向的に中間貯蔵施設には到達できるが，候補地になった場合の賛否の変化関する情報を提供された場合とでは，不安感に対すなど合意形成を目的とする態度変容は起こりにくいる意見の傾向が異なる可能性が強い．

ことが示唆される．

6.3 必
 要性の判断の変化

6.5 必
 要性について参考となった情報

必要性，安全性についての全ての説明の組み合わ「使用済燃料プールが満杯になると原子力発電所

せによって，必要性を認める人は増加しているが，が運転できなくなる」，「使用済燃料には，リサイク

安全性２（地震・津波・輸送時等の安全性）の説明

ル可能な資源が約 95% 残っている」という説明が（特に，「その場所で考えられる最大級の地震や津波

決め手となったと回答する人が多かった．これらのが起きた場合でも安全性が確保できるように設計，情報が広く知られていない可能性がある．中間貯蔵製作する」）によって，中間貯蔵施設は必要という施設の説明を実施する場合は，これらの内容を優先人が有意に増加した．中間貯蔵施設の説明を実施すして説明していくことが考えられる．

る場合は，必要性だけではなく安全性についても取り上げていくことが重要である．

6.6 安
 全性について参考となった情報

6.4 候
 補地となった場合の賛否の変化「その場所で考えられる最大級の地震や津波が起きた場合でも安全性が確保できるように設計，製

説明後に，「どちらかといえば賛成」を含めて作します」，「異常のないことを 24 時間監視します」「賛成」という人は２% 増であり，殆ど変化しなかっという説明が決め手となったと回答する人が多かったが，必要性，安全性を組み合わせた全ての説明とたことから，これらの情報が広く知られていない可も，有意差はないものの賛成側に変化している．

能性がある．
中間貯蔵施設の説明を実施する場合は，

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-6

これらの内容を優先して説明していくことが考えら
れる．

6.7 中
 間貯蔵施設に対する不安の理由

53

引
 用文献
電気事業連合会（2020）．使用済燃料貯蔵対策への対応状況について（2020.7.2）．<https://www.fepc.or.jp/about_us/pr/「24 時間監視していても事態に対処できるのか」，

oshirase/__icsFiles/afieldfile/2020/07/13/「地震，津波などの自然災害」，「中間貯蔵施設，使

press_3_20200702.pdf>（2021 年６月 21 日）．

用済燃料の処理，管理，貯蔵」，「健全性をどのよう原

吉平（2021）．使用済燃料の中間貯蔵施設に対に確認するのか」，「多くの実績があっても今後の保す る 人 々 の 受 け 止 め INSS JOURNAL, 28,証にはならない」という理由が抽出された．中間貯蔵施設に関する説明を実施する場合は，説明後にも38-43．
樋口

おそらくこのような疑問や不安が抱かれていることを前提に，さらに質疑応答を行うなど丁寧に説明しマニュアル 2019 年９月 17 日版．
平川秀幸・奈良由美子（2018）．リスクコミュニケーていく必要がある．

7. お
 わりに

耕一（2019）．KH Coder 3 リファレンス・

ションの現在，放送大学教育振興会，238239,2018.
関西電力株式会社（2018）．パンフレット「リサイクル燃料貯蔵センター」（2018.11）．

本調査は，説明文の文字数の制約のため，原子燃<https://www.kepco.co.jp/energy_supply/

料サイクルの説明のうち，不安を持つ人が多いとさenergy/nuclear_power/shikumi/pdf/cycle_

れている高レベル放射性廃棄物の最終処分について

pamphlet.pdf>（2021 年６月 21 日）．

の説明を省略して，中間貯蔵施設に関する説明文を読み回答を求めたものであり，その点で限界がある．
また，実際に人々に中間貯蔵施設に関する説明を実施する場合は，必要性１と２，および安全性１と北田淳子（2020）．温暖化対策として原子力発電の受容が高まらない要因 INSS JOURNAL,
27,46.

日本原子力文化財団（2021）．2020 年度原子力に関

２で説明した内容を合わせて情報提供することが考する世論調査，18.

えられるため，現実に行われると思われる説明内容<https://www.jaero.or.jp/data/01jigyou/とは異なっている．

pdf/tyousakenkyu2020/results_2020.pdf>

しかし，中間貯蔵施設について詳しく知る人は少なく，本調査で示した中間貯蔵施設の必要性や安全性の説明が回答する時の決め手となったとの答え
が，各説明項目とも２割から４割程度あった．まず，中間貯蔵施設の必要性や安全性について情報が共有され，自分自身で考える機会が設けられることによって，中間貯蔵施設への理解が広がる可能性が示されているように思われる．

（2021 年６月 21 日）．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR-6

54

付録１
区分
原子力発電と使用済燃料の中間貯蔵施設簡単な説明文A〜D票

共通

原子力発電ではウラン燃料を使用しますが , 数年間運転すると新しい燃料に交換する必要があります．
この運転に伴い使い終わったウラン燃料のことを使用済燃料といいます．現在 , 日本では , 原子力発電所で発生した使用済燃料を青森県六ヶ所村の再処理工場へ搬出するまでの間，発電所の敷地外に使用済燃料を一時的に貯蔵する施設を設置する計画が検討されています．

付録２
区分

詳しい説明文A〜D票

共通

原子力発電と
使用済燃料

日本はエネルギー資源に恵まれず，そのほとんどを海外から輸入し，エネルギー自給率は 12% 程度です．
このため，日本では，資源をいかに確保するかという問題とともに，特定のエネルギーに依存するのではなく，「安全性」を前提とした上で，「エネルギーの安定供給」を第一とし，「経済効率性の向上」による低コストでのエネルギー供給を実現し，同時に，「環境への適合」を図るため，バランスのとれたエネルギー構成を目指してきました．さらに，国は 2050 年までに地球温暖化の原因となる二酸化炭素など温室効果ガスの排出量を実質ゼロにする目標を示しています．一方，2017 年度には，二酸化炭素を排出する石炭，石油，天然ガスなどの化石燃料が約 87% を占めています．国のエネルギー基本計画では，原子力発電は，国内にある燃料だけで数年間発電が可能で，優れた安定供給性を持ち，運転コストが安くて，発電時に二酸化炭素を排出しないことから，安全性の確保を大前提に，エネルギー需給の安定性に寄与する重要な電源として位置付けられています．また，2030 年度に発電電力量の約 20% を担う計画です．原子力発電所の運転に伴って発生する使用済燃料は多量の熱と強い放射線を発生するため，発電所内の使用済燃料プールの水の中に一定期間貯蔵して，熱や放射線を少なくした後に，再処理工場へ搬出されます．

区分

A票
B票
C票
D票
（必要性１×安全性１） （必要性１×安全性２） （必要性１×安全性２） （必要性２×安全性２）

中間貯蔵施設の必要性

中間貯蔵施設の安全性

必要性１（使用済燃料プールが満杯になると発電できなくなる）

必要性２（使用済燃料を貯蔵するベネフィット）

使用済燃料プールの容量には限りがあり，原子力発電所によっては数年でプールが満杯になる可能性があると新聞等で報道されています．使用済燃料プールが満杯になると新しい燃料に交換できな
くなり，原子力発電所が運転できなくなります．
使用済燃料は長期的に増加する見通しであり，原子力発電所を安定して運転するために，現在，工事中である再処理工場へ搬出するまでの間，使用済燃料を一時的に敷地外に貯蔵できる中間貯蔵施設を設置する必要があります．

使用済燃料には，リサイクル可能なウランなどの資源が約 95% 残っているため，日本では使用済燃料を再処理して，将来，燃料として再利用する方
針です．また，使用済燃料を再処理すると長期間にわたって強い放射線を出す高レベル放射性廃棄物の体積を減らし，有害度を低減することができます．使用済燃料は長期的に増加する見通しであり，原子力発電所を安定して運転するために，現在，工事中である再処理工場へ搬出するまでの間，
使用済燃料を一時的に敷地外に貯蔵できる中間貯蔵施設を設置する必要があります．

安全性１（放射線等の安全性）

安全性２（地震・津波・輸送時等の安全性）

中間貯蔵施設では，使用済燃料を頑丈な金属製の専用容器（キャスク）に収納して貯蔵・管理します．中間貯蔵施設は国内外で多くの実績があります．キャスクには放射性物質を閉じ込める機能や，放射線をさえぎる機能，使用済燃料から発生する熱を逃がすなどの機能があります．また，放射線
は，距離が離れると弱くなる性質があるため，敷地の外までの距離を十分確保する等により敷地境界での放射線量を法令で定められた値よりも十分低いレベルに保ちます．さらに，施設全体の安全管理を徹底するために，キャスクの密封状態を測定する装置，表面温度を測定する装置，施設内外の放射線を測定する装置などが取り付けられ，異常のないことを 24 時間監視します．

中間貯蔵施設では，使用済燃料を頑丈な金属製の専用容器（キャスク）に収納して貯蔵・管理します．
中間貯蔵施設は国内外で多くの実績があります．
中間貯蔵施設やキャスクは，福島第一原子力発電所事故を踏まえて見直した基準で，その場所で考えられる最大級の地震や津波が起きた場合でも安全性が確保できるように設計，製作します．また，キャスクは輸送中のトラブルを想定して，例えば，荷物を積んだトラック同士が正面衝突した際の衝撃力を想定した試験や，トンネルの中など厳しい条件で起こる火災を想定した試験，水中に沈んだ
場合においても放射性物質が漏れ出さないことを確認する試験などを行い，健全性を確認します．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-7エネルギー問題関連冊子の印象に残るクリエイティブ‑ 中間層４分類の視点 ‑Creativity in preparing public relations booklets on energy issues‑ Four categories of attitudes by the intermediate group readers to the booklets ‑夛田幹宏（Mikihiro Tada）＊1

要約
中間層を対象にして，エネルギー問題に関する広報冊子の伝え方についての印象を把握するデプスインタビュー調査（合計 34 人）を行った．目的は，印象に残る伝え方を整理し，中間層を分類して，対象層毎の受止めを考察し，最後に広報冊子作成の際に心掛けることをまとめるためである．印象に残る伝え方のために，表紙のデザインの重要性が確認され，どのようなことが書いてあるのかが想像できるものが手に取りやすいことが明らかになった．構成面では，選択肢を明示したクイズ形式により興味・関心が高まることを確認した．冊子の各要素の伝え方として，様々なリスクの提示が必要になる分野であるため，適切な両面的情報提示が求められる．また，将来の姿を表すグラフも印象に残る．その他，地図を使ったもの，大きな写真で登場人物が何をしているかわかるものは印象に残るようである．次に中間層を，代表性のある４つの層に分類し，層毎に冊子を見た印象を整理し，対話の方向性についてまとめた．第１層「社会課題アンテナ層」には，適切な両面的情報提示が特に重要であり，起きると考えられるリスクを提示し，対話を積
み重ねることが大切である．第２層「暮らしの安心重視層」では，生活に身近な内容に関連する表現が求められ，説明の流れに配慮し，手順を踏んで，納得性の高い対話をすることが求められる．第３層「バランス重視スマート層」では，情報がコンパクトに絞られているものが好印象を受ける．第１層と同様に，両面的情報提示を適切に行い，根拠としての数字・グラフを直感的にわかりやすい形で伝えることが重要である．第４層「無関心おまかせ層」では，エネルギー問題
はイメージしにくいものであるからこそ，興味・関心を高めるような伝え方が求められる．視認性の確保や受け止め切れる情報量に配慮しながら，取り上げるテーマを明快にし，答えの選択肢を明示しながら対話を進めることが大切である．最後に，広報冊子作成の際に心掛けるべきことと冊子作成の際に活用できるチェックリストをまとめた．受け手にとっての冊子の魅力を整理し，冊子の目的や位置付けに応じた表現を選択することが求められる．中間層全体に対するコミュニ
ケーションを考える際には，第４層を意識することで，他層にとっても印象に残る伝え方につながることが明らかになった．
キーワード

デプスインタビュー調査，エネルギー問題，広報冊子，クリエイティブ，中間層４分類

Abstract
We conducted an in-depth interview survey（34 persons in total）to grasp the
impressions of the intermediate group, who had various ambiguous attitudes, on energy issues
and we used the survey results to make a checklist for preparing information booklets on theseissues for public relations. Speciﬁcally four points were considered: to identify impressionableways of presenting the information, to categorize attitudes of the intermediate group booklet
readers, to evaluate the dialogue of acceptance by members of each attitude category, and tosummarize what should be considered when preparing the information booklets. In identifying
the impressionable ways of presenting the information, we conﬁrmed two points: the designof the cover page was important, and the information should be presented in a clear and easy
to grasp manner. We conﬁrmed that a quiz form which clearly indicated energy issue options
increased interest among readers. Regarding the ways of conveying each issue of the booklets,
this required presentation of various risks and appropriate two-sided information. Next, weclassiﬁed the attitudes of the intermediate group readers into four categories, arranged theimpressions of the booklets according to these attitudes, and summarized the direction of the
dialogue that resulted from the presented information about energy issues. For members of
the ﬁrst category of “People who strive to solve social issues”, it was particularly important to＊ 1 （株）原子力安全システム研究所 社会システム研究所

55

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR‑7

56

present appropriate two-sided information, and it was important to present risks that may occur,and to promote dialogues. For members of the second category of “People who have a strongrisk avoidance”, expressions related to the content that readers were familiar with in their daily
life were required, the ﬂow of explanations and their logic needed to be taken into account, andhighly persuasive dialogues were required. For the third attitude category of “Smart People
with an open mind”, members wanted the presented information to be focused and concise.
The third category members wanted booklets that gave good impressions by appropriately
presenting two-sided information and intuitively using ﬁgures and graphs, points that were also
true for the ﬁrst category. Again, it was seen that it was important to convey information in aneasy to understand manner. For the fourth category of “People who are indiﬀerent toward social
issues”, it was necessary to convey information in a way that increased interest or the readers
because it is diﬃcult to imagine energy issues which are abstract concepts. It was importantto promote dialogues by clarifying the topics to be covered and the options for answers, while
taking into account transparency and the amount of information that can be received. Finally,
we summarized what should be considered when creating public relations booklets on energy
issues. It is necessary to enhance the attractiveness of the booklets for readers and to selectexpressions that correspond to the purpose and positioning of the booklets. When considering
the booklets as communication tools for the entire intermediate group, we found that awarenessof the fourth attitude category can lead to conveying information in a way that will leave an
impression on members in the other attitude classes also. Based on the results of this survey, we
proposed a checklist that can be used when creating public relations booklets on energy issues.
Keywords

in-depth interview survey, energy issues, public relations booklet, creativity, attitudes of theintermediate group

1. はじめにる情報を概ね網羅したものが数多くあること．第二に，実際の現場で交換されている情報をもとに，中エネルギー問題におけるコミュニケーションの研究が重要視され，最近は，世論形成において最大の＊2層となる，中間的な人々 （中間層）に着目した研究が進められている．

間層の反応を知ることが極めて重要であると考えたからである．
リスク・コミュニケーションにおいては，受け手の思いや考えに共感し理解するとともに，求められ

例えば，夛田（2020）では，中間層を一括りで捉るものは何か，求められる情報の量がどの程度なのえて，コミュニケーションを行うには限界があるこ

か，どのように情報を伝えるかを考えることが大切とから，中間層を代表性のある４層に分類することである．

が提案されている．さらに，リスク・コミュニケー

北田（2006）では，質問紙法により，冊子の構成

ションを行う組織をはじめとする送り手がこの分類

要素が，原子力発電の態度変容に及ぼす効果を測定の考え方を共有しやすいようにペルソナが作成されし，有効なものを明らかにしている．その他，科学た．この４層分類を対話の想定に活用することによ

技術に関するメッセージ作成の留意点をまとめた，り，中間層の受止めが掴みやすくなる．

土屋・小杉（2001）の研究がある．この研究では，

エネルギー問題おけるコミュニケーションの研究

科学技術の理解促進を図る主体がより良い情報提供

は以前からあるが，いずれも生活者全体を分析したのために活用できる，科学技術情報の作成チェックものが多い．実際の対話の場面を想定して，どのよ

リストを提案している．

うな層にとって，どのような表現，伝え方や提示の仕方が印象に残ったかを報告するものは少ない．

2. 中間層４分類

本稿では，クリエイティブとして対話の中で実際に交換されている情報の中から，パンフレットや

本稿では，中間層４分類別に分析をおこなっていリーフレットなどの冊子をとりあげる．冊子に着目

く．４層分類の詳細は夛田（2020）を参照してほしした理由は２つある．第一にエネルギー問題に関す

い．中間層は多様な異なりをもった層であるが，具＊2中間層は，社会課題に関して，将来の社会の選択や個人の行動の選択，考え方の意見の表明等の際に，はっきりとした答えが出しにくい層である．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-7ْସਖ‫؟‬ग़ॿঝॠ‫ش‬ਹ৷पँञॉৰᄷ‫؞‬ষ৿खथःॊऒधٓ༌ӻພ ೂवड༎‫׿׻بח‬ພষ৿ऋ੗ःৰᄷ‫؞‬ষ৿ऋ੗ऎ
঺ভਖ਻पถखःधઅइथःॊ

ཌྷตӱԀӿ²
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ப၌፛֋ց‫׊‬ փ֎֣֊֭‫ףؠ؂ם‬՛֭ྙസ‫༽׃‬സ‫ב‬௻ׁႡಡ

第３層は，社会課題やエネルギー問題への認識が༌Ӽພ ᇿ‫ࡊ֖֭׈‬඾ഓ౽ພৰᄷ‫؞‬ষ৿ऋ੗ऎ
঺ভਖ਻पถखऎऩःधઅइथःॊ

൅ตӱԀԀ²ཌྷตӱӽӾ²

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 ිઝ֩ภঊ֭ࡊ๺‫ב‬ഓ౽ ᆊࡊ‫ב‬শ֗‫׊‬૓୶֋੫֎Ӷ༌Ӿພ ኅ৘඾։ֽ֊֚ພ

ৰᄷ‫؞‬ষ৿ऋ૘ऩऎ
঺ভਖ਻पถखःधઅइथःॊ

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する傾向がある．中間層の 12％を占める．
第４層は（以下，第４層），社会課題にそもそもなる．中間層の 59％を占める．

3. 調査の概要
3.1 目的෗ಈ ‫ףؠ؂ם‬՛ኴ༎֮ணև‫৿׊‬वׁ֩֎‫֩׈֊׎‬փষ৿ऋ૘ऩः

図１

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関心がなく，自分が関わることではないと他人事に༌ӽພ ؅‫׮ب؞‬ഓ౽‫ؓ׮‬՛‫׽‬ພ൅ตӱӽӼ²あり，現実的・合理的な選択眼で物事を判断する．

඿ഓ֦‫׃׃‬ᇱ೙࿨ถखऎऩःधઅइथःॊ

ถखःधઅइथःॊ

57

本稿の目的は３つある．第一に可能な限り多くの広報冊子に対する印象の把握を行い，印象に残るものとそうでないものを把握する．第二にこの分析の中間層４分類の代表的人物像

結果を踏まえ，参加者にとって印象に残ったものを体的には，「社会課題に関する詳しさ」と「エネル＊3

中間層４分類別に整理し，冊子を作成する際の方向ギー利用にあたり実践・行動していること 」とい性や対話の方針をまとめる．第三に，主体的にリスう２つの質問への回答によって，４つの層に分類す

ク・コミュニケーションに取組んでいる送り手の組ることができる．

織が，冊子を作成する際に心掛けることをまとめ，第１層は，社会課題の解決に積極的に行動する「社会課題アンテナ層」（以下，第１層）である．第冊子作成の際に活用できるチェックリストの提案を行う．

２層はリスク回避志向が強い「暮らしの安心重視層」（以下，第２層），第３層は現実的な選択眼で物事を3.2 調査方法

判断する「バランス重視スマート層」
（以下，
第３層）
．
第４層は，中間層の過半数を占め，エネルギーに関調査方法の選定にあたっては，クリエイティブにする関心の低い「無関心おまかせ層」
（以下，
第４層）

対する細かな反応を集めるために質的調査を行うこである．

ととした．また，他の人の意見に影響を受けない素第１層は，社会課題に対する関心があり，問題意

直な意見を可能な限り自然な形で収集しやすくする

識を強く持つ傾向がある．各種エネルギーの利点とために，デプスインタビュー方式を採用した．この課題を認識しており，解決策は自分なりに考えて判ため，調査結果は，母集団に対する統計的な代表性

断する．国際問題から身近な省エネまで幅広い関心を担保するものではない．

があり，課題解決のために行動する層である．夛田
（2020）が行った調査によると，中間層全体の８％3.3 対象となる調査参加者を占める．
第２層は，自身の身の回りの問題に対しては敏感対象となる調査参加者は，調査会社の登録モニであり，基本的には物事の判断を慎重に行う．安ターからスクリーニングを行い，３段階の抽出を

全・安心への意識が強くエネルギー問題については行っている．中間層４分類別に一定の人数を集めた

それほど詳しくない．安定供給については現状の生（表１）．

活を守りたいと考える傾向のため重視する．中間層の 21％を占める．
＊3

複数選択の 14 の選択肢（省エネ，省エネ，節電，高めの冷房・低めの暖房温度の設定，エコドライブ，環境に優しい製品の選択，太陽光等の設置，環境イベントへの参加等）から３個以上に取り組まれている方を行動が多いとし，ほとんど何もしていないや上記記載の項目のうち２個未満の方を行動が少ないとした．全体の選択肢の選択数の中央値は２個であった．

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58

表１
時期

実査概要と回答者の属性

2019 年９月ことである．本稿では，断りがない限り B 誌は改訂

2020 年９月

方法

デプスインタビュー調査

対象

近畿２府４県在住，18 歳〜 60 歳代の男女であり，中間層を対象とするため３段階抽出＊４を実施した．
調査会社モニター登録者

人数
内訳

22
第１層４
第３層５

第１層３
第３層３

3.5 調査手順
調査手順（図２）は，まず，アイスブレイクで中間層４分類の特徴を確認しながら徐々に本題に入

12
第２層７
第４層６

された 2019 版の内容を指す．

第２層３
第４層３

り，
「初見で見た冊子の印象」「各構成要素のクリエ
イティブをじっくり見た印象」に関する意見を集めていく．対象となる同一コンテンツの表現や伝え方

3.4 調査対象となる冊子の選定

を，別の冊子のものと比較しながら見てもらう．
また，「わかりやい」「わかりにくい」という受け調査対象の冊子としては，エネルギー問題に関し止めは曖昧な表現である．内容について聞いたことて広く情報発信を行っている電力会社の諸冊子を採がないから「わからない」のか，説明内容が理解で用した．実査時期にインターネット上に公開されきないという意味で「わからない」のか，説明内容＊5している．選定にあたっては，が本当かどうかわからないという情報の信頼性の構成の特徴，情報量，イラストの使い方に着目した意味での「わからない」のかを分類して分析して

（表２）
．

いる．

ていた５種を選定

選定理由は以下のとおりである．最も情報量が多「わかりやすい」についても，「身近に感じる」「，面

い「A 誌」，
二番目にクイズ形式の構成が特徴的な「B白い」，「興味関心がわく」，「その事実を知ったこと誌」，３番目に旅をしながらエネルギーのことを考える「C 誌」，４番目に女性目線で作られた「D 誌」，
最後に，一緒にエネルギーのことをお話しませんかという対話を意識した雰囲気の「E 誌」である．C 誌，૞ਸ঻भ੦ຊੲਾ
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D 誌，E 誌は，イラストを多く使った漫画的な冊子である．A 誌，B 誌は教科書的な冊子といえる．
2019 年は，A 誌，B 誌（2018 年版），D 誌を調査
した．調査では，相対比較を行って分析することを踏まえ，2020 年は C 誌，E 誌を対象とするとともに，2019 年の分析結果と整合が取れるよう B 誌（2019年版），A 誌も選定した．
B 誌については，2019 年の調査結果において印象に残る冊子との評価であったため，ベンチマークとなる冊子として位置づけて分析を進めた．B 誌は2019 年に改訂が行われており，違いは表紙のデザインが変更され，本文の文字サイズが大きくなった
＊4

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図２

調査手順

１段階目の抽出では，近畿２府４県在住者，20 歳〜 60 歳代の男女を抽出した．２段階目では，原子力発電所の再稼働賛否において，５件法の選択肢のうち，中間の選択肢，「2」どちらかといえば再稼働してもよい，「3」どちらでもない，「4」どちらかといえば再稼働すべきでない，を選択した回答者を抽出した．３段階目の抽出では，中間層４分類の抽出を行うため，社会課題に対して詳しいと考えているかどうかの質問により，詳しいと考える層とそうでない層に分類するとともに，エネルギー利用にあたり実践・行動している
ことの 14 の選択肢に対する複数選択での回答を得た．14 のうち３つ以上を選択したグループを「行動が多い」と定義した．このように社会課題と実践・行動に対する２つの質問に対する回答を組み合わせて４つの層に分類した上でそれぞれの層に対するリク
ルーティングを実施した．
＊ 5 選定した５種の冊子は，A 誌は関西電力株式会社「関西電力がお届けする電気の話 EL MESSAGE かんでんエル・メッセージ」以
下関西電力（2019），B 誌は中国電力株式会社「エネルギーノートブック，2018 版」以下中国電力（2019），D 誌は北海道電力株式会社「エネリーフ」以下北海道電力（2019），いずれも 2019 年９月１日確認．C 誌は，関西電力株式会社「エネたび」以下関西電力（2020），（2020），E 誌は中部電力株式会社「エネルギーを語ろう ene go to」以下中部電力（2020），2020 年調査の B 誌は，中国電力株式会社「エネルギーノートブック，2019 版」
以下中国電力（2020），いずれも 2020 年９月１日確認．

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表２
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59

調査対象冊子の概要＊ 6

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に気づきや発見がある」，「再確認ができた」等につ3.6 調査結果の分析

いて「わかりやすい」と表現されるケースが多いため，根拠が何かを可能な限り聴きだした．
インタビュアーは４人が交代して対応した．参加

分析にあたっては，対象となった冊子の各頁において，以下の３つのクリエイティブを分類した

者の年代に近い人が担当し，自然な形で意見を言い（図３）.

やすい雰囲気づくりを心掛けた．

〇：印象の良いクリエイティブ（見てみたい，興味関心が持てるといった，「わかりやすい」に繋がるもの）＊ 6 表に掲載している図は A 誌，関西電力（2019）の表紙，P5‑6, なお，P5‑6 には，今村・井内・坂東（2016），資源エネルギー庁（2015a），閣議決定（2018），資源エネルギー庁（2014），資源エネルギー庁（2018a）の情報が掲載されている．B 誌，中国電力（2019）および中国電力（2020）の表紙，中国電力（2020），P02‑03, なお，P02‑03 には，IEA（2019），資源エネルギー庁（2019），資源エネルギー庁（2018b），日本原子力文化財
団（2019），国立社会保障・人口問題研究所（2019），日本エネルギー経済研究所（2018），財務省（2020）の情報が掲載されている．C 誌，関西電力（2020）の表紙，P03‑04, なお，P03‑04 には，日本原子力文化財団（2018），地球温暖化対策推進本部（2015），資源エネルギー庁（2015b）の情報が掲載されている．D 誌，北海道電力（2019）の表紙，P3‑4, なお，P3‑4 には，IEA（2018a），BP（2018），NEA・IAEA（2016），IEA（2018b），
閣議決定（2018），資源エネルギー庁（2015b）の情報が掲載されている．E 誌，中部電力（2020）の表紙，P16‑17.

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60

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の生活のことを書いていそうなイラスト」「身近に感じる」とされている．次にあげられた冊子は，
B 誌（2018 年版）で，第２層からは「Q ＆ A と書いਔৄ崊崌崯崊 ऒभ਀म৯पૃऽैऩः.:+ँञॉभ॥५ॺेॉ
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म਺ऑऊऐ্ऋপহ ਸ਼ಽているので何かなと思って目に留まる」とされた．
D 誌については，全層から「何が書いてあるのかわからない」とされ３番手となった．
2020 年の調査では，C 誌の評価が高い（図５）．
4 4

第２層や第４層からは「たびと入っていてなんだろうと期待がわく」「絵や漫画が親しみやすい」とされている．次に B 誌が選ばれた．B 誌（2019年版）
は，
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図３

分析シート＊ 7△：（受け手にとって否定的な意味，表現内容の評価が低いという意味での）気になる，もしくはわからないとされるもの□：改善意見やアイデア
また，分類に際しては，中間層４分類のうちどの層がそういった印象を受けたのかを記録している．
分析の客観性を極力確保するため，上記の「〇△□」の整理にあたっては，調査者が発言内容やインタビュー参加者を観察した結果をとりまとめ，イン
タビュアーの４名にも協力を仰ぎ，
合議のうえで「〇△□」の受止めの整理を行い，そのシートをもとに調査目的に対する分析を行っている．

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4. 調査結果
4.1 冊子を開いてみたくなる表紙
冊子は，受け手が読みたいと思うタイミングで読まれることから，手に取ってみたいと思うデザイン
であることが重要である．表２の「表紙に関する意
見」をまとめた．以降で紹介する参加者の声につい

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「 」
は，
参加者の言葉を直接引用している．
［ ］
については，調査者が適宜編集を行っている言葉である．
2019 年の調査で，最も手に取ってみたい冊子はA 誌であった（図４）．第１層や２層からは「自分
＊7
＊8
＊9

図５

手に取ってみたい冊子（2020 年調査）＊ 9

図３内の図は，関西電力（2019），P5．
A 誌，関西電力（2019）．B 誌，中国電力（2019）．D 誌，
北海道電力（2019）．
A 誌，関西電力（2019）．B 誌，中国電力（2020）．C 誌，
関西電力（2020）．E 誌，中部電力（2020）．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-761$๟

各エネルギーのアイコンを Q ＆ A の文字の周りに%๟'๟配置して表現したことにより，第２層からは「何のことについて書いてあるか想像できる」という点で手に取りたくなるとされた．３番目は A 誌，４番
目は E 誌となる．E 誌は，D 誌と同様に，冊子タイ
トルがシンプルなデザインであったため，全層から「何について書いているか想像できない」と指摘を

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受けた．
エネルギー問題に関する冊子は頁数が多く，受け



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手の関心は低い．だからこそ受け手にとっては冊子を開く動機が必要である．どのようなことが書いてあるのかが想像できることは手に取りやすい冊子の理由となる．
その他，表紙のデザインから受ける印象として，
ʻ 身近さ ʼ や ʻ 親しみ ʼ を感じるという印象を表明した

図６

参加者には特徴があり，比較的リラックスしながら冊子を開いて見たくなる冊子（2019 年調査）＊ 10$๟

冊子を見ようとする傾向があった，
その結果として，

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冊子の内容を積極的に見ていこうとする意欲が感じられた．

4.2 開いてみたあと読み進めたいと思う冊子

৸৬ Q

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「冊子を開いたときの印象」（表２最下段）についてまとめた．読み進めたいとする冊子はどれかという質問に対して，2019 年調査では B 誌，D 誌，2020
年調査では C 誌，B 誌，E 誌が上位となる（図６，図７）．これらの冊子は，クイズ形式の質問（Q）
や投げかけのために大きなスペースを取り，それによって取り上げたテーマを明快に見せているという

図７

冊子を開いて見たくなる冊子（2020 年調査）＊ 11

構成上の共通点がある．
C 誌，D 誌，E 誌は，親しみやすい大きなイラス

提起と答えの選択肢をセットで提示することで，興トを活用していることが読みやすいという評価につ

味関心を高めながら読み進めることができるため，ながっている．E 誌，D 誌はイラストの印象に加え，中間層全体から好印象を受けている．第２層からは手書きのような文字の柔らかい雰囲気が好印象のよ「問題の裏にすぐ答えがあるので見やすかった」のうである．カラフルで身近に感じるイラストを多くほか，「冊子の中の説明に変化が見られる」とあり使ったものは，「身近さ」「楽しさ」があるため，生［興味関心が喚起される］とされた．第４層からは活とは遠い存在に感じられるエネルギー問題であっ他の冊子と比較した感想として「課題ばかりを提示ても情報共有が進みやすく，読みやすいという印象されると思考が進まない」というものがあり［社会につながるように思われる．

問題ばかりを並べ立てているという印象があると，

4

4

4

4

4

4

B 誌は，
「選択肢が明示 されたクイズ形式」が特

そのクリエイティブは単調で一方的なものに感じら徴的である．頁を大胆に使って，クイズ形式の問題

れ，真剣に読まないと読めなくなる］ということに

＊ 10
＊ 11

A 誌，
関西電力（2019），P5-6．B 誌，中国電力（2019），P02-03．D 誌，北海道電力（2019），P5-6．
A 誌，関西電力（2019），P5-6．B 誌，中国電力（2020），P02-03，C 誌，関西電力（2020），P03-04，E 誌，中部電力（2020），P16-17．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR‑762

なる．その他 B 誌の印象に残った特徴として，答え中で，それぞれの発電方法の強みと弱みを踏まえを提供する頁では，根拠としての数字を図やグラフて組み合わせを行い，弱みを補い合っていくとあを用いて紹介していることについて，第１層からはる．エネルギー問題の議論では，将来の日本のエネ「教科書みたいで読みやすい」，第３層からは［全体ルギーミックスについて考えるケースが多く想定さ的に数値の提示，グラフに力が入っている］との意

れる．その際に，リスクが大きいと認識されている見があった．

原子力の取り扱いには注意が必要である．

E 誌が読み進めたいとされる理由は，左頁の投げ

電源選択における長所と短所について，両面的なかけを受ける形で，右頁で答えや伝えたい内容を紹

情報提示をしているクリエイティブを表３にまとめ介し，この答えや伝えたい内容の伝え方がコンパク

た．印象がよかったのは，B 誌と E 誌であった．こトにまとめられている点にある．中間層全体かられらは，各電源の長所・短所（強み・弱み）の両面を，［この頁で伝えたいことは３つ（ないし２つ）であ

中間層全員から「バランスよく表現している」図でるとパッとみてわかるので印象に残る］とされた．

あることがわかった．

次に，否定的に受け取られたものとして A 誌があ

特に E 誌は，各層から「強みと弱みを具体的な短る．A 誌の情報量は他の冊子よりも多く，最も充実いことばで表現している」と認められたほか，「イした内容であり，第１層の一部からは「これだけのラストがあることで目にとまる」「適度な余白で視情報をまとめられた冊子はないので是非欲しい」と認性がよい」とされた．先ほどのバランスが良いという強い意見がある一方，他の中間層からは「情報いう印象の結果を受けて，第３層からは「表現の仕量が多すぎる」とされている．受け手にとって情報方が平等なので自分で読んで理解して良いと考え

量が多すぎるとされると，それだけの理由で冊子をる」との興味深い声があり，適切な両面的情報提示

見なくなる．

により，考えることに対する主体性が増すことがわ
かる．

4.3 両面的情報提示の重要性

B 誌は，第１層から「一つ一つのエネルギーの見え方は一番分かりやすくかつ網羅できている．なるエネルギー問題では，情報の送り手と受け手の間ほどと思うものがある」と好印象であったが，第２で，リスクを踏まえてどういった電源選択を行うか層や第４層の一部からは「文字量が多い，教科書み等のやりとりが想定される．第５次エネルギー基本たい」とされている．

計画によると，電力供給を行ううえでは，今のとこ評価が高まらなかった両面的情報提示は，A 誌

ろ全てにおいて完璧な発電方法はないという現状のと C 誌であった．A 誌は，経済性について，1kWh

表３

両面的情報提示のクリエイティブ＊ 12

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ऩॊभऋ൤ৢ‫؝‬ऒभ௕਀मਗ਼ৡভ঺ડभଳਡ ਸ਼  ಽ
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‫ق‬ਸ਼  ಽ‫ك‬শਚ‫؞‬ಢਚऋजोझोછऊो
थःॊभदংছথ५ऋ਄ोथःॊ ਸ਼  ಽ ‫؜‬঳୞ඨ৯ऋ੗
ःभद‫؜‬঳ण঳णभग़ॿঝॠ
‫ش‬भৄइ্म঳୞ীऊॉृघ
ऎऊणිၨदऌथःॊ‫؝‬ऩॊऺनधઓअ‫ق‬ਸ਼  ಽ ইज़থॺु൵ऽढथःॊभद
ਫ਼ดखतैः‫؝‬ઇఐછाञः
द൵ऽढथःॊ૎ग
‫ق‬ਸ਼  ಽ‫ك‬‫¼س‬दછऊोथःॊभमଐः
‫ق‬ਸ਼  ಽ‫ك‬ওজॵॺऋ૘ऩऎथॹওজॵ
ॺऋ੗ःधँॊ্ऋਁ਴औ॑
૎गॊऋजअऩढथऩः‫੄ق‬റ‫ك‬नठैऊपုढथःॊੲ
ਾभ্ऋ૤෉घॊ ਸ਼  ಽਫઉ৸ேোढथऒऩः‫¼س‬भਔ௡ऋॎऊैऩः‫؝‬ੲਾऋ૘ऩघऍॊ‫ق‬ਸ਼  ಽ‫ك‬સ়मऒ॒ऩ૎गऩ
भऊधॎऊॊ‫ق‬ਸ਼  ಽ‫ك‬છऌ্मॎऊॉृघ
ः‫؜‬ౙௌखथ੿ढथः
ॊ૎ग‫ق‬ਸ਼  ಽ‫ك‬ਘाधൠा॑఻৬৓पಢःऒध
यद਀खथँॊ ਸ਼  ಽ‫ك‬ॎॉधপऌऎ५ঌ‫ش‬५॑਄ढथ
ःॊभद৤ুपધஊऋোढथऌ
ृघः‫ق‬ਸ਼  ಽ‫ك‬঳୞ংছথ५ऋःः‫؝‬୬഻୾‫؜‬ਉ৕ৡधऊ৸৖਴ಉपછःथःथ‫؜‬਀ਠभல্ऋ਴ಉऩभद‫؜‬ঽীदഭ॒द৶ੰखथऒऒमଐःधઅ
इॊ‫ق‬ਸ਼  ಽ‫ك‬＊ 12

表に掲載している図は，A誌，
関西電力（2019），P5．B誌，中国電力（2020），P07．C誌，関西電力（2020），
P12．D誌，北海道電力（2019），
P4．E 誌，中部電力（2020），P17．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-7あたりのコストで表現しているが，第４層からは

63

4.4.1 エネルギーの安定供給「kWh はわからない」，第１層からは「kWh あたりのコストより，１カ月になるとこれだけの差が出る

各冊子とも，エネルギーの安定供給の問題は最初というような具体的な表現にして欲しい」という意の頁に掲載されている．印象に残ったとされるもの見があった．
「kWh」という単位は，電力会社にとっは（図８）のとおりである．

ては日常語であるが，中間層の人達からすると難し

図８‑（1）
は「知ることで気づきがある事柄」であいことばである．その他，
中間層全体から A 誌は「情る．左の頁に「Q1 エネルギー資源がほとんどない

報過多」「専門的すぎる」と指摘を受けた．その他，

日本．自国で賄えるエネルギーの割合は次のうちど第２層からは［コインのようなお金のアイコンが欲れでしょう？」という問題があり，それに対する答

しい］とされた．その他，気になる点として，第１

えは次頁に示された「11.8%」である．エネルギー層からは「原子力発電についてコストだけを見たら自給率の現状についてのこの 11.8% という数字にはそうかもしれないけど，決して経済性は良くないとインパクトがある．第２層からは「11.8％とわかっ思う」という懐疑的な意見が多く見られる．

て，まずいなと思う，危機感につながる」「こんなC 誌のクリエイティブは，左側に説明文があり，にエネルギーはないのか日本は」という声があり，表は「◯×」と「短いことば」で表現されている．

課題としての気づきがあることがわかる．エネル

第２層や第４層の一部からは「○×と書いているの

ギー安定供給に関する日本のエネルギーの現状紹介が一目瞭然で簡潔でわかりやすい」とする声があっは，中間層にとって，どの冊子の情報も共有しやす

たが，第１層や第３層からは「〇×だけではわからい内容であった．

ない」とされ，評価が分かれた．

図８‑（2）の「イラストを活用して視覚的にわか

評価が高まらなかった A 誌と C 誌には共通点がる比較表現」
も印象に残るものであった．ここでは，ある．A 誌は，第１層からの指摘として「一番上に世界の主要国のエネルギー自給率を，女性が持って原子力がきている，発電方法で並べると多分最後にいる風船の大きさで表現している．エネルギー問題

なるのが普通．この図表は電力会社としての視点」

に関する内容は，諸外国の状況と日本の状況を比較という指摘があった．C 誌は，原子力に関するデメ

しながら情報提供されるケースが多い．イラストをリットの記載はあるものの「×」の表記がないこと

活用して視覚的に表現することで，第２層から「比から，第１層や第３層から［原子力がいいですよっ

べるものが少ない方が良い，目に入ってくる」とすて押し付けられている］との声があり，A 誌と C 誌る見方がある．その他，印象に残ったものとして，は情報の公正性に不透明感が生じている．

図８‑（3）の「アイコンと短いことばの表現」がある．

木下（2016）によると，
リスク・コミュニケーショ

第２層は「教科書っぽくなくわかりやすい」，第３ンにおいて届けるべき情報の考え方として「送り届層は「苦労して作っていることがわかる」と好印象

ける情報は賛成の内容だけでなく，反対の内容も合である．図８‑（4）の「アイコンと数字で視覚的に表わせて提供することである．これが情報の両面提示現した図」や図８‑（5）の「円グラフの活用」も目にであり，それによって情報の共有と公正が担保され止まる表現である．

る」とあるように，両面的情報提示の伝え方につい

図８‑（6）の「将来の電源構成をグラフで提示」のては細心の配慮が必要であり，上記の例では情報の図は，第４層の一部からは「グラフを見てもわから

共有と公正に関する指摘を受けている．

ない」との意見があるが，第１層や第２層からは「（エネルギーミックスの）グラフをみてこのバラン

4.4 エネルギー問題に関する
クリエイティブ

スが良いと思う」という声が聞かれた．このグラフ
は他の冊子でも使われており，2030 年の日本に望ましい将来の電源構成，資源エネルギー庁（2015b）

エネルギー問題に関しては，それぞれの国の事を示している．このグラフを見ることで中間層の情，温暖化対策に代表されるような社会問題の解決

人々は，将来我々がどの電源を選択していくかをイ

方策，エネルギー特有の地政学リスク等を考える必

メージしやすくなるようである．このグラフは，今要があり，これらはエネルギー選択を考える上で大後のエネルギー選択を考えるうえで大切な情報であ

切な情報となる．

り，第４層の一部を除き，中間層全体にとって検討

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR‑764（1）知ることで気づきがある事柄の際の参考になる情報である．
さらに，図８‑（7）「地図を使った表現」は，中間層全体から［特に目に止まる］とされ，実際に，パラパラとめくった際に参加者の多くが地図のところ
で目が止まる様子であった．地図による表現は，再生可能エネルギーの取組みや，世界各国の廃炉の状（2）イラストを活用し視覚的にわかる比較表現況など，他のコンテンツの説明にも多く使われているが，いずれのクリエイティブも目にとまり印象が残るとされた．地図にデータを載せて表現していく
インフォグラフィックスには，受け手の注目を集める力がある．また，自分の地域が含まれているような地図は特にその効果が大きい．
地図があることは，（3）アイコンと短いことばの表現

情報をより身近に感じさせる．
ただし，地図に掲載する情報量が多く圧迫感があるような表現には注意が必要である．
4.4.2 環境保全

（4）アイコンと数字で視覚的に表現した図

地球温暖化対策という観点から大きく頁を割いている冊子は，A 誌，C 誌，E 誌である．
印象が良いとされたものは，図９‑
（1）
「日本のシ
ンボルである富士山の活用」である．温暖化の地球
環境への影響について，静岡大学増澤武弘教授の研究資料を基に作成したイラストが用いられてい（5）円グラフの活用る．富士山の永久凍土の状況は，温暖化の影響を実感させ，参加者の多くが大阪府在住者であっても「地球温暖化の影響を身近に感じられる」としている．その他，図９‑（1）の，地球温暖化の影響の説明
文は，短い文章で書かれており，締めくくりについ（6）将来の電源構成をグラフで提示

4 4 4 4て「発電方法の組み合わせを考える必要がありそう
4

4

4

4

4

4

ですね」
「発電方法によって CO2 の排出量が変わる
4 4 4 4

んですね」などの文末表現が使われており，中間層全体から，一方向的ではなく［対話をしているかのような印象を受ける］との反応があった．
その他，図９‑（2）「共感できる投げかけ」が印象に残るとされた．
「夏の京都が暑いのは知っていた
けど暑い，暑すぎる！やっぱり地球温暖化の原因と（7）地図を使った表現いわれてる CO2 が増えているの？」という投げかけは第２層や第４層から共感をよび，興味関心を持つきっかけとなっている．
評価が高まらなかったものとして，図９‑（3）「本
文と小見出しの文字色の強弱が弱い」がある．

図８

安定供給における印象に残るクリエイティブ＊ 13＊ 13

図８ ‑（1），中国電力（2020），P02 と P03，図８ ‑（2）（3）
， ，北海道電力（2019），P3，P4．図８ ‑（4），関西電力（2020），P06．図８ ‑（5），関西
電力（2019），P8．図８ ‑（6），中国電力（2020），P08．図８ ‑（7），関西電力（2019），P7．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-7（1）日本のシンボルである富士山の活用65と指摘された．地球温暖化に関する資料作成の際には，あらかじめ難しい用語や漢字が多くなることを踏まえておく必要がある．
4.4.3 原子力発電の安全性対策
全ての冊子で，原子力発電所の安全対策が紹介されている．松本・塩見（2004）の研究では，「送り手に対する信頼は『安全対策情報』を伝達しない場
合よりも，伝達した場合の方が，信頼が高い」ということが確認されている．ただし，工学的な説明の（2）受け手の側が共感できる投げかけ

多い安全対策に関して，「より効果的な『安全対策情報』の伝え方の検討が必要である」と指摘されている．以下，
安全対策に関する調査結果をみていく．
誌面構成を見ていくと，A 誌，C 誌，D 誌は，「福島第一原子力発電所事故」「原子力発電所の安全対策」の順に情報を掲載している．B 誌，E 誌は，「原（3）本文と小見出しの文字色の強弱が弱い

子力発電所の安全対策」のみを掲載している．印象に残ったものは，C 誌，D 誌であった．中間層全体
から「見てみたい」「目にとまる」とされた．
図 10‑
（1）
「観音開きで大きく提示」は，安全対策の取組みを見やすくするために，観音折の見開きで大きなスペースを使って安全対策を掲載している．

図９

地球温暖化対策＊ 14

このため，対策の写真が大きくて見やすい特徴がある．2019 年の調査で，安全対策に関する頁につい地球温暖化の影響，温室効果ガス排出量削減目標ての中間層の多くは，「興味関心がわきにくい」「やっの提示において，小見出しの文字のカラーが薄いこていて当然」という反応であった．観音開きを活用とについて，第１層からは「見出し項目はきれいなすることで，ひとつひとつの写真やイラストが大き紙．
デザインもいいんだけど，文字のところはちょっ

くなることにより，じっくりと見る参加者が多く好と弱い．解説は質問に対応しているんだろうが，細印象になっている．見開きの効果は大きいと思われ

かすぎて読まない，要点がどこか分かりにくい」とる．また，中央に発電所を配置した，全体がわかるされた．小見出し文字のカラーの薄さからくる視認ようにしたイラストの印象も良好である，このイラ

性の悪さとともに , それによる内容の受け止めの悪ストは他の冊子でも使われているが，どの冊子でもさも指摘されており , 視認性の大切さが確認される .

印象に残るとされている．

また，同じく図９‑（3）のように，左側に解説文が

図 10‑（2）の「取組んでいる従業員が紹介され何来て右側に図表が来るようなクリエイティブは，情をしているかがわかる」
も印象が残るとされている．

報量が多いという印象を受けやすいようである．参C 誌と D 誌のものが好印象であった．

加者の多くは，図や表で視覚的に捉えて情報を得た

図 10‑
（3）
「安全対策工事前後の写真」では，第１いと考えているが，文字が左側にある事で細かさや層や第２層から［対策工事のビフォアアフターが提情報量の多さを感じるようである．その他，第４層示されているため，どのような対策を行なったかがからは「地球温暖化の頁は他のコンテンツよりも難

わかりやすい］とされている．

しいことばがいっぱい出てきている」「漢字が多い」

＊ 14

図 10‑
（4）のディジタル式中央制御盤は印象に残図９ ‑（1），中部電力（2020），P06‑07，なお P6 に日本エネルギー経済研究所計量分析ユニット（2019），気象庁（2020），温室効果ガス
インベントリオフィス（2020）の情報が掲載されている．図９ ‑（2），関西電力（2020），P03．図９ （‑ 3），関西電力（2020），P04．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR‑766（1）観音開きで大きく提示るとされている．長期運転に関連する安全対策工事の中で，ディジタル式中央制御盤の取替え工事が掲載されているが，第２層や第４層から［ヒューマンエラーを防げそう］との声が聞かれた．このため，参加者全員に対して，ディジタル式中央制御
盤取替え工事に関する受け止めを整理したところ（図 11），22 人中 13 人が「安心感が高まる」とし，半数以上には好印象であった．原子力発電所の安全（2）取組む人が紹介され何をしているかわかる

性の議論の中で，ヒューマエラー発生への懸念があることは知られているが，全ての不安が解消される
わけではないにしても軽減される可能性がある．
਍ੱ૎ऋৈऽॊ

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図 11
（3）安全対策工事前後の写真যয

ディジタル式制御盤の受止め

その他，図 10‑（5）の「地域の人と一緒に行った防災活動（新聞記事）」による原子力防災訓練の紹介は，第１層や第２層からは［対策を考えている］．
第１層や第３層からは［これだけのことをやっているということを（電力会社は）伝えた方がよい］との意見があった．また，新聞に記事化された情報を紹介することについて，中間層からは［情報の信頼（4）ディジタル式中央制御盤

性が高まる］とされた．

4

4

4

4

4

4

4

図 12 は，安全対策の説明の中でストーリーが優

4 4 4 4

れているものである．一般の生活者が，原子力発電所の話題で最も気になることは，福島第一原子力発電所事故である．図 12 の流れは，まず福島第一原
子力発電所事故の経過と安全対策を解説し，発電所の安全性向上に取り組んでいる従業員の取組み風景を説明してから，発電所の安全対策を提示している．
（5）地域と一緒に行った防災活動（新聞記事）

この構成に対して，中間層からは［福島第一原子力発電所事故の説明によって，大規模災害の時に発生する可能性のある事故がわかり，その事故に対してどのような対策が必要なのかをイメージしやすい］とされている．
また，図 12‑（2）「安全を守るのは人」では，実際に働いている人が写真で紹介されているが，発電所の安全性を高める従業員の仕事ぶりに写真を見て触れることで，第２層からは「取組んでいる社員を見

図 10
＊ 15

安全対策で印象に残ったクリエイティブ＊ 15
図10‑（1），関西電力（2020），
P18‑20．図10-（2），北海道電力（2019），P8．図10‑（3），関西電力（2020），P18．図10‑（4），関西電力（2020），
P24．図 10‑（5），福井新聞社（2019）．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-7‫س‬५ॺ‫ش‬জ‫૴قش‬ो‫ك‬ることで安心感が増す」とされた．

 ૣਣਸ਼঳भহ௛भ৽ૌध਍৸ৌੁ

剙 ਍৸॑ஹॊभमয

剙

67

そのうえで，図 12‑（3）「発電所の工学的な安全対策」を紹介しており，流れの中で安全対策に触れることが可能となっている．
過去の調査から，このような安全対策に関しては ਌ऩ਍৸ৌੁ

興味・関心が沸きにくいことが明らかになっている．
（1）福島第一の事故の経過と安全対策

D 誌のストーリーと他の冊子のストーリーを比較す
ると，「工学的な安全のしくみ」が「発電所の人・体制・しくみ」よりも先に来ている．第２層や第４層の意見から推察すると，設備や安全対策工事を紹介するよりも先に「人・体制・しくみ」を紹介し，安全対策を担う人たちの仕事ぶりに触れる方が，情報を共有しやすい可能性がある．
図 12 にまとめた ｢D 誌の優れたストーリー｣ は，特に，工学的な内容について苦手意識のある人や関心を示さない人の割合が多い第２層や第４層からは［安全対策の全体像が掴みやすく，わかりやすい］とされた．

（2）安全を守るのは人図 13「福島第一原子力発電所事故の経緯」は，印象に残るものであった．事象の進展の経緯を「ことば」と「→」で表現し，災害事象の発生は「アイコン」を挿入して，フローチャート的に表現している．この表現により，事象進展の時系列の中で何ができて何ができなかったかが一目でわかるよ
うになっている．さらに，できなかったことに対する対応策のイラストとして，中間層の誰が見ても想像しやすい水密扉，送水車，放水砲が紹介されている．また，「柔らかいタッチのイラスト」が，難しदऌञऒध‫؞‬दऌऩऊढ
ञऒधभইট‫ॳش‬ক‫ॺش‬（3）主な安全対策

३
থ
উ
ঝ
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ৎ
௺
ഔ

図 12

D 誌の優れたストーリー＊ 16दऌऩऊढञ
ऒधपৌघॊ
ॖও‫ش‬४खृ
घःৌੁभॖ
ছ५ॺ

図 13

福島第一原子力発電所事故の経緯＊ 17＊ 16 12‑（1），北海道電力（2019），P7．図 12‑（2），北海道電力（2019），P8． 図 12‑（3），北海道電力（2019），P9．
＊ 17 図 13，北海道電力（2019），P7．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR‑768（1）写真や文字が小さいいというイメージのある工学的なしくみの説明を入りやすくしている．福島第一原子力発電所事故の経緯の説明では，不安や恐怖を感じるといった指摘を受けることがあるが，図 13 については，そのような指摘は受けなかった．
次に安全対策において，否定的な評価を受けたものを紹介する．図 14‑（1）のように「写真や文字が小さい」という場合には，ただでさえ複雑な発電所（2）図面のようなイラストの使用のしくみについて，それだけの理由で冊子を見なくなってしまう．図 14‑（2）は「図面のようなイラス
トの使用」という場合である．工事の概要図でどこに対策を行ったのかを数値を交えて紹介しているが，第１層からは「専門家が使うもの」という意見があった．そのほか，図 14‑（3）の「複雑と受止め（3）複雑と受止められるしくみ図

られるしくみ図」
は，燃料から得られた熱エネルギーをタービンに伝えて電気を作ることを表したイラス
ト図の例である．この図は他の冊子でも多く使われるが，中間層からは［難しい］という意見が聞かれた．さらに，図 14‑（4）の「複雑と受止められるし（4）複雑と受止められるしくみ図を比較して見せるくみ図を比較して見せる」については，第２層からは「どこに違いがあるかを見つけることが難しい」という意見がある．しくみに詳しくない中間層からみれば，２つのしくみ図を比較しながら，どこが異なっているのか，その異なりの影響がどこに表れるのかを理解することは難しい．調査の中で明らかになった具体例としては，「PWR」と「BWR」の比較，「原子力発電所」と「火力発電所」の比較，「汽力発電方式」と「コンバインドサイクル発電方式」の比（5）海外事例の受止め

較は，難しいとされている．最も詳しい知識を持つ第１層であっても「補足資料的な感じならいいが専門的ではないか」と見ている．しくみ図については，（6）目線を行き来させないと分からない図

過去からよく使われているものばかりであるが，情報が入ってきやすいしくみ図の作成に取組むことが求められる．
図 14‑（5）の「海外事例の受止め」では，「米国における運転期間延長の認可状況と運転年数」を説明しているが，［米国とは条件が違うので比較にならない］と答えた参加者は 22 人中 14 人で過半数を超えている．この種の受け止めについては留意しておく必要がある．
最後に，図 14‑（6）は「目線を行き来させないと

図 14
＊ 18

＊ 18

安全対策で気になるクリエイティブ

分からない図」であるが，これは福島第一原子力発

図 14‑（1）（2）， ，関西電力（2019），P25‑26．図 14‑（3），関西電力（2019），P17‑18，図 14‑（4），関西電力（2019），P23，図 14‑（6），関西電力（2020）P16．図 14-（4），（6）は共に経済産業省（2012）の情報が掲載されている．図 14-（5），関西電力（2019），P21，U.S.NRC（2019）の情報が掲載されている．

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-7

電所の事故の進展を図と解説で表している．先ほど69う注意しなければならない．

の図 13 と比較して，図 14‑（6）を見るときのインタ

地図を活用したクリエイティブは，多くの人の目

ビュー参加者の目の動きを比較観察した．すると，を止める表現であることが分かる．その他，冊子に

図 14‑（6）を見る参加者の視線は，上下左右に忙し

親しみや身近さを感じるイラストや事例の活用は大く動いており，頁内で視線を頻繁に動かさないと切である．キャラクターやアイコンの活用により情分からないような図であることがわかった．一方，

報は伝わりやすくなる．

図 13 を見るときの参加者の視線は，何度も行き来

エネルギーミックスのグラフは，印象に残るもの

させることなく内容が掴めるようになっている．視であった，とくに将来の電源構成がグラフで示され線が頻繁に行き来するようなものは「わかりにくさ」ていれば，受け手がどのような選択をしていくかをにつながることが明らかである．

考える際にイメージしやすくなるとのことであり，どの冊子でも好印象であった．

5. 考察

発電所の安全対策の紹介では，観音開きで大きくスペースを確保して，大きな写真と短いことばで説5.1 印象に残ったクリエイティブ

明するクリエイティブは特に参加者の目を止めるものであった．図 12 で紹介した優れたストーリーに

まず，どのようなクリエイティブを採用するか否かに関わらず，受け手にとっての視認性の良さが備よるクリエイティブでは，情報が流れるように共有されることが確認された．

わっていなければ評価が低くなる．そして，視認性は対象層によっても異なり，伝えたい情報の内容によっても変化する．

5.2 中間層４分類別の対話の進め方に関する考察

視認性とも関連するが，情報量が多いと感じられることは，送り手に対する信頼に影響を及ぼす可能

中間層４分類別の受け手の印象と対話の方向性を性がある．このため，冊子作成の際には，受け手で考察する．第１層の「社会課題アンテナ層」は，詳ある対象層を想定したプリテストを行い，対象層毎

しい資料に理解を示す傾向があり，比較的軽い感じの視認性の水準と適度な情報量をコンテンツ毎に把のクリエイティブには拒否感を示すことがある．社

握しておくことが求められる．

会問題に対する解決策を自分で考えたいという傾向

表紙のデザインについては，何が書かれているのがあるからこそ，両面的情報提示のバランスを欠くか想像できるようなデザインで，どのようなことがと感じられるものに対して否定的な反応を見せる．

書かれているのかに対して，興味が惹かれるような情報発信者の対話の仕方や姿勢など細部にも注意がものが選ばれた．一方，シンプルであっさりしたデ払われ，比較項目を紹介する順番にも配慮が必要とザインは，どのようなことが書かれているのかが想なる．以上を踏まえた第１層に提示する資料と対話像できないため，手に取りにくくなる．

の方向性として，相対的に教科書的なクリエイティ

4 4 4 4 4 4冊子の構成として「選択肢が明示されたクイズ形

ブが好まれる傾向がある．対話においては，長所と式」は特に優れている．また，受け手に対して投げ課題であるリスクをバランス良く提示し，この層にかけを行いながら展開するクリエイティブも印象がとって気にかかる問題や，既に起きている問題，起良かった．当然ながら，そういったクイズ形式，投きると考えられる問題に対する対話を積み重ねながげかけを行った際には，見つけやすいところに答えら，意見交換を進めることが重要である．

を配置しておくことが必要である．

第２層の「暮らしの安心重視層」は，生活に身近

冊子の雰囲気として，対話をしているように感じな内容のクリエイティブを契機として興味関心が高られる「私たちと一緒にエネルギーのことを話しままる傾向が強い．
「世界の問題」「日本経済全体」等

せんか？」という姿勢は印象に残るようである．その遠い情報よりも，身近な話題に親しみを感じ，疑の他，原子力のような賛否の分かれる問題が含まれ問や不安に応える問いかけや共感の表現を交えながる場合には，情報に対する信頼や提供情報の公正さ

らの展開が好印象を与える．相対的に教科書的なクが求められる．長所と短所の両面的情報提示を適切

リエイティブよりも軽い感じのクリエイティブを好に行い，特定の立場からの意見と受止められないよ

む傾向がある．ただし，情報の中でも，将来の自分

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR‑770

たちの生活に重大な影響があると感じた情報の場
合，軽すぎると受け止められたクリエイティブには否定的となる．

で提示することが大切である．
最後に，中間層全体の対話の進め方においては，「一緒に話をしながら」「不安を出し合う」というよ

第２層の対話では，様々なリスクに対する不安をうに，「共に考える対話」を展開することは，質の感じやすい層であるからこそ，既に行っている対策

高い双方向の対話につながり，互いの関係性の中でを並べ立てて説明するのではなく，説明の流れに配一定の信頼を醸成し，自然な形で情報が共有される

慮し，手順を踏んで，納得性の高い対話を進めるこ

ことにつながると考えられる．この点は，前述のよとが求められる．社会問題には詳しくないと考えてうに木下（2016）でも指摘されている．

いるため，知らなくて不安が多い，わからないから不安であるという気持ちを尊重し共感を示しながら，「そうなんだ」とわかる対話の進め方や提供情

5.3 冊子作成に関する考察と作成の際に活用できるチェックリストの提案

報の準備が必要である．安全対策の説明であれば，
図 12 の優れたストーリーのように流れを大切にすることが必要である．

エネルギー問題については対象層による課題の認
知や興味の違いが大きく，「誰に対しても」過不足

第３層の「バランス重視スマート層」は，第１層のない情報の提供は，結果的に「多くの情報」を掲と似た傾向があるが，情報量が多いものや，説得さ載することになり，冊子の魅力が低下する．本研究れていると感じるようなクリエイティブは評価しなから，各層が求める万能の冊子を作ることは難しい

い．情報が絞られていて，コンパクトにまとめられこと，いかなる冊子によっても，それぞれの層からているものには好印象を持つ．また，根拠としてのの否定的な受け止めをなくすことは難しいというこ

数字を使った伝え方を好み，教科書的な表現も評価とがわかる．

するが，柔らかいものにも寛容である．対話の方向

このため，冊子を作成する際には，受け手にとっ性としては，根拠としての数字や直感的にわかるグて冊子の魅力をどう整理するかが大切になる．受け

ラフを活用し，コンパクトに説明することが重要で手の生活にとって有益な情報の提供や気づきのあるある．

情報の提供は魅力につながりやすい．受け手にとっ第４層の「無関心おまかせ層」は，広く情報を網羅して深い理解を促すような教科書的な冊子は難しての魅力がなければ一方的な情報提供となってしまうため冊子の魅力づくりは重要な視点である．

いという印象につながり，腰を据えて読まなければエネルギー問題に関する冊子において，受け手のならないと受け止められる．漫画のように視覚的に興味や関心を高める方法や生活により身近に感じわかるもの，軽い感じの印象をうける資料や冊子をる表現を用いることは，わかりやすさだけでなく，好意的に受け止める．とくに，第４層で注意したい

情報の信頼性にも良い影響を与える可能性がある．

のは，受け止め切れる以上の情報を提供することが冊子を構成する際には，冊子の利用シーンを視野ないようしなければならないということである．情に入れ，どこで使うものなのか，いつ見てもらいた

報量が多いと感じられると，問題が他人事となり，

いのか，送り手が対話の中でどのように使うのか，場合によっては一方的であるとの印象を受けることといった冊子の役割や位置づけの問題を整理するこもある．このため，受け止めきれる情報量を把握す

とも大切である．そのうえで，教科書的スタイルをることが大切である．

とるのか，選択肢が明示されたクイズ形式，または

4 4 4 4 4 4

第４層への対話の方向性としては，E 誌のような，共に考える対話の形式をとるのかといった，伝え方「一緒にエネルギーのことを話しませんか」「不安をのスタイルを検討すると同時に，表紙のデザインや出し合いませんか」という雰囲気を作ることが大切

タイトルの設定，受け止めきれる情報量の把握，各である．
エネルギー問題は身近な話題ではないため，

頁の構成，見出し文，文字（書体，大きさ），色，

具体的なイメージを持ち合わせていない．この層が使用する写真，図やイラストなど，細部に亘るクリ

聞いてみたい，知りたいと考えることを捉え，選択

エイティブについて検討することが重要である．

肢を明示したクイズ形式やこの層が持つ疑問を投げ夛田（2020）において，中間層全体のコミュニケー

かけとして活用し，それに対する答えや取組みの考

ションを考えるとき，比率の大きさから，「無関心

え方，とるべき選択肢の候補などをわかりやすい形

おまかせ層」の第４層を意識する必要があることを

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 SR-771（1）電力会社に対する好感度（n=12）

提言している．今回の調査結果による表４は，第４धथुৈः

層をコミュニケーションターゲットとして冊子を作って印象に残るとされれば，広い層から評価されহ৐る冊子となる可能性が高いことを示唆している．

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以上の本稿の調査結果と考察を踏まえて，エネルৈःनठैदुऩः

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ギー問題に関するリスク・コミュニケーションを図る主体が，冊子を作成する際に留意すべき点をまと（2）電力会社に対する親しみやすさ（n=12）

めたチェックリストを提案する（表５）．このチェックリストには，今回の２度にわたる調査で把握した内容の全てが記載されている．

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最後に，冊子に対する否定的な意見は，視認性の（3）電力会社に対する信頼度（n=12）

悪さに起因するものが少なからずあることを指摘したい．可能な限りクリエイティブに関する調査を行হ৐い，受け手にとっての視認性を確認し，受け手の印হ৏

象を体系的に取りまとめ，改善を継続するような取組みが求められる．なお表５のチェックリストは，

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図 15

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調査前後の電力会社に対する印象の変化（2020 年）

冊子を作成する際だけでなく，冊子の印象を評価すて，それぞれの電力会社が色々な対策をしているとる際にも活用できる．

思った．現場でたくさんの方が働き，色々なバッシ

6. おわりにングの中でもやっていることを考えると，今までよりは力を入れているのではと思う」，第２層からは本研究では，２回の調査に分けて５つの冊子の「賛成というわけでもないけど，色々冊子を読んだ

印象について把握することを試みた．１回目よりもら，（電力会社が）頑張っているなというのを感じた」

２回目の調査対象冊子の方が，イラストを多く使っというコメントがあった．電力会社が伝えることをた柔らかいものや親しみを感じやすいものの割合が工夫し努力していることは，好感を持って捉えられ増えている．

ていると考えられる．

２回目の調査後に，参加者に対して電力会社への印象に関する質問を行った．
「好感度」
，
「親しみや
さ」
，
「信頼度」についての印象であるが，結果は全てポジティブな方向に変化している（図 15）．
親しみやすいと感じられるイラストを多く使った表現が，送り手の提供情報や送り手自身の信頼に与える影響を明らかにすることは興味深い問題である．
調査後の雑談の中で，第１層からは「冊子を見表４

印象に残るとされた冊子（中間層４分類別）［凡例 ●：印象に残る］
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INSS JOURNAL Vol . 28 2021 SR‑772

表５エネルギー問題に関する冊子作成・評価の際に活用できるチェックリスト ஫इञःৌ଴ಽऋ৥નपऩढथउॉ ग़ॿঝॠ‫ش‬ਖ਻पঢ়घॊੳੴभ২়धਭૃी॑པ඼खथःॊऊ੫઺ ஫इञःৌ଴ಽऋ ၻ৕॑धउखथ੭ैोॊঋॿইॕॵॺ ਭऐুपधढथभྟৡऋँॊऊ ஫इञःৌ଴ಽऋनभेअऩॡজग़ॖॸॕঈ॑஀िऊ॑৶ੰखथःॊऊ ஫इञःৌ଴ಽऋਭऐૃीજोॊੲਾ୤॑৶ੰखथःॊऊ
਀౛भॹ२ॖথ ਀౛भॹ२ॖথम‫ু؜‬प਄ढथाञःधઓअॹ२ॖথऊ ਀౛भॹ२ॖথध‫؜‬ၻ৕भরମभॡজग़ॖॸॕঈऋਭऐুपधढथୀਮ૎ऋऩःऊ ၻ৕भ৯৓ऋਭऐুपधढथ৥નपऩढथउॉ‫؜‬঳৯दजभ৯৓ऋॎऊॊेअपऩढथःॊऊ ਭऐুपधढथ‫؜‬ଳੳਙऋଐःधःअનੳ॑खथःॊऊ
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INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-1

75

T
管に
突型
型逆
逆流
流現
現象
象の
の
T字
字配
配管
にお
おけ
ける
る衝
衝突
数
値シ
シミ
ミュ
ュレ
レー
ーシ
ショ
ョン
ン
数値
Numerical simulation of impinged penetration into T-junction branch lines
Numerical simulation of impinged penetration into T-junction branch lines＊1 *1, 三好＊1
歌野原陽一 (Yoichi Utanohara)(Koji Miyoshi)*1＊1, 釜谷……釜谷昌幸 昌幸（Masayuki…Kamaya）(Masayuki Kamaya)*1
歌野原陽一（Yoichi…Utanohara）……三好 弘二
弘二（Koji…Miyoshi）
歌野原 陽一 (Yoichi Utanohara)*1, 三好 弘二 (Koji Miyoshi)*1, 釜谷 昌幸 (Masayuki Kamaya)*1

要約
T字配管にて温度差のある流体が混合する場合，温度変動に伴う熱疲労が生じることがあ要
約
T字配管にて温度差のある流体が混合する場合，温度変動に伴う熱疲労が生じることがある．著者らはこれまでにT字配管における流れ場の可視化実験を実施し，主管と分岐管の運動量比
る．著者らはこれまでにT字配管における流れ場の可視化実験を実施し，主管と分岐管の運動量比に応じて主管流体が間欠的に分岐管内に逆流する現象を確認している．観察された流動様式は，に応じて主管流体が間欠的に分岐管内に逆流する現象を確認している．観察された流動様式は，逆流なし，巻き込み型逆流，衝突型逆流の3種類に分類される．本研究では可視化実験で観察され逆流なし，巻き込み型逆流，衝突型逆流の3種類に分類される．本研究では可視化実験で観察された衝突型逆流現象を数値計算で再現し，高温・高圧条件下での侵入深さの推定を行った．乱流モデた衝突型逆流現象を数値計算で再現し，高温・高圧条件下での侵入深さの推定を行った．
乱流モデ
ルにはラージエディシミュレーション（動的スマゴリンスキーモデル）を用いた．主管内径60mm，
ルにはラージエディシミュレーション（動的スマゴリンスキーモデル）を用いた．
主管内径60mm，
分岐管内径20mmである．主管・分岐管の流入流体をともに室温20℃とした等温条件では，分岐管
分岐管内径20mmである．主管・分岐管の流入流体をともに室温20℃とした等温条件では，分岐管への侵入深さの計算結果は実験結果と定量的に一致した．主管・分岐管の流体温度を等温320℃まへの侵入深さの計算結果は実験結果と定量的に一致した．主管・分岐管の流体温度を等温320℃まで上昇させると，等温20℃の場合より分岐管への侵入が深くなる計算結果となった．粘性係数ので上昇させると，等温20℃の場合より分岐管への侵入が深くなる計算結果となった．粘性係数の低下による壁面摩擦の低下が影響していると考えられる．実機条件を想定し，分岐管の流体温度低下による壁面摩擦の低下が影響していると考えられる．実機条件を想定し，分岐管の流体温度
を室温のまま主管流体の温度を上げ150℃の温度差を付けた場合，等温20℃の場合より約1.4倍侵入を室温のまま主管流体の温度を上げ150℃の温度差を付けた場合，等温20℃の場合より約1.4倍侵入が深くなった．温度差の増加に伴い，壁面摩擦の低下に加えて浮力が増加したことが影響していが深くなった．温度差の増加に伴い，壁面摩擦の低下に加えて浮力が増加したことが影響していると考えられる．
ると考えられる．
キ
ーワード
キーワード
キーワード

熱疲労，T字配管，分岐管逆流，数値シミュレーション…熱疲労，T 字配管，分岐管逆流，数値シミュレーション
熱疲労，T字配管，分岐管逆流，数値シミュレーション

Abstract Thermal fatigue cracks may be initiated at T-junction pipes where high- and low-temperature fluids
Abstract
fatiguecracksmay be initiatedat visualization
T-junction pipes
whereand low-temperature
flow in andThermal
mix. Theauthors
previously
conducted
studiesof highflow fields
in a T-junctionfluids
pipe.
flowa inresult,and mix.
Thefromauthors
studiesflow fields in dependinga T-junctiononpipe.
Asflows
the previously
main pipe conductedpenetratedvisualization
into the branchlineofintermittently
the
As a result,ratio
flows
from thepipe penetrated
into thebranchlinewereintermittently
dependingon themomentumbetweenmainmainand branchlines. Observed
flow
patterns
classified into
three patterns:
momentumratio entrained
between mainand branchlines. Observed
flow patterns
were classified
into threepatterns:noreverse flow,
penetrationand impinged
penetration.
In the present
study, numericalsimulations
noreverseflow,
penetrationand impinged
penetration.
In thestudy,depth
numerical
simulations
werecarriedout entrained
to reproduce
the impinged
penetrationand estimate
thepresent
penetration
for actual
power
were carriedout toreproduce
thesimulation
impinged penetrationand estimate theactual power
plant
conditions.
Thelarge eddy
(Dynamic Smagorinsky)
waspenetration
carried out.depth
Innerfordiameters
were
plant
conditions.
Theandlarge
simulation(Dynamic
Smagorinsky)
out. Inner
diameters
were
mm (main)
Db eddy= 20 mm(branch).
The simulation
results wasof thecarried
maximum
penetration
depth
for
Dm = 60mm (main)condition
and Db = 20mm (branch).
The simulationof the maximum
penetration depthforD
m = 60room
temperature(20°C)
were agreed
well with results
experimental
data quantitatively.
As inletroom
temperature
condition(20°C)
agreed wellexperimental
data quantitatively.
inlet
temperaturesof mainand branchlineswere
isothermallyrose withto 320°C,
the penetration
depth becameAs
deeper,temperaturesof maindecreased
and branchisothermallyrose to When
320°C,inlet
the temperature
penetration of
depth
because wall friction
withlines
the decreaseof viscosity.
mainbecameline wasdeeper,
raisedbecausewall friction
withdecreaseviscosity. When
inlet temperatureof mainwhichline wasraisedwhile maintaining
thedecreased
branch line
at the20°C
and theoftemperature
difference
was set to 150°C,
is similarwhile
maintaining
branch line
at 20°C andthe temperature
difference
was1.4settimes
to 150°C,
which
is similar
to actual
operating thecondition,
the maximum
penetration
depth became
about
as deep
as thatof thetoactual operating
condition, themaximum
penetration
depth became
1.4 astimes
deep asofthat
theisothermalroom temperature
condition
becauseof the buoyancy
effectabout
as wellthe asdecrease
theofwall
isothermal
friction. room temperature condition because of the buoyancy effect as well as the decrease of the wall
friction.
Keywords
Keywords

1.
1.

Thermal fatigue, T-junction, Penetration flow, Numerical simulation
Thermal fatigue, T-junction, Penetration flow, Numerical simulation

はじめに
はじめに

T字配管は原子力発電プラントや火力発電プラント
T字配管は原子力発電プラントや火力発電プラントにおいて一般的に用いられる配管要素である．T字配において一般的に用いられる配管要素である．T字配管にて高温水と低温水が混合する際，高サイクル熱疲
管にて高温水と低温水が混合する際，高サイクル熱疲
労が生じる可能性があることが知られている．例えば，
労が生じる可能性があることが知られている．例えば，1998年フランスCivaux発電所でのき裂発生に伴う冷1998年フランスCivaux発電所でのき裂発生に伴う冷*1（株）原子力安全システム研究所
技術システム研究所＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所
技術システム研究所*1（株）原子力安全システム研究所 技術システム研究所

却水漏洩事象 (1)や近年の米国の原子力発電所でのき却水漏洩事象 (1)や近年の米国の原子力発電所でのき裂発生事例(2)などはT字配管下流で発生している．
裂発生事例(2)などはT字配管下流で発生している．
日本機械学会では発電プラントでの熱疲労による
日本機械学会では発電プラントでの熱疲労による配管損傷を防止すべく，配管の高サイクル熱疲労に関
配管損傷を防止すべく，配管の高サイクル熱疲労に関する評価指針(3)を発行している．この指針は実験デー(3)する評価指針 を発行している．この指針は実験デー
タベースに基づいて作成されており，高低温水合流に
タベースに基づいて作成されており，高低温水合流による温度差の低減効果を考慮した温度ゆらぎ幅や熱よる温度差の低減効果を考慮した温度ゆらぎ幅や熱INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-1

76

応力評価式を用いて熱疲労発生の可能性が判定される．

Cold flow

熱疲労のメカニズムの更なる理解と評価方法の高Weld line

度化のため，これまで数多くの研究が行われてきた．
例えば，OECD/NEAによるT字配管の流れ場および温度場に対する国際的なベンチマーク(4)(5)や，実機プラントと同様の高温条件で流体温度と配管壁面温度を

Hot flowCracklocation

計測したFATHER実験(6)，日本原子力研究開発機構によるT字配管を対象とした一連のWATLON実験(7)などである．そして，これらのT字配管に関する実験に対図1. 米国原子力発電所でみられた熱疲労亀裂箇所

し，数値流体計算による実験結果の再現方法を確立すべく，これまで様々な取り組みが実施されてきた．
従来のT字配管の熱疲労研究は，主に合流部下流の2.

観察された流動様式の概要

主管壁面の熱疲労を対象に行われてきた．しかし近年，
図1に示すように，合流部から分岐管上流部にも熱疲労によると思われるき裂が米国発電所で発見された(2)．熱疲労き裂発生の原因として考えられるものに，

T字配管における分岐管への逆流現象は可視化実験(16)により観察されており，図2のような流動様式に整理されている．

分岐管への逆流現象が挙げられる．このような逆流は

(1)

逆流無し

“Turbulent penetration”（乱流による侵入）と呼ばれ，(2)巻き込み型逆流（Entrained penetration）

これまでいくつかの研究が行われてきた(8)-(11)．既存の(3)

衝突型逆流（Impinged penetration）

Turbulent penetrationに関する研究では，分岐管上流側

上記(3)の流動様式はキャビティフローの一種で，こが弁で閉止されているかもしくは，弁リークが発生しれまでの文献では“turbulent penetration”として報告さ主管流量よりずっと低い分岐管流量が発生している

れている(8)-(11)．上記(2)および(3)の流動様式の名称は場合が想定されている．

それぞれ「巻き込み型逆流」，「衝突型逆流」として

著者らは，T字配管の熱疲労を対象とした研究を実験(12)(13)，数値計算(14)(15)の両面から行ってきたが，これいる．
図3は流動様式線図を示したもので，次式によってらは主に合流部下流を対象としたものだった．そこで，定義される主管流れの運動量Mmおよび分岐管流れの分岐管上流側での熱疲労の可能性を調べるために，分運動量Mbの比MRを用いて分類した．

岐管への逆流現象を可視化実験で観察した(16)．その結�R = �m /�b(1)

�b = 1/4π��b2 �b2(3)

果，主管と分岐管の運動量に応じて「巻き込み型逆流」と「衝突型逆流」の2つの逆流パターンがあることが明らかになった．しかし，実験は室温の水で行っており，高温による影響（浮力など）は検討されていない．
実験により明らかになった分岐管への逆流に関する知見を補足・拡張するには，数値計算の適用が望まし
い．数値計算に関しては，これまで巻き込み型逆流を対象に実施しており，流動場を定性的に再現できている(17)．本研究では，衝突型逆流を対象に数値計算を行い，可視化実験で観察された流動場の再現性について検討を行った．そして，実機を想定した高温条件での数値計算を行い，温度上昇による逆流現象への影響を
検討した．

(2)

2
�m = ��m �b �m

ここで，ρ は密度，UmとUbは主管および分岐管内の流速である．図3に示すように，逆流に関する流動様式は次の3通りに分類できた．
MR < 1.0:

逆流無し

1.0 < MR < 500:

巻き込み型逆流

500 < MR:

衝突型逆流

本研究では運動量比をMR > 500とし衝突型逆流の再現を行った．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-1

L(1) 逆流なし

77

L(2) 巻き込み型逆流(3) 衝突型逆流

図2. 分岐管への逆流の流動様式(16)はアクリル試験体を用いていることから，管壁内面をMomentum of flow in branch pipe Mb [kg m/s2]

1.0E+02断熱境界とした．

Mm/Mb= 1.0

図4(b)に計算メッシュを示す．メッシュは6面体メッ1.0E+01シュを用い，円管内面に沿うように作成した．また，合流部近傍や壁面近傍などにメッシュを寄せ，空間解

1.0E+00

像度を高くした．メッシュのセル数は約33万（329,616）
1.0E-01

セルである．また，壁面第１層のメッシュ厚さが壁面y+でほぼy+ < 5となることを確認している．

1.0E-02
1.0E-03
1.0E-04
1.0E+00

表1に計算設定と境界条件を示す．計算にはANSYSPattern(1)Mm/Mb= 500

Pattern(2)Pattern(3)1.0E+01
1.0E+02
1.0E+03
Momentum of flow in main pipe Mm [kg m/s2]

FLUENT 2019 を用いた．水の物性値は温度依存とした．浮力はブシネスク近似で計算せず，密度に温度依存性を持たせることで考慮した．乱流はラージエディ
シミュレーション（LES）Dynamic Smagorinskyモデル
で考慮している．水温と流入速度をパラメータとして，

図3. 流動様式線図（主管運動量Mmおよび分岐管運動量Mbによる分類）(16)3.

数値シミュレーション
図4(a)に数値計算領域を示す．主管内径Dm = 60 mm，

分岐管内径Db = 20mmである．合流部から主管方向の上流，下流に5Dm，分岐管方向に15Dbの長さを確保した．座標系は主管流れ方向にx，分岐管の流れ逆流方向にzとした．また，主管と分岐管の管中心の交点を座標原点とした．重力が働く方向はz方向負方向である．本
研究では管内の流路だけを模擬し，配管金属は計算領域から除外した．本来，配管熱疲労は配管金属部で発生する現象なので，配管金属も計算対象とすることが望ましいが，本研究ではまずは可視化実験で観察された流れ場を再現することを目的とした．可視化実験で表2に示すような9ケースの計算を行った．いずれのケースもMR > 500であり，可視化実験(16)では衝突型逆流が観察された条件である．Case 1～5は主管および分岐管の流入速度を固定し，それぞれの温度をパラメータに等温条件，非等温条件でケース分けしている．流体
温度の絶対値の影響の加え，合流する流体の温度差の影響も調べた．Case 6～9は分岐管流入速度を増加させ，実機プラントで一般的な運動量比MR＝2500～6000程
度に低下させた場合である．また，温度による侵入深さの違いを比較検討するため，等温条件と実機温度に近い条件（高温側170℃，低温側20℃）の2通りを設定
した．時間刻みはΔt = 0.2 msとして，定常RANS収束解
を初期条件として計算を開始し，準定常となった3秒～13秒で統計量（時間平均値，RMS値）を取得した．
主管流体の侵入の有無を判断するため，等温条件の

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-178

表1 数値計算条件

場合は主管流体と分岐管の流体を，同じ物性値を持つ成分の異なる流体として取り扱った．こうすることで，主管と分岐管で等温であっても，分岐管への主管流体の侵入深さを判断することができる．非等温の場合は，温度分布から分岐管への侵入深さを判断できるため，

ソフトウェアANSYS FLUENT 2019 R1

流体

水（物性値は温度依存）

乱流モデル

Large

eddy

simulation(Dynamic Smagorinsky)

このような取り扱いは行っていない．
流入境界

侵入深さを定量的に評価するために，図5に示すよ

速度

表2参照

速度変動

Vortex法

条件

うにモニターポイントを設置し，1タイムステップ（0.2 ms）ごとのz方向速度，主管流体濃度もしくは温出口境界条件度を記録した．モニターポイントは壁面から1 mm離圧 力 流 出 境 界 条 件(Pressure-outlet)

れた地点で，分岐管深さ方向9.75Db（195 mm）までの範囲で0.25Db（5 mm）ごとに40点，各断面内に±30°，壁面境界条件粘着条件，断熱±15°，0°の計200点設置した．侵入深さLは，主管流体

時間

時間刻み

0.2 msと分岐管流体が接する境界を起点とし，分岐管を遡る

初期条件

標準k-ε定常解方向を正とした．

統計量

3～13秒（10秒間）

表2 計算ケース

Case

温度

速度 (運動量)

圧力

MR

主管 Tm [℃]

分岐管 Tb [℃][MPa]

主管 Um [m/s] (Mm)

分岐管 Ub [m/s] (Mb)

1

20

20

0.1

10 (1.20E+02)

0.1 (3.14E-03)

38200

2

55

55

0.1

10 (1.18E+02)

0.1 (3.10E-03)

38200

3

320

320

15.4

10 (8.41E+01)

0.1 (2.20E-03)

38200

4

55

25

0.1

10 (1.18E+02)

0.1 (3.13E-03)

37800

5

320

20

15.4

10 (8.41E+01)

0.1 (3.15E-03)

26700

6

20

20

0.1

10 (1.20E+02)

0.256 (2.06E-02)

5830

7

20

20

0.1

10 (1.20E+02)

0.39 (4.77E-02)

2510

8

170

20

3

10 (1.08E+02)

0.256 (2.07E-02)

5220

9

170

20

3

10 (1.08E+02)

0.37 (4.29E-02)

2510

300 mm (5Dm)

300 mm (5Dm)

Flow direction

Db = 20 mm

Dm = 60 mm
Flow direction(a) 計算領域

300 mm (15Db)zx

Direction of gravity(b) 計算メッシュ
図4. 計算領域および計算メッシュ

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-1

79

ぼ差支えないので，
ぼ差支えないので，
ここではともに主管流体の分布を
ここではともに主管流体の分布を表す指標として区別せず取り扱っている．
表す指標として区別せず取り扱っている．
主管流体濃
主管流体濃

1 mm1 mm

度はCase度はCase1では3.5D
1では3.5D
b程度の侵入となった．分岐管流速b程度の侵入となった．分岐管流速を増加させたCaseを増加させたCase
6，7では，侵入が浅くなった．分岐
6，7では，侵入が浅くなった．分岐管内の混合はCase
管内の混合はCase1のような分岐管断面内で比較的一1のような分岐管断面内で比較的一L様に主管流体が分布する状態とは異なり，Case
様に主管流体が分布する状態とは異なり，Case
6，7で 6，7でLは分岐管の主管流れ方向に向かって奥側の壁面近傍
は分岐管の主管流れ方向に向かって奥側の壁面近傍

195 mm
195 mmにのみ分布した．分岐管流速の増加に伴い，侵入したにのみ分布した．分岐管流速の増加に伴い，侵入した
主管流体が押し戻され混合が弱まったものと考えら
主管流体が押し戻され混合が弱まったものと考えられる． れる．
150℃の温度差を付けた場合，同じ運動量比のCase
150℃の温度差を付けた場合，同じ運動量比のCasex6とCase6とCase8を比較すると，
8を比較すると，Case 8の方が侵入は深い．
Case 8の方が侵入は深い．
Case Casex

7とCase7とCase
9でもCase9でもCase9の方が若干深く潜り込んでいる．
9の方が若干深く潜り込んでいる．
温度差増加により浮力の効果が加わり，温度差増加により浮力の効果が加わり，より侵入が深より侵入が深くなったと考えられる．
くなったと考えられる．

zz-30° -30°
-15°

-15°

+15°

+15°

x

x

+30° +30°yy

図5. 分岐管内のモニターポイント，壁面近傍200点
図5. 分岐管内のモニターポイント，壁面近傍200点(a) Case(a)1 Case 1

4.

計
4.算結計
果算結果

4.1 4.1
主管流
主体
管の
流濃
体度
の分
濃布
度，
分も布し
，く
もは
し温
く度
は温 度
分布 分布
図6にCase
図6にCase1および8における時刻3秒時における速1および8における時刻3秒時における速度ベクトル分布を示す．
度ベクトル分布を示す．
どちらの場合でも衝突型逆流
どちらの場合でも衝突型逆流による分岐管への主管流体の侵入が発生している．
による分岐管への主管流体の侵入が発生している．
侵
侵
入深さは時々刻々変動するが，運動量比M
入深さは時々刻々変動するが，運動量比M
Rの大きい
Rの大きい
Case 1の方がCase
Case 1の方がCase8の場合よりも深くなる．侵入深さ8の場合よりも深くなる．侵入深さを速度ベクトルの反転位置と定義した場合，時刻3秒を速度ベクトルの反転位置と定義した場合，時刻3秒= 2.0Dbである．
= 2.0Dbである．
時ではそれぞれおよそL時ではそれぞれおよそL= 3.5DbおよびL= 3.5DbおよびL(b) Case(b)8 Case 8

図7に時刻3秒時における主管流体の質量分率分布
図7に時刻3秒時における主管流体の質量分率分布

図6. 瞬時の速度ベクトル分布
図6. 瞬時の速度ベクトル分布（Case1，（Case1，6，7）もしくは温度分布6，7）もしくは温度分布（Case 8,（Case9）を示す．
8, 9）を示す．
質量分率と温度は異なる物理量であるが，質量分率と温度は異なる物理量であるが，
分岐管流体
分岐管流体
の温度は主管流体の侵入により上昇すると考えてほの温度は主管流体の侵入により上昇すると考えてほINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-1

80

UUbb==0.1
0.1m/sm/s
Case
Case11

UUbb==0.256
0.256m/s
m/s

UUbb==0.37
0.37/ /0.39
0.39m/sm/s

Case
Case66

Case
Case77

Case
Case88

Case
Case99

等温
等温
TTmm=20℃=20℃
TTb=20℃
b=20℃

非等温
非等温
TTmm=170℃=170℃
TTb=20℃
b=20℃

図7.
図7. 主流質量分率分布（Case1,
主流質量分率分布（Case1,6,6,7）および温度分布（Case8,7）および温度分布（Case8,9）9）

この原因として，図10に示すように，温度の上昇ととこの原因として，図10に示すように，温度の上昇とと

4.2
4.2 主
主管
管流
流体
体の
の侵
侵入
入深
深さ
さ
モニターポイントにおけるz方向速度の履歴から，
モニターポイントにおけるz方向速度の履歴から，侵入深さを定量的に評価した．
侵入深さを定量的に評価した．
図8は3～13秒間での各図8は3～13秒間での各点での記録結果から，点での記録結果から，
逆流流速
逆流流速
（z方向負方向に向かう（z方向負方向に向かう
速度）
速度）の発生の有無をもって主管流体が侵入したと判の発生の有無をもって主管流体が侵入したと判定し，定し，最大侵入深さの周方向分布を示したものである．
最大侵入深さの周方向分布を示したものである．
どのCaseも0～30°の範囲では周方向角度に依存せず，
どのCaseも0～30°の範囲では周方向角度に依存せず，ほぼ同じ侵入深さとなっている．
ほぼ同じ侵入深さとなっている．
最も深く侵入したの最も深く侵入したの続いてCase
続いてCaseはCase
はCase5であり，5であり，
6D
6Dbの侵入深さとなった．
bの侵入深さとなった．
Case3とCase
Case3とCase5は主管
5は主管
3で，
3で，
5.25D
5.25Dbの侵入深さとなった．
bの侵入深さとなった．
流体が320℃の場合である．次にCase
流体が320℃の場合である．次にCase2およびCase
2およびCase4で
4で4.5D
4.5Dbの侵入深さとなり，どちらも主管流体が55℃のbの侵入深さとなり，どちらも主管流体が55℃の場合である．このことから，主管流体の温度は侵入深場合である．このことから，主管流体の温度は侵入深さに大きく影響を与えていることが示唆される．
さに大きく影響を与えていることが示唆される．
分岐
分岐
管流速を増加させたCase
管流速を増加させたCase6～9は侵入が浅くなった．
6～9は侵入が浅くなった．
以上のように，
以上のように，最大侵入深さは流体温度と運動量比
最大侵入深さは流体温度と運動量比に依存している．
に依存している．
これらの関係をよりわかりやすく把これらの関係をよりわかりやすく把握できるように，図9に最大侵入深さを運動量比で整握できるように，図9に最大侵入深さを運動量比で整理したものを示す．
理したものを示す．
図中には実験データも併せて示し
図中には実験データも併せて示した．まず，主管と分岐管温度が等温20℃の場合（Case
た．まず，主管と分岐管温度が等温20℃の場合（Case
1，
1，
6，
6，
7）
7）
は運動量比の増加とともに最大侵入深さが増は運動量比の増加とともに最大侵入深さが増加した．侵入深さは実験結果とも定量的に一致した．
加した．侵入深さは実験結果とも定量的に一致した．
等温55℃（Case
等温55℃（Case2）の場合は等温20℃の場合と差がな2）の場合は等温20℃の場合と差がな
いが，
いが，
等温320℃
等温320℃（Case（Case3）3）では侵入がより深くなった．
では侵入がより深くなった．

もに粘性係数が低下し，もに粘性係数が低下し，壁面摩擦が低下することが考
壁面摩擦が低下することが考Pa s，55℃で
s，55℃でえられる．粘性係数は20℃で1.0×10
えられる．粘性係数は20℃で1.0×10-3-3 Pa
Pas，320℃で7.8×10s，320℃で7.8×10-5-5Pa
Pasであり，20℃からsであり，20℃から
4.9×10
4.9×10-4-4Pa
55℃では半減程度だが，55℃では半減程度だが，55℃から320℃では1桁値が低55℃から320℃では1桁値が低下している．
下している．
温度差を付けた場合，ΔT
温度差を付けた場合，ΔT==30℃（Case
30℃（Case4）では等温
4）では等温
20℃の場合とほとんど差がなかったが，ΔT
20℃の場合とほとんど差がなかったが，ΔT == 300℃
300℃
（Case
（Case5）では侵入が深くなった．上述の粘性係数低5）では侵入が深くなった．上述の粘性係数低下の影響に加え，下の影響に加え，浮力影響が顕著に表れたことが影響
浮力影響が顕著に表れたことが影響していると考えられる．
していると考えられる．
実機プラント条件に近い運動
実機プラント条件に近い運動量比とΔT量比とΔT==150℃の温度差を付けたCase
150℃の温度差を付けたCase8，9では，そ
8，9では，それぞれ同程度の運動量比の等温条件Case
れぞれ同程度の運動量比の等温条件Case6，
6，
7に比べて
7に比べて
約1.4倍侵入が深くなった．図9において，等温条件の約1.4倍侵入が深くなった．図9において，等温条件の場合の勾配（Case場合の勾配（Case6と7）とΔT
6と7）とΔT==150℃の場合の勾配150℃の場合の勾配（Case（Case8と9）はほぼ同程度である．このことから，等
8と9）はほぼ同程度である．このことから，等温条件で得られた侵入深さの関係（Case1,
温条件で得られた侵入深さの関係（Case1,6,6,7の直線）
7の直線）を約1.4倍深くすれば，を約1.4倍深くすれば，実機で想定される温度差実機で想定される温度差
（ΔT
（ΔT==
150℃）での侵入深さを推定できる可能性がある．
150℃）での侵入深さを推定できる可能性がある．

Case 1Case 2

Case 38

Case 4

Case 5

Case 6

7

Case 7

Case 8

Case 91.8E-03
1.6E-036

1.4E-035

1.2E-034
3

1.0E-038.0E-04
6.0E-042

4.0E-041

2.0E-0400.0E+00

-30

-15

0

15

θ [deg C]

81

2.0E-03

Viscocity [Pa s]

LIP / Db

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-1

30

0

100

200

Temperature [℃]

300

400

図10. 粘性係数の温度依存性（伝熱工学資料改訂第図8. 主管流体の最大侵入位置（3～13秒間）

75.
非等温 ΔT = 30℃, Um = 5 m/s
非等温 ΔT = 30℃, Um = 10 m/s
等温 T = 20℃, Um = 5 m/s
等温 T = 20℃, Um = 10 m/s

LIP, max / Db [-](5)

CFD (Tm=Tb=20degC)
CFD (Tm=Tb=55degC)
CFD (Tm=Tb=320degC)
CFD ΔT=30degC
CFD ΔT=150degC
CFD ΔT=300degC

3(9)

T字配管における分岐管内への主管流体の侵入につ(3)

いて数値流体シミュレーションを行い，侵入深さの再

(2)

計算結果

4

(1) (4)(8)

現精度を確認し，温度差が侵入深さに及ぼす影響について検討した．これまでの可視化実験では，2つの逆流に関する流動様式（巻き込み型逆流，衝突型逆流）(6)が観察された．ここでは，衝突型逆流を対象に数値シ

2(7)ミュレーションを実施した．

1
0

結論

実験データ

6
5

5版より）(18)

(1)
100

1000

10000

MR = Mm/Mb [-]100000

図9. 最大侵入深さの実験データと計算結果の比較（括弧内の数字はCase番号）

主管・分岐管ともに室温20℃の等温条件では，分岐管への侵入深さの計算結果は実験結果と定量的に一致した．
(2)

主管・分岐管の温度を等温320℃とすると，等温20℃の場合より分岐管への侵入深さが深くなった．粘性係数の低下による壁面摩擦の低下が影響していると考えられる．
(3)

主管・分岐管で150℃程度の温度差を付けることで，等温の場合より約1.4倍侵入が深くなった．温度差の増加に伴い，浮力が増加したことが影響していると考えられる．

引用文献(1) S. Chapuliot, C. Gourdin, T. Payen, J. P. Magnaud and
A. Monavon, “Hydro-Thermal-Mechanical Analysis of

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-1

82

Thermal Fatigue in a Mixing Tee,” Nuclear Engineeringand Design, Vol. 235, Issue 5 , pp. 575-596, (2005).

tep0050, (2014).
(13) K. Miyoshi, M. Kamaya, A. Nakamura and Y.

(2) M. McDevitt, M. Hoehn, T. Childress and R. McGill,

Utanohara, “An Investigation of Thermal Stress“Analysis and Impact of Recent U.S. Thermal Fatigue

Characteristics by Wall Temperature Measurements at a

Operating

Mixing Tee,” Nuclear Engineering and Design, Vol. 298,

Experience,”

FourthInternational

Conference on Fatigue of Nuclear Reactor Components,
Sevilla, Spain, Sep. 28– Oct. 1, Paper No. 27 (2015).
(3) 日本機械学会, “配管の高サイクル熱疲労に関する評価指針”, JSME S 017, (2003).
(4) OECD/NEA,“OECD/NEA-Vattenfall

T-Junction

Exercise,”

Kasahara, “Numerical Simulation of Long-Period Fluid

Report

Thermal Fatigue Problem,” Nuclear Engineering and
Design, Vol. 305, pp. 639-652, (2016).

(5) OECD/NEA, “Report of the OECD/NEA-Vattenfall TBenchmark(14) Y. Utanohara, A. Nakamura, K. Miyoshi and N.
Temperature Fluctuation at a Mixing Tee for the

Benchmark Specifications,” Final version, (2009).
Junctionpp. 109-120, (2016).

No.

NEA/CSNI/R(2011)5, (2011).

(15) Y. Utanohara, K. Miyoshi and A. Nakamura,“Conjugate Numerical Simulation of Wall Temperature
FluctuationataT-Junction

Pipe,”

Mechanical(6) O. Braillard, R. Howard, K. Angele, A. Shams and N.

Engineering Journal, Vol. 5, No. 3, pp. 18-00044, (2018).

Edh, “Thermal Mixing in a T-Junction: Novel CFD-

(16) Miyoshi, K., Utanohara, Y., and Kamaya, M.,

Grade Measurements of the Fluctuating Temperature in“Penetration Flow into a Branch Pipe Causing Thermal

the Solid Wall,” Nuclear Engineering and Design, Vol.

Fatigue at a Mixing Tee”, Nuclear Engineering and

330, pp. 377-390, (2018).

Design, Vol. 360, 110496, (2020).

(7) H. Kamide, M. Igarashi, S. Kawashima, N. Kimura and(17) Y. Utanohara, K. Miyoshi and M. Kamaya, “Numerical

K. Hayashi, “Study on Mixing Behavior in a Tee Piping

Simulation of Penetration Flow into T-Junction Branch

and Numerical Analyses for Evaluation of ThermalLines,” The 18th International Topical Meeting on

Striping,” Nuclear Engineering and Design, Vol. 239, pp.

Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-18),

58-67, (2009).

Portland, OR, USA, August 18-22, Paper No. 27613(8) J.H. Kim, R.M. Roidt and A.F. Deardorff, “Thermal
Stratification and Reactor Piping Integrity,” Nuclear
Engineering and Design, Vol. 139, pp. 83-95, (1993).
(9) E. Deutsch, P. Montanari and C. Mallez, “Isothermal
Study of the Flow at the Junction between an AuxiliaryLine and Primary Circuit of Pressurised Water Reactor,”
Journal of Hydraulic Research, Vol. 35, No. 6, pp. 799812, (1997).
(10) R. Zboray and H.-M. Prasser, “On the Relevance of
Low Side Flows for Thermal Loads in T-junctions,”
Nuclear Engineering and Design, Vol. 241, pp. 28812888, (2011).
(11) J. Kickhofel, V. Valori and H.-M. Prasser, “Turbulent
Penetration in T-junction Branch Lines with Leakage
Flow,” Nuclear Engineering and Design, Vol. 276, pp.
43-53, (2014).
(12) K. Miyoshi, A. Nakamura and Y. Utanohara, “AnInvestigation of Wall Temperature Characteristics to
Evaluate Thermal Fatigue at a T-Junction Pipe,”
Mechanical Engineering Journal, Vol. 1, No. 5, pp.

(2019).
(18) 日 本機 械学会 , “伝熱工 学資 料 ”, 改訂第 5 版 ,(2009).


INSS JOURNAL Vol. 28 2021 NT-2





83

7 字管合流部
字管合流部の
熱疲労評価のための熱伝達率の解明＊＊1
Tの熱疲労評価のための熱伝達率の解明
Heat transfer coefficient suitable for thermal fatigue assessment at a T-junction

Heat…transfer…coefficient…suitable…for…thermal…fatigue…assessment…at…a…T-junction
三好 弘二（.RML0L\RVKL）＊   釜谷 昌幸（0DVD\XNL.DPD\D）＊
三好 弘二（Koji…Miyoshi）＊2
釜谷 昌幸（Masayuki…Kamaya）＊2…
＊2  
＊2＊
歌野原
陽一（Yoichi…Utanohara）
中村 晶（Akira…Nakamura）
歌野原
陽一（<RLFKL8WDQRKDUD）
中村
晶（$NLUD1DNDPXUD）＊要約  高低温水が合流する 7 字管では，熱疲労による亀裂が発生することがある．本研究ではこのような熱疲労を評価するために 7 字管の管内面温度変動に関する非定常熱伝達率を調べた．また，明らかにした非定常熱伝達率を用い，管内面の温度変動の予測精度について検証した．高低温
水合流部における流体温度および管内面の温度は熱流動実験にて調べた．分岐管からの高温の噴流と低温の主流の境界部にて発生した流体温度変動が，管内面における温度変動を引き起こしていた．非定常熱伝達率は温度変動が比較的高い範囲にてパワースペクトル法により求めた．求めた非定常熱伝達率は 'LWWXV%RHOWHU 式により求まる値の最大で  倍であった．壁近傍の流体温度と求めた非定常熱伝達率を用いて管内面の温度変動を見積もった結果，その誤差は温度変動範
囲基準で±以下であった．
キーワード7 字管，熱伝達率，熱疲労，温度変動


Abstract Thermal fatigue cracks have been found at T-junctions where high and low temperature fluids flow
in. In this study, the heat transfer coefficient at a T-junction was investigated. The obtained heat transfer
coefficient was then validated by estimating the temperatures on a pipe inner surface. The temperatures of thefluid and the pipe inner surface were measured by mock-up tests in which high and low temperature water
was mixed. The fluid temperature fluctuation near the boundary between the hot jet flow and the cold main
flow caused the temperature on the pipe inner surface to fluctuate. The heat transfer coefficient was obtainedby the power spectrum method for the pipe inner surface where the temperature fluctuation was relatively
large. The estimated heat transfer coefficient was 3.3 times larger than that calculated by the Dittus-Boelter
equation. The temperature on the pipe inner surface was successfully estimated using the obtained heattransfer coefficient and the measured fluid temperature in the vicinity of the inner surface. The prediction
error was less than ±20% for the temperature fluctuation range.
Keywords

T-junction, Heat transfer coefficient, Thermal fatigue, Temperature fluctuation

1.  は じ め に 

原子力発電所の 7 字管合流部で熱疲労が発生した
事例がある

  

．温度差のある流体が混合し，配管内面の温度変動を引き起こし，疲労亀裂を発生させる現いえる．しかしながら，熱応力を評価するためには．
その温度変動を予測することが必要である．疲労損傷
は応力の変動範囲が配管材料の疲労限度を超えると蓄積するため，疲労評価には管壁の温度変動範囲の最大値を予測することが望まれる．

象はサーマルストライピングと呼ばれ，その現象は図

これまで7字管での混合現象に対する数値シミュレ

 に示す通り複数のプロセスから構成される  ．まず，ーションが数多く行われている    ．流体温度の計

混合により流体温度変動が管内で発生し，次に流体か

算結果は実験結果との比較検証が行われ，管壁近傍のら配管への熱伝達により管内面の温度変動が発生す流体温度変動を予測できることが報告されている  る．そして，温度変動は管厚方向に伝わり熱応力変動

    を誘起し疲労損傷が蓄積する．

とは，流体から構造への熱伝達過程の複雑さから未だ7字管の高低温水合流部では、温度や流速が複雑に変化するため管内面の温度を予測することは困難と．一方，管壁の温度変動を正確に予測するこ

難しい状況である．
7 字管における熱疲労評価のため，高低温水の混合 ＊ 1 …Nuclear…Engineering…and…Design（2020）,…Vol.…370,…110916 を和訳し転載※１ 1XFOHDU(QJLQHHULQJDQG'HVLJQ  9RO を和訳し転載
＊ 2 （株）…
原子力安全システム研究所 技術システム研究所※２（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-284

現象に対するいくつかの実験もこれまで行われてい  

の位相遅れの影響を議論している．

．また，熱電対を使用した配管温度の調査も本研究では，7字合流部の管内面における最大温度

行われている        ．7字合流部の配管内面の温変動範囲を予測するために非定常熱伝達率を調べた．

度変動を測定するためには，熱伝導による温度変動の合流前の断面平均流速の比は，比較的壁近傍の流体温減衰の影響を低減するため熱電対の測定点が管内表

度変動が高いことが知られている壁面噴流条件  を

面近くとなるように調整する必要がある．また，温度模擬する条件とした．初めに，管内面の温度変動が比変動範囲の最大値を捉えるには，複数の位置において

較的大きい範囲を明らかにし，その範囲において測定

測定しなければならない．それゆえ，高低温水が合流した温度を用いて非定常熱伝達率を算出した．次に，する7字管の内表面の温度を予測する手法の開発が望求めた非定常熱伝達率を用いて推定した管内面温度

まれる．

変動とその測定値を比較することでその妥当性につる

0RUL\Dら  は，構造材表面近傍の流体温度と求めた
非定常熱伝達率から構造材表面の温度を予測する手いて検証した．最後に，最大温度変動範囲の評価方法について考察した．

法を開発しており，その手法では，熱伝達率を得るた
めに流体と壁温度の時刻歴データのパワースペクト

2. 試験方法

ル密度（36'）を用いている（以下，パワースペクトル法）．また，その手法の妥当性については，並行に配2.1 実験ループ

置したつのノズルから噴出させた高温と低温の水を試験平板に衝突させた実験で検証されているが，7字

図に高低温水合流実験に使用した7&XELF実験ル

合流部での妥当性確認については報告されていない．

ープの概略図を示す  ．本ループは，高温水タンク，.LPXUDら  はパワースペクトル法にて7字合流部の

低温水タンク混合水タンクおよびつのポンプから

複 数 の 箇 所 に て 非 定 常 熱 伝 達 率 を 求 め ， 'LWWXV

構成される．高低温水は試験部で混合され，各々の流で得られる熱伝達率より大きくなること

量は弁操作により調整される．試験部の上流には，エも同様な方法で7字

ルボや弁にて生じる乱れを低減するため整流器を設

合流部の非定常熱伝達率を調べ，測定した管壁温度と置した．試験部入口の流速分布は，レーザードップラ

推定した管壁温度を比較することで流体から構造へ―流速計にて測定し，十分発達した乱流分布になって%RHOWHU式を示している．また，)RQWHVら

図 サーマルストライピング現象の概要

管内径 PPの主管と管内径 PPの分岐管から成る
7字管であり，ステンレス製とした．主管と分岐管の管外径は-,6の%および%相当とし，管厚は，各々
INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-2

いることを確認している  ．試験部入口の流体温度は85

図温度測定用試験体の概略図

整流器の上流に設置したシース熱電対にて測定した．
図に温度測定用試験体の概略図を示す．試験体は，

管内径
PPの主管と管内径
PPの分岐管から成るいることを確認している．試験部入口の流体温度は7字管であり，ステンレス製とした．主管と分岐管の整流器の上流に設置したシース熱電対にて測定した．

管外径は-,6の%および%相当とし，管厚は，各々
図に温度測定用試験体の概略図を示す．試験体は，
PP
PPである．試験部の形状は，:$7/21試験装置
管内径
PPの主管と管内径 PPの分岐管から成る  
とほぼ同じである．配管の外面には保温材を取
7字管であり，ステンレス製とした．主管と分岐管のり付けた．
管外径は-,6の%および%相当とし，管厚は，各々

図実験ループ 7&XELF の概略図

2.2 管内面温度測定

図温度測定用試験体の概略図
シース熱電対A

測温点
管外面

図温度測定用試験体の概略図
図熱電対埋設方法
配管内面の温度はシース熱電対（外径 PP）を管内面近傍に挿入することで測定した．熱電対周囲の断PP PPである．試験部の形状は，:$7/21試験装置
面写真を図に示す．幅
PP深さPPの溝に非接  
とほぼ同じである．配管の外面には保温材を取地型のシース熱電対を埋め込んだ．図に主管内面のり付けた．
点の温度測定点を示す．測定箇所は，図中の赤丸
図実験ループ 7&XELF の概略図
PP PPである．試験部の形状は，:$7/21試験装置で示した．zPP～ PPの範囲にPP間隔，  
とほぼ同じである．配管の外面には保温材を取θ º ～ ºの範囲にº間隔，z PPPP2.2
管内面温度測定り付けた．
ではθ ºの位置とした．ここでzは主管軸で，θは分図実験ループ 7&XELF の概略図
岐管の方向をºとする主管上流側からみて反時計周
配管内面の温度はシース熱電対（外径 PP）を管りの周方向角度とする（図参照）．原点は，主管軸と内面近傍に挿入することで測定した．
熱電対周囲の断2.2 管内面温度測定
分岐管軸の交点とした．温度測定の時間間隔は秒
面写真を図に示す．幅 PP深さPPの溝に非接とした．白金測温抵抗体タイプの基準温度計を挿入し，地型のシース熱電対を埋め込んだ．図に主管内面の
配管内面の温度はシース熱電対（外径 PP）を管
静水状態で校正式を作成し，測定データを校正処理し点の温度測定点を示す．測定箇所は，図中の赤丸
内面近傍に挿入することで測定した．熱電対周囲の断た．その誤差は， .以下であり，入口温度差ので示した．zPP～ PPの範囲にPP間隔，
面写真を図に示す．幅
PP深さPPの溝に非接相当である．
θ地型のシース熱電対を埋め込んだ．図に主管内面のº ～ ºの範囲にº間隔，z PPPP
図の熱電対取り付け断面写真に示したとおり熱電ではθºの位置とした．ここでzは主管軸で，θは分点の温度測定点を示す．測定箇所は，図中の赤丸
対の測定点は管内表面より PP離れており厳密に岐管の方向をºとする主管上流側からみて反時計周で示した．z PP～ PPの範囲にPP間隔，
は管内表面位置での温度ではない．よって，本研究でりの周方向角度とする（図参照）．原点は，主管軸とθ º ～ ºの範囲にº間隔，z PPPP
は，逆解析により測定値から管内表面温度を算出した．
分岐管軸の交点とした．
温度測定の時間間隔は秒ではθ ºの位置とした．ここでzは主管軸で，θは分その解析手法の詳細は既報  を参照されたい．
とした．
白金測温抵抗体タイプの基準温度計を挿入し，岐管の方向をºとする主管上流側からみて反時計周
静水状態で校正式を作成し，測定データを校正処理しりの周方向角度とする（図参照）．原点は，主管軸とた．
その誤差は， .以下であり，入口温度差の
分岐管軸の交点とした．
温度測定の時間間隔は秒相当である．
とした．白金測温抵抗体タイプの基準温度計を挿入し，
図の熱電対取り付け断面写真に示したとおり熱電静水状態で校正式を作成し，測定データを校正処理し対の測定点は管内表面より
PP離れており厳密にた．その誤差は， .以下であり，入口温度差の
は管内表面位置での温度ではない．よって，本研究で相当である．
は，逆解析により測定値から管内表面温度を算出した．
図の熱電対取り付け断面写真に示したとおり熱電
を参照されたい．
その解析手法の詳細は既報
対の測定点は管内表面より
PP離れており厳密には管内表面位置での温度ではない．よって，本研究では，逆解析により測定値から管内表面温度を算出した．
その解析手法の詳細は既報  を参照されたい．

管内面
A’

単位 [mm]( A-A’ 断面写真)
幅 0.6mm
深さ
0.7mm

図

0.45mm

シース熱電対0.5mm

主管の管内面温度の測定箇所
管内面図熱電対埋設方法

2.3 流体温度測定
図熱電対埋設方法
図に主管内の流体温度を測定した装置の概略図を示す  ．のシース熱電対をくし状に配置しており，その間隔はr～ PPで PP，最も外側のつはrPPの位置（主管内面からPP）とした．外径図 主管の管内面温度の測定箇所
PPのシース熱電対を直径
PP，長さ PPの筒にシースを差し込み，シース先端を長さ PPだけ筒から出して根元はロウ付けで固定した．装置は，試験部下流か
2.3
流体温度測定図 主管の管内面温度の測定箇所ら挿入し，z方向への並進，θ方向への回転により流体

温度分布を計測した．温度の測定間隔は秒とした．
図に主管内の流体温度を測定した装置の概略図を
.DPLGHら2.3
体は，7字管合流部の流体温度を，くし状に温度測定
．のシース熱電対をくし状に配置しており，示す 流配置した熱電対により測定できることを示している．
その間隔はr ～ PPで PP，最も外側のつはr
本研究においても，同様な形状の測定装置を使用した．
PPの位置（主管内面からPP）とした．外径図に主管内の流体温度を測定した装置の概略図を
PPのシース熱電対を直径
PP，長さ PPの筒にシー示す  ．のシース熱電対をくし状に配置しており，スを差し込み，シース先端を長さ
PPだけ筒から出し
その間隔はr ～ PPで PP，最も外側のつはrて根元はロウ付けで固定した．装置は，試験部下流か
PPの位置（主管内面からPP）とした．外径ら挿入し，z方向への並進，θ方向への回転により流体
PPのシース熱電対を直径 PP，長さ PPの筒にシー
温度分布を計測した．
温度の測定間隔は秒とした．
スを差し込み，シース先端を長さ
PPだけ筒から出しは，7字管合流部の流体温度を，くし状に.DPLGHらて根元はロウ付けで固定した．装置は，試験部下流か配置した熱電対により測定できることを示している．
ら挿入し，z方向への並進，θ方向への回転により流体本研究においても，同様な形状の測定装置を使用した．
温度分布を計測した．
温度の測定間隔は秒とした．
.DPLGHら  は，7字管合流部の流体温度を，くし状に配置した熱電対により測定できることを示している．
本研究においても，同様な形状の測定装置を使用した．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-286

測定した温度は，前節と同様な手法で校正した．その3. 実験結果

誤差は， .以下であり，入口温度差の相当である．

3.1 管内面温度
図に主管内表面位置における時間平均温度および温度変動範囲の分布を示す．変動範囲は時刻歴データの最大値と最小値の差として定義した．これらの温度は以下の式に示す通り無次元化した．

T ȗ w,ave =Tw,ave − TmTb − Tm

T ȗ w,  − =Tw,max − Tw,min
Tb − Tm

ここでTw,aveは秒間における管内面の時間平均温度，

7Pおよび7Eは主管側，分岐管側の試験部入口の流体温図

流体温度測定装置度である．そして，Tw,maxおよびTw,minは秒間における管内面の最大温度，最小温度とした．コンター図は測定値の線形補間により描画した．時間平均温度は，2.4 実験条件と方法

分岐管出口部で比較的高くなっており，下流に行くに従い減少していた．一方，温度変動範囲は，時間平均

主管側と分岐管側の入口流体温度は， ℃， ℃，
入口断面平均流速は，PV，PVとした．レイ

ノルズ数は，各々× ，× である．断面平値が高い位置でとくに大きいわけではなく，分岐管出口部からzDmPP の範囲でかつ θからºの範囲で比較的大きくなっていた．

均流速は，流量を流路面積で除することで求めた．
.DPLGHら  は，7字管合流部の流動様式を主管側と分岐管側の入口部での流れの運動量比により分類しており，分岐管からの流入運動量が比較的小さい条件では，分岐管からの噴流が主管の壁に沿って流れること
で壁近傍にて比較的高い温度変動が発生することを示している．本研究の条件は，その流動様式を再現する条件とした．
初めに，主管内面の温度分布を秒間測定した．

D

時間平均温度

その際，図に示した流体温度測定装置は主管内に挿入しなかった．次に，管内面と流体温度を同時に測定するため，その測定装置を挿入した．くし状の熱電対は，z Dm Dm Dm Dm Dm

PPPPPPPP PP の位置に移動し，分布を測定するため回転させた．θ方向の測
定間隔はºとした．z方向とθ方向の最小目盛りは PP
およびºで，その測定誤差はz±PPおよびθ±ºである．管内面および流体温度は，各位置で秒間測定した．

E 温度変動範囲

図主管の内表面位置での温度分布ºINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-2

87

3.2 流体温度
図に主管内の流体の時間平均温度と温度変動範囲の分布を示す．測定範囲はz Dm

PP のθ 

ºからºの範囲である．これらの温度は以下の式にて無次元化した．

T ȗf,ave =Tf,ave − TmTb − Tm

T ȗf,  − =Tf,max − Tf,minTb − Tm

ここで，Tf,aveは時間平均流体温度，Tf,maxおよびTf,minはE

秒間における流体温度の最大値，最小値である．

図 主管内の流体温度分布（zコンター図は，測定値を線形補間して作成した．時間
平均温度は，rRmPP からRm



温度変動範囲PP かつθ ºからºの範囲で比較的高かった．Rmは

4. 非定常熱伝達率

主管の内半径である．一方，温度変動範囲は，θ ºからºの範囲で比較的高く，その範囲は高温の噴流

4.1 算出方法

と低温の主流との境界部であった．境界部では，馬蹄形状の大規模な渦構造が発生することが知られている  高温の噴流がその渦により揺動することで温度変動が発生したと推定される．温度変動範囲が大きくなっていたθ ºからºの範囲は図 E に示した

管内面の温度変動が大きかった位置と近くなっていた．

Dm）


0RUL\Dら  は，サーマルストライピングに対する非定常熱伝達率を見積もる方法として，パワースペクト
ル法を提案している．本研究でも，この手法を適用した．パワースペクトル法の流れを図に示す．初めに，測定した管内面温度と壁近傍の流体温度データの各々に対し36'を算出する．そして，それらの比であるΦwΦfを計算する．ここでΦwは管内面温度に対する，
Φf は壁近傍の流体温度に対する36'である．一方，
ΦwΦfは理論的に以下の式で表される．

w
1
= 2
 f 2e + 2e + 1w cpw w f



e=

h

ここでρwcpwおよびwは，配管の密度，定圧比熱，熱D

時間平均温度

伝導率であり，fおよびhは周波数および非定常熱伝達率である．これらの関係式は次元の熱伝達モデルから得られる  ．非定常熱伝達率hは，管内面温度と壁から PPの位置での流体温度の測定値から算出した
ΦwΦfを式  で回帰することで求めた．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-2

88

%RHOWHUの管主流部の定常熱伝達率hDB で除した値で
ある．

=
Nu

hDB Dm= 0Ǥ023Re0Ǥ8 Pr 0Ǥ4

f

ここで，Nuはヌセルト数，Dmは主管内径，fは流体の熱伝導率，Reはレイノルズ数，Prはプラントル数である．ReおよびPrは，断面平均流速および混合平均温度を用いて算出した．図に管軸方向のh*の分布を示す．
それらの最小値は，最大値はであった．図には本研究と近い実験条件（主管内径 PP分岐管内径
 PP，主管側入口流速 PV 分岐管側入口流速PV）で得られた.LPXUDら  のデータも参考のため示した．得られた値は.LPXUDらの値に近いことがわかる．

図 パワースペクトル法による非定常熱伝達率の評価フロー4.2 算出結果

非定常熱伝達率hは，管内面の温度変動範囲が比較

図温度の36'分布（zDm θ

的大きかった箇所（図 E の×）で見積もった．図はz Dm，θ º（図 E の$点）におけるパワースペクトル密度（36'）を示す．Φfは管内面からPP位置における流体温度から算出した．36'は，卓越周波数を明瞭にするため，以下の平滑化処理を行った．
まず，秒間の測定温度から秒のデータを
秒毎ずつずらして個抽出した．次に、各データに対して36'を計算し，個の36'の平均を求めた．
図は，測定温度から得たΦwΦfと式  により回帰した曲線を示す．周波数+]から+]までの範囲で回帰した結果得られた非定常熱伝達率は: P.
であった．+]以下の値は，測定時間の限界から信頼性が低く，+]以上の値は熱応力変動にあまり寄与しないことから  ，回帰計算には含めなかった．算出
した非定常熱伝達率の一覧を表に示す．無次元化した非定常熱伝達率K は，以下の式  で求めた'LWWXV

図温度の36'の比と回帰曲線

º）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-2

表求めた非定常熱伝達率89

析には汎用解析コードである$EDTXV（YHUVLRQ ）を使用した．図に解析条件を示す．表に示した非定常熱伝達率hと管内面から PP位置の流体温度Tfから管内面の熱流束qinnerを計算した．管壁の外面は断熱条件とした．管壁の初期温度には流体温度の時間平均値を与えた．節点の間隔はPPで一様である．解析に使用した物性値を表に示す．

図管内面温度の解析条件
表熱伝導解析に使用した物性値

5.2 管内面温度の推定結果
図非定常熱伝達率の主管軸方向分布


図にz

5. 非定常熱伝達率の検証Dm，θºにおける管内面温度の推定値と測定値を示す．当該位置は，温度変動範囲
T*w,max-minが最大となった位置である．図は，比較を容易にするため秒間の温度のうち秒間の範囲を示

5.1 管内面温度の推定方法

す．これらの温度は以下の式により無次元化した．


非定常熱伝達率の妥当性を検証するために流体温度の測定値と得られた非定常熱伝達率から管内面温T ȗw =Tw − Tm
Tb − Tm

度を再計算した．そして，その予測精度について熱電対で測定した管内面温度と比較することで検証した．

ここで，Twは管内面の温度である．非定常熱伝達率と管内面温度は，次元熱伝導解析により計算した．解

流体温度を使用して求めた温度は測定値とよく一致

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-2

90

している．式  で求めた温度変動範囲T*w,max-minは，測6 考察

定値に対し推定値はであった．図に示すような温度変動が発生する位置に対しては，非定常熱伝達率も変化すると考えられるが，時間的に一定の非定
常熱伝達率を適用しても温度変動範囲を精度よく予測できた．図に示したように非定常熱伝達率は式
 の回帰式により求めた．ΦwΦfの回帰式からの偏差
は周波数が減少するにつれて少なくなっており，低周波成分の予測精度が高周波成分と比較して良好であり，その結果，管内面温度が比較的よく予測できたと考えられる．

章で述べたように7字合流部の壁近傍の流体温度変動は数値シミュレーションにより比較的よく予測できることが報告されている．しかしながら，管壁の温度変動については，精度よく予測可能な状況ではな
い．その理由として，温度変動が流体から構造に熱伝達する過程での減衰を予測することの難しさがある．
また，節で示したとおり管内面の温度を測定する
ことは容易ではない．それゆえ，数値シミュレーショ
ンや実験で求めた流体温度を用いて管内面の温度変一般に，疲労損傷は応力変動範囲の最大値が材料の動を予測することが望まれる．

疲労限度を超えると発生することが知られている．それゆえ，疲労評価には温度変動範囲T*w,max-minを予測することが重要である．図は，表に示した箇所に*対するT w,max-minの推定値と測定値の関係を表す．推定には各々の位置で見積もったhを使用した．図に示すとおり管内面の温度変動範囲の最大値の予測誤差は±以内であった．

図および図の結果が示した通り，非定常熱伝達率hと壁近傍の流体温度が与えられれば図に示した解析手法により管内面の温度変動範囲T*w,max-min を推定することができる．ここで使用した非定常熱伝達率
hは，時間変化しない一定値であることは注目すべきことである．これは，管内面の温度変化がhの熱抵抗を考慮することで予測できたことを意味する．
図は，zDm，θºにおける壁から PPの位置の流体温度を用いて推定したT*w,max-min を示している．表に示したように最大のh*はであったので，保守的な評価をするためにhhDB として

T w,max-minを計算した．その結果，見積もった値は測定*値にほぼ近くなっていた．一方，hhDBを使用して*推定したT w,max-minは，測定値より小さくなっていた．
'LWWXV%RHOWHU式は直管内の十分発達した乱流に対して適用される式である．.LPXUD  らは7字合流部において，壁近傍の高い流速が流体から構造への熱伝達図管内面温度の推定結果（zDm，θº）を増加させていたことを示している．局所的な乱れが熱伝達を増加させ，hhDBに対するT*w,max-minが過小評

価されたと考えられる．T*w,max-minの過小評価は疲労評
価のうえで非保守的となることに注意を要する．
T*w,max-minを壁近傍の流体温度変動範囲であるT*f,max-minと等しいと仮定することは保守的で簡易な評価方法である．しかしながら，T*f,max-minの最大値はであり図に示す通り測定値と比較して大きすぎる．この仮定は疲労評価上過度に保守的といえる．以上のこと
からT*w,max-minには，保守性を考慮して倍した非定
常熱伝達率を採用すべきと考える．その値は流速比や口径比のような試験条件に依存する可能性があり，境界条件の影響は今後の課題である．
図 管内面温度の推定値と測定値の関係

図  に 表に 示 し た 箇所で測定した T*f,max-min とINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-2

91

T*w,max-minの関係を示す．壁近傍の流体温度変動と管内面温度変動との間に相関関係は認められなかった．これは，T*f,max-minが最大となる位置でT*w,max-minが最大とはならなかったことを意味する．図 D にT *f,max-minがDm，θ

最大となった位置（zminが最大となった位置（zº）とT*w,max-Dm，θº）における36'を示す．図に示す通り，流体温度の周波数の特徴は類似していることがわかる．一方，図 E に
示す通りz
36'はz

Dm，θDm，θºにおける管内面温度のºにおける36'より大きくなっていた．これは，流体から構造への熱伝達がzDm，θ ºの位置の方が大きいことを意味する．

図管内面の温度変動範囲（zDm，θº）

実際，非定常熱伝達率の推定値は，表に示す通りz Dm，θ ºではhθ: P. ，z Dm，: P. であった．この差は，

ºではh

流体温度の周波数特性の違いではなく他の要因により 引 き 起 こ さ れ た 可 能 性 が あ る ． 図  D に zDm，θ º位置での，図 E にz Dm，θº位置での測定温度を示す．z Dm，θ ºにおける流体温度は間欠的に増加しているが，zDm，θºでは間欠的に減少している．このことから，前者の位置は，高温噴流の外側に位置するが、後者の位置はその内側に位置しているといえる．噴流内の速度変動強度はZDNH領域に発生した渦により増加することが知られており  ，この速度変動の増加が非定常熱伝達率を増加させたと推察される．それゆえ，
T *f,max-minはz Dm，θ ºにて最大となったが，T*w,max-minは，z Dm，θ ºよりむしろz Dm，θºで最大となったと考えられる．

図17 流体温度と管内面温度の温度変動範囲の測定値の関係（$）z Dm，θ 20º; (B)z Dm，θ 35º

T*w,max-minは，T *f,max-minが最大となった位置において最も大きくはならなかった．このことから，流体から構造への熱伝達によりT*w,max-min の最大値が緩和されたとも解釈できる．それゆえ，非定常熱伝達率の最大値とT *f,max-minの最大値を用いることで管内面の温度変動範囲の最大値を保守的に予測することが可能である．h

hDBとzDm，θºにおける流体*

温度を用いてT w,max-minを見積もると，その値はとなり測定値であるより大きく，流体温度変動範囲の最大値より小さくなっていた．これらの結果か
ら，管内面の最大温度変動範囲が合理的に予測可能であるといえる．

D 流体温度INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-2

92

高温噴流と低温の主流の境界部で発生した流体
温度変動が管内面の温度変動を引き起こしていた．



見積もった非定常熱伝達率は'LWWXV%RHOWHU式
で求めた値より大きく，その最大値は倍であった．



求めた非定常熱伝達率と壁近傍の流体温度を用いて管内面の温度変動範囲を見積もった．その結果，予測誤差は以下であった．

E 管内面温度

管内面の温度変動範囲は流体温度変動範囲が最大となった位置において最大とはならなかった．

図 温度のパワースペクトル密度分布

これは，非定常熱伝達率が高温噴流内に発生する渦のような流れの構造に依存していたためと考えられる．そのため，管内面の最大温度変動範囲
は，非定常熱伝達率の最大値と壁近傍の流体温度の変動範囲が最大となった位置における流体温度を用いて合理的に予測することができた．


引用文献


D z

Dm，θ

&KDSXOLRW 6 *RXUGLQ & 3D\HQ 7
0DJQDXG -3 0RQDYRQ $35º  +\GURWKHUPDOPHFKDQLFDO DQDO\VLV RI WKHUPDOIDWLJXHLQDPL[LQJWHH1XFOHDU(QJLQHHULQJ
DQG'HVLJQ


0F'HYLWW 0 +RHKQ 0 &KLOGUHVV 7
0F*LOO 5   $QDO\VLV DQG LPSDFW RI
UHFHQW 86 WKHUPDO IDWLJXH RSHUDWLQJH[SHULHQFH)RXUWK,QWHUQDWLRQDO&RQIHUHQFH
RQ )DWLJXH RI 1XFOHDU 5HDFWRU &RPSRQHQWV3DSHU 1R

EzDm，θ

.DVDKDUD1,WRK72ND]DNL02NXGD<.DPD\D01DNDPXUD$1DNDPXUD+20º

0DFKLGD

図温度測定値の時間変化+

0DWVXPRWR

0 'HYHORSPHQW RI WKHUPDO IDWLJXH HYDOXDWLRQPHWKRGV RI SLSLQJ V\VWHPV (-RXUQDO RI

7. まとめ$GYDQFHG0DLQWHQDQFH9RO+RZDUG 5 DQG 3DVXWWR 7   7KH

本研究では，7字管の高低温水合流部にて流体と管HIIHFW RI DGLDEDWLF DQG FRQGXFWLQJ ZDOO

内面の温度を測定し，非定常熱伝達率をパワースペク

ERXQGDU\ FRQGLWLRQV RQ /(6 RI D WKHUPDO

トル法にて得た．次に，求めた非定常熱伝達率と管内

PL[LQJ面近傍の流体温度の測定値から管内面温度を推定し,QWHUQDWLRQDO 7RSLFDO 0HHWLQJ RQ 1XFOHDU

た．その結果以下の結論が得られた．

5HDFWRU 7KHUPDO +\GUDXOLFVWHH

3URFHHGLQJV

RI

WK

185(7+ 

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-2

3DSHU1R13
.DVDKDUD1  1XPHULFDOVLPXODWLRQ  1XPHULFDO LQYHVWLJDWLRQ RI WKHUPDORIVWULSLQJDWDPL[LQJWHHXVLQJGHWDFKHGHGG\IOXFWXDWLRQDWDPL[LQJWHHIRUWKHWKHUPDOVLPXODWLRQIDWLJXH SUREOHP 1XFOHDU (QJLQHHULQJ DQG3URFHHGLQJV

5HDFWRU 7KHUPDO +\GUDXOLFV

RI

WK

185(7+ 

8WDQRKDUD < 0L\RVKL . 1DNDPXUD $
ZDOO WHPSHUDWXUH IOXFWXDWLRQ DW D 7

..DVDKDUD 1

MXQFWLRQ SLSH 0HFKDQLFDO (QJLQHHULQJ  $ 5HYLHZ RI

(YDOXDWLRQ0HWKRGV'HYHORSHGIRU1XPHULFDO-RXUQDO

6LPXODWLRQRIWKH7HPSHUDWXUH)OXFWXDWLRQKWWSVGRLRUJPHM


9RO

1R

)RQWHV - %UDLOODUG 2 &DUWLHU 2MXQFWLRQ 3LSH (-RXUQDO RI $GYDQFHG'XSUD] 6

0DLQWHQDQFH9RO

XQVWHDG\ KHDW WUDQVIHU FRHIILFLHQW LQ D

7DQDND02KVKLPD+0RQML+  

PL[LQJ $UHD WKH )$7+(5 H[SHULPHQW

7KHUPDOPL[LQJLQ7MXQFWLRQSLSLQJV\VWHP

associated

UHODWHG WR KLJKF\FOH WKHUPDO IDWLJXH LQ

VHQVRU3URFHHGLQJVRIWK,QWHUQDWLRQDOVWUXFWXUH-RXUQDORI1XFOHDU6FLHQFHDQG

7RSLFDO0HHWLQJRQ1XFOHDU5HDFWRU7KHUPDO7HFKQRORJ\9RO1R+\GUDXOLFV 185(7+ 3DSHU1R13

4LDQ 6 .DQDPDUX 6 .DVDKDUD 1  (YDOXDWLRQ RI DQ

to

the

specific“Coefh”.DPLGH + ,JDUDVKL 0 .DZDVKLPD 6 +LJKDFFXUDF\DQDO\VLVPHWKRGVRI.LPXUD 1 +D\DVKL .   6WXG\ RQIOXLG WHPSHUDWXUH IOXFWXDWLRQV DW 7

PL[LQJ EHKDYLRU LQ D WHH SLSLQJ DQGMXQFWLRQVIRUWKHUPDOIDWLJXHHYDOXDWLRQQXPHULFDO DQDO\VHV IRU HYDOXDWLRQ RI

3URFHHGLQJV RI WKH $60(  3UHVVXUHWKHUPDOVWULSLQJ1XFOHDU(QJLQHHULQJDQG

9HVVHOV'HVLJQ

 3LSLQJ 'LYLVLRQ &RQIHUHQFH.LPXUD12QR$0L\DNRVKL+.DPLGH

4LDQ 6 .DQDPDUX 6 .DVDKDUD 1+   ([SHULPHQWDO VWXG\ RQ KLJK  +LJKDFFXUDF\ &)' SUHGLFWLRQF\FOHWKHUPDOIDWLJXHLQ7MXQFWLRQ3URF

PHWKRGVVWUXFWXUH

RI WK ,QW 7RSLFDO 0HHWLQJ RQ 1XFOHDUWHPSHUDWXUHIOXFWXDWLRQVDW7-XQFWLRQIRU

5HDFWRU 7KHUPDO +\GUDXOLFV 185(7+ 

WKHUPDO

3DSHU1R13IRUIOXLGIDWLJXH

DQG

HYDOXDWLRQ

1XFOHDU(QJLQHHULQJDQG'HVLJQ9RO


WHPSHUDWXUH

1DNDPXUD $ 8WDQRKDUD < 0L\RVKL$60(393 3DSHU1R393IOXLG

 &RQMXJDWHQXPHULFDOVLPXODWLRQRI&RQWULEXWLQJ WR 7KHUPDO )DWLJXH RI D 7

ORQJSHULRG'HVLJQ9RO

3DSHU1R13

8WDQRKDUD<1DNDPXUD$0L\RVKL.

1DNDPXUD $ 2XPD\D 7 7DNHQDND 1

,QWHUQDWLRQDO 7RSLFDO 0HHWLQJ RQ 1XFOHDU93

Höhne,T.

(2014).

Scale&RXUWLQ 6   +LJK F\FOH WKHUPDO

resolved

IDWLJXHGDPDJHSUHGLFWLRQLQPL[LQJ]RQHVVLPXODWLRQ RI WKH 2(&'1($9DWWHQIDOO 7

RI QXFOHDU SRZHU SODQWV HQJLQHHULQJ

MXQFWLRQ EHQFKPDUN 1XFOHDU (QJLQHHULQJLVVXHV LOOXVWUDWHG RQ WKH )$7+(5 FDVHDQG'HVLJQ9RO

3URFHGLD(QJLQHHULQJ–

7DQDND 0 DQG 0L\DNH < 



6PLWK %/ 0DKDII\ -+ $QJHOH .

1XPHULFDO VLPXODWLRQ RI WKHUPDO VWULSLQJ $&)'EHQFKPDUNLQJH[HUFLVHEDVHG

SKHQRPHQD LQ D 7MXQFWLRQ SLSLQJ V\VWHPRQ IORZ PL[LQJ LQ D 7MXQFWLRQ 1XFOHDUIRUIXQGDPHQWDOYDOLGDWLRQDQGXQFHUWDLQW\(QJLQHHULQJDQG'HVLJQ9RO–TXDQWLILFDWLRQ

E\

*&,

HVWLPDWLRQ.LFNKRIHO - 3UDVVHU +0 6HOYDP

0HFKDQLFDO(QJLQHHULQJ-RXUQDO9RO1R

3. /DXULHQ ( .XOHQRYLF 5  

KWWSVGRLRUJPHM

7MXQFWLRQFURVVIORZPL[LQJZLWKINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-2

94



WKHUPDOO\ GULYHQ GHQVLW\ VWUDWLILFDWLRQWHPSHUDWXUHPHDVXUHPHQWVDWDPL[LQJWHH

1XFOHDU(QJLQHHULQJDQG'HVLJQ–

1XFOHDU (QJLQHHULQJ DQG 'HVLJQ  

6HOYDP 3.

  7KHUPDO PL[LQJ

FKDUDFWHULVWLFVRIIORZVLQKRUL]RQWDO7






MXQFWLRQV 'LVVHUWDWLRQ 8QLYHUVLW\ RI

7DNHQDND 1   $Q LQYHVWLJDWLRQ RI

6WXWWJDUWZDOOKWWSG[GRLRUJ

SLSH 0HFKDQLFDO (QJLQHHULQJ -RXUQDO.DPPHUHU

9RO1RKWWSVGRLRUJPHM

0

6FKXOHU; 

三好弘二，中村晶，歌野原陽一（）．7

1XFOHDU(QJLQHHULQJDQG'HVLJQ–

の解明,166-2851$/=KRX 0 .XOHQRYLF 5 /DXULHQ (ZLWK

YDULHG

WHPSHUDWXUH

GLIIHUHQFHV $SSOLHG 7KHUPDO (QJLQHHULQJ–
=KRX 0 .XOHQRYLF 5 /DXULHQ ( 

7MXQFWLRQH[SHULPHQWVWRLQYHVWLJDWHWKHUPDOPL[LQJSLSHIORZZLWKFRPELQHG PHDVXUHPHQW WHFKQLTXHV $SSOLHG
7KHUPDO(QJLQHHULQJ–
2UHD'9DJKHWWR51JX\HQ7+DVVDQ<   ([SHULPHQWDO PHDVXUHPHQWV RI
IORZ PL[LQJ LQ FROG OHJRI D SUHVVXUL]HGZDWHU UHDFWRU $QQDOV RI 1XFOHDU (QHUJ\
0RUL\D 6 2JXUD . 6KLLQD .7DQLPRWR . )XNXGD 7 0LQDPL <  3UHGLFWLRQ PHWKRG RI VXUIDFH
WHPSHUDWXUHIOXFWXDWLRQIRU

WKHUPDOVWULSLQJ HYDOXDWLRQ 3URFHHGLQJV RI WK,QWHUQDWLRQDO

&RQIHUHQFH

RQ

1XFOHDU(QJLQHHULQJ ,&21( 3DSHU1R
'LWWXV ): DQG %RHOWHU /0.  +HDW WUDQVIHU LQ DXWRPRELOH UDGLDWRUV RI
WXEXODU WXEH 8QLYHUVLW\ RI &DOLIRUQLD3XEOLFDWLRQVLQ(QJLQHHULQJ9RO1R


字配管部の流体温度ゆらぎによる熱応力特性

MXQFWLRQWHS

PL[LQJSURFHVVRQDGLVVLPLODUZHOGVHDP

thermal mixing characteristics at a 90°T



WR

=KRX 0 .XOHQRYLF 5 /DXULHQ ( ([SHULPHQWDOLQYHVWLJDWLRQRQWKHFKDUDFWHULVWLFVHYDOXDWH WKHUPDO IDWLJXH DW D 7–MXQFWLRQWKHWKHUPDOIDWLJXHRIDF\FOLFDOWKHUPDO

WHPSHUDWXUHRSXV7KHUPRFRXSOH PHDVXUHPHQWV WR LQYHVWLJDWH

0L\RVKL.1DNDPXUD$8WDQRKDUD<

0L\RVKL . .DPD\D 0 8WDQRKDUD <
1DNDPXUD $   $Q LQYHVWLJDWLRQ RI
WKHUPDO VWUHVV FKDUDFWHULVWLFV E\ ZDOOINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-3

95

ステンス
レテ
スン
鋼レ
溶ス
接鋼
金溶
属接
の金3属
:5の
次
3:冷
5却次
水冷
模却
擬水
環模
境擬
中環
の境
腐中
食の
特腐
性食特性
への熱へ
時の
効熱
と時
照効
射と
の照
影射
響の
 影響
Effects ofEffects
Thermalof Aging
ThermalandAging
Irradiation
and Irradiation
on Corrosion
on Corrosion
Behavior Behaviorof Austeniticof Austenitic
Stainless StainlessSteel Weld
Steel Weld
Metals inMetals
Simulated
PWR Primaryin Simulated
PWRWaterPrimary Water
＊

＊

＊

＊

＊

＊1
＊1
藤井
藤井 克彦（.DWVXKLNR)XMLL）
山田
山田 卓陽（7DNX\R<DPDGD）
藤井 克彦（.DWVXKLNR)XMLL）
克彦（Katsuhiko…Fujii）
山田 卓陽（7DNX\R<DPDGD）
卓陽（Takuyo…Yamada）
…

＊

＊1
＊1
國谷
國谷 耕平（.RKHL.RNXWDQL）
福谷
福谷 耕司（.RML)XNX\D）國谷耕平（.RKHL.RNXWDQL）
耕平（Kohei…Kokutani）
福谷耕司（.RML)XNX\D）
耕司（Koji…Fukuya）＊＊要約  熱時効したオーステナイト系ステンレス鋼溶接金属に要約  熱時効したオーステナイト系ステンレス鋼溶接金属に)H イオン照射してフェライト／オ)H イオン照射してフェライト／オーステナイトの相境界の組成変化を調べるとともに，3:5
次冷却水模擬環境中の腐食特性を調べ
ーステナイトの相境界の組成変化を調べるとともに，3:5
次冷却水模擬環境中の腐食特性を調べた．熱時効後に照射した試料で相境界に顕著な偏析が生じ，耐食性の低下に関係する
た．熱時効後に照射した試料で相境界に顕著な偏析が生じ，耐食性の低下に関係する&U 濃度の低 &U 濃度の低下と 6L 濃度の増加が確認された．さらに，相境界で偏析が生じた試料で相境界に沿った選択的な下と 6L 濃度の増加が確認された．さらに，相境界で偏析が生じた試料で相境界に沿った選択的な酸化の進行が確認され，照射に伴い相境界の耐食性が低下することがわかった．
酸化の進行が確認され，照射に伴い相境界の耐食性が低下することがわかった．
キーワード キステンレス鋼溶接金属，熱時効，照射，相境界の照射誘起偏析，相境界の選択酸化ーワード ステンレス鋼溶接金属，熱時効，照射，相境界の照射誘起偏析，相境界の選択酸化

Abstract The
Abstract
thermal-aged
The thermal-agedaustenitic stainlessaustenitic
steelstainlessweld metals
steel wereweldirradiatedmetals werewithirradiated
Fe ions towithinvestigate
Fe ions to investigate
the compositionof thechange
phase boundaryof ferrite/ austenite,
the corrosion
behaviorof theweld of the weld
the change
compositionof the phaseboundaryof ferriteand/ austenite,
and thecorrosion
behavior
metals in a simulated
primaryPWR
waterprimarywere investigated.
Significant segregation
at thephase at the phasemetals inPWR
a simulated
water were investigated.
Significantoccurred
segregation
occurredboundaryin theirradiatedspecimens
irradiatedthermaland it wasthat
confirmedthat the Cr concentration
boundary in thespecimens
after
thermal after
aging,and it aging,
was confirmed
the Cr concentrationand the Si concentration
increased,
which wereto thedecrease incorrosion resistance.
decreased anddecreased
the Si concentration
increased, whichwere related
to therelated
decreasein corrosion
resistance.
it wasconfirmed
selective
oxidation
progressedalong
the phaseboundaryin the specimens
Furthermore, Furthermore,
it was confirmedthat
selective thatoxidation
progressedalong
the phaseboundaryin thespecimens
in whichoccurred
segregation
occurredat the phaseand itthat
wasthat thecorrosionof thein which segregation
at thephase boundary,andboundary,it was foundthefoundcorrosion
resistanceof resistance
the
phase
boundary
decreasedwith irradiation.
phase boundary
decreasedwithirradiation.
Keywords
Keywords
stainless steel stainlessweld metal,
steelthermal
weld metal,
aging, thermal
irradiation,
aging,
radiation
irradiation,inducedradiation
segregationinducedat segregation
phase boundary,at phase boundary,selective
along phase boundary.
selective oxidation
alongoxidation
phase boundary.

1.

は じ1.
め には じ め にめられている．
一方で，鋭敏化ステンレス鋼においめられている．
一方で，鋭敏化ステンレス鋼においては，3:5１次冷却水模擬環境では,*6&& 進展は認ては，3:5１次冷却水模擬環境では,*6&& 進展は認
められないめられない 応力腐食割れ（VWUHVVFRUURVLRQFUDFNLQJ6&&）
 応力腐食割れ（VWUHVVFRUURVLRQFUDFNLQJ6&&）．．に対して高い耐性を有するオーステナイト系ステに対して高い耐性を有するオーステナイト系ステまた，ステンレス鋼溶接金属においても，3:5１
また，ステンレス鋼溶接金属においても，3:5１

ンレス鋼においては，
加圧水型原子炉（SUHVVXUL]HG
次冷却水模擬環境では
6&& 進展は認められない
ンレス鋼においては，
加圧水型原子炉（SUHVVXUL]HG
次冷却水模擬環境では
6&& 進展は認められない．
．

ZDWHUUHDFWRU3:5）の１次冷却水環境での
6&& 発
ZDWHUUHDFWRU3:5）の１次冷却水環境での6&&しかし，沸騰水型軽水炉（ERLOLQJZDWHUUHDFWRU
発
しかし，沸騰水型軽水炉（ERLOLQJZDWHUUHDFWRU
生の報告は，
酸素滞留域での事象と照射誘起応力腐%:5）の標準水環境や酸素添加高温%/L2+ 溶液環境
生の報告は，
酸素滞留域での事象と照射誘起応力腐%:5）の標準水環境や酸素添加高温%/L2+ 溶液環境
食割れ（LUUDGLDWLRQDVVLVWHGVWUHVVFRUURVLRQ
ではデンドライト境界に沿った
6&& 進展が生じ，
非食割れ（LUUDGLDWLRQDVVLVWHGVWUHVVFRUURVLRQ
ではデンドライト境界に沿った
6&& 進展が生じ，
非 ～ 
FUDFNLQJ,$6&&）を除き非常に少ない
6&& 進展速度に近い値も報FUDFNLQJ,$6&&）を除き非常に少ない．  ～  ．鋭敏化ステンレス鋼の鋭敏化ステンレス鋼の6&& 進展速度に近い値も報
 
 
告されている6&& 進展については，非鋭敏化ステンレス鋼にお6&& 進展については，非鋭敏化ステンレス鋼にお告されている．さらに，熱時効により．さらに，熱時効により
6&& 進
6&& 進

いて，3:5いて，
次冷却水模擬環境の高温%/L2+ 溶液環
展速度は増加する傾向が認められている．
ステンレ ステンレ
3:5 次冷却水模擬環境の高温%/L2+ 溶液環
展速度は増加する傾向が認められている．
境で冷間加工度依存性とその電位の影響，
温度依存 温度依存
ス鋼溶接金属はオーステナイト相とフェライト相
境で冷間加工度依存性とその電位の影響，
ス鋼溶接金属はオーステナイト相とフェライト相性とその冷間加工度の影響，
応力依存性とその冷間からなる からなる
相組織であり，それぞれの腐食特性の変性とその冷間加工度の影響，
応力依存性とその冷間
 相組織であり，それぞれの腐食特性の変

 ～ 
 ～ 
 
加工度の影響が調べられている
化と 6&& 進展挙動の相関が調べられているが加工度の影響が調べられている．その結果，．その結果，
化と 6&& 進展挙動の相関が調べられているが，   ，

6&& 形態は粒界型
6&&（LQWHUJUDQXODU6&&,*6&&）
熱時効による6&& 進展の促進機構のみならず，
電位
6&& 形態は粒界型
6&&（LQWHUJUDQXODU6&&,*6&&）
熱時効による6&& 進展の促進機構のみならず，
電位であり，電位の低い高温水中でも,*6&& の進展が認依存性についてもその機構はよくわかっていない．
であり，電位の低い高温水中でも,*6&& の進展が認依存性についてもその機構はよくわかっていない．
＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所
技術システム研究所※１（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所※１（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-3

96

軽水炉条件を想定した熱時効では，スピノーダルした．フェライト相の含有量は ～である．フ分解と * 相の析出によりフェライト相が硬化し，延ェライト相はオーステナイト下地に幅数P の樹枝性脆性遷移温度の上昇や破壊靭性値の低下を生じ状に分散しており，連続的に存在していた．また，る．3:5 炉内構造物のステンレス鋼溶接部では，中/ 溶接金属も同様な組織であり，フェライト相性子照射の寄与を考慮する必要がある．中性子照射の含有量は約 である．なお，400℃の時効によによっても熱時効と同様にフェライト相が硬化する金相組織の変化はともに認められていない．

るが，その微視的な変化は熱時効とは同じではない．

未時効材および時効材に対して，京都大学イオン

さらに，中性子照射によりオーステナイト相も硬化照射設備 'X(7 でイオン照射試験を実施した．照射

するとともに，相境界の構造や組成も変化すると考には，0H9 の )Hイオンを用いた．照射温度はえられる．このようなミクロ組織やミクロ組成の変300℃であり，深さ QP での照射量 GSD（損化はステンレス鋼の ,$6&& 研究から明らかなよう

傷速度  GSDV），照射量  GSD（損傷速度に 6&& の発生や進展に影響する．また，その変化は GSDV），照射量  GSD（損傷速度 

時間，中性子照射量の増加とともに大きくなるため，

GSDV）の照射を行った．なお，損傷量の計算には長期間のプラントの供用を想定した場合には，熱時65,0 を用い，はじき出しエネルギーを ( G 効効果を加味した照射ステンレス鋼溶接金属のH9 として行った  ．
注入された )H イオンの QP

6&& 評価が必要となる可能性がある．しかし，ステ

深さ位置での量は最大  DW である．時効材

ンレス鋼溶接金属の 3:5 次冷却水模擬環境での腐と未時効材に対してイオン照射した試料をそれぞ

食特性への熱時効と照射の影響，それらの重畳影響れ時効 GSD 照射材，時効 GSD 照射材，時効 GSD

はほとんど調べられていない．そこで，長期間の中照射材，未時効 GSD 照射材，未時効 GSD 照射

性子照射によるステンレス鋼溶接金属のミクロ組材，未時効 GSD 照射材と呼ぶ．

織変化を把握するとともに，腐食および 6&& 特性をフェライト相およびオーステナイト相の硬さの調べて照射ステンレス鋼溶接金属の ,$6&& 挙動を

変 化 な ら び に ア ト ム プ ロ ー ブ （ DWRP SUREH

検討することが必要である．

WRPRJUDSK\$37）測定によるスピノーダル分解お本研究では，熱時効および )H イオンで模擬照射

よび溶質原子クラスタの形成に関するデータは既したステンレス鋼溶接金属を 3:5 次冷却水模擬環に報告済みである  ．以下にその概要を示す．

境で腐食試験して，照射ステンレス鋼溶接金属の腐・ 熱時効により増加したフェライト相の硬さは照食特性を調べた．

射により減少する．その原因は熱時効によるス
ピノーダル分解が低減するためである．

2. 実験方法
2.1 供試材
400℃で  時間， 時間， 時間それ
ぞれ時効した / および / 溶接金属とその未時効材を供試材として用いた．以下，それぞれ K
時効材，NK 時効材，NK 時効材，未時効材と呼ぶ．
表  に化学組成を示すとともに，図  に / 溶接
金属を例として未時効材の代表的な金相組織を示表図/ 溶接金属の組織

/ および / 溶接金属の化学組成（ZW）INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-3

97・イオン照射のように速い損傷速度条件下では照・イオン照射のように速い損傷速度条件下では照 2.4 表
2.4面
酸
表化
面層
酸の
化観
層察
の観察
射がスピノーダル分解への熱時効影響を加速し射がスピノーダル分解への熱時効影響を加速し 
ない．
ない．


腐食試験後，表面をデジタルマイクロスコープ（キ腐食試験後，表面をデジタルマイクロスコープ（キ・照射により形成するクラスタは熱時効の有無に・照射により形成するクラスタは熱時効の有無に ーエンス
ーエンス
9+; ）と走査型電子顕微
鏡（ VFDQQLQJ
製 9+;製）と走査型電子顕微
鏡（ VFDQQLQJ
よらず類似しており，クラスタ形成に対する熱よらず類似しており，クラスタ形成に対する熱 HOHFWURQHOHFWURQ
PLFURVFRSH
6(0：=HLVV
製 8/75$）で観
PLFURVFRSH
6(0：=HLVV
製 8/75$）で観時効と照射の重畳影響は小さい．
時効と照射の重畳影響は小さい．

察して腐食生成物の形成を調べた．また，クロスセク
察して腐食生成物の形成を調べた．また，クロスセク

・0R ・0Rはスピノーダル分解を抑制するのに対して，はスピノーダル分解を抑制するのに対して，ションポリッシャー
ションポリッシャー（日本電子製,%&3）（日本電子製,%&3）を用いを用いクラスタ形成を促進する効果がある．
クラスタ形成を促進する効果がある．


て試験片の断面を加工して，6(0で断面組織観察を行て試験片の断面を加工して，6(0で断面組織観察を行い，内層酸化を調べた．
い，内層酸化を調べた．

2.2 フ
2.2ェ
ラ
フイ
ェト
ライ
オト
ース
オテ
ーナ
スイ
テト
ナの
イ相
ト境
の界
相境界 

の$37の
分$析
37分析
3. 結3.果 結果


集束イオンビーム（IRFXVLRQEHDP),%）加工
集束イオンビーム（IRFXVLRQEHDP),%）加工 3.1 フ
3.1ェ
ラ
フイ
ェト
ライ
オト
ース
オテ
ーナ
スイ
テト
ナの
イ相
ト境
の界
相境界
装置を用いてフェライト相とオーステナイト相の装置を用いてフェライト相とオーステナイト相の 境界を含む試験片を採取し，$37 測定用の針状の試境界を含む試験片を採取し，$37 測定用の針状の試

と/ に溶接金属のフェライトオース/ 溶接金属のフェライトオース
図  図と  に料を作製した．
針状の試料は軸がイオン照射面に平料を作製した．
針状の試料は軸がイオン照射面に平 テナイトの相境界のアトムマップを示した．
テナイトの相境界のアトムマップを示した．
上側がフ
上側がフ
行で，深さ
QPQPになるように作製した．これに行で，深さになるように作製した．これに ェライト相であり，下側がオーステナイト相である．
ェライト相であり，下側がオーステナイト相である．
より，$37測定された領域はほぼ一定の照射量と見より，$37 測定された領域はほぼ一定の照射量と見 図   図
  は時効前の試料であり，相境界でわずかな
1L
は時効前の試料であり，相境界でわずかな1Lなすことができる．
なすことができる．

と 0Q の偏析と顕著な
3 と & の偏析が認められる．&Uと 0Q の偏析と顕著な
3 と & の偏析が認められる．&U$37 測定には，&$0(&$&$0(&$
社製の社製の/($3;+5を用いを用い についてはフェライト相で濃度が高いが，$37 測定には，/($3;+5についてはフェライト相で濃度が高いが，
相境界での
相境界での
た．測定には電圧パルスモードを用い，試料温度
 変化は認められない．図た．測定には電圧パルスモードを用い，試料温度変化は認められない．図 は ℃で
  は℃で
Kの Kの.，パルス比 とした．$37
測定で収集したデー.，パルス比 とした．$37
測定で収集したデー 熱時効後の試料であり，熱時効後の試料であり，フェライト相にスピノーダル
フェライト相にスピノーダル
タは，質量／電荷比ごとに元素の種類を決定し，)H， )H，分解によるタは，質量／電荷比ごとに元素の種類を決定し，分解による&U 濃度分布が認められる．
これに対して，&U 濃度分布が認められる．
これに対して，&X，1L，)H1L，0Q，6Lなどの３次元像形成処理&X，1L，)H1L，0Q，6Lなどの３次元像形成処理 オーステナイト相では均一な元素分布である．
オーステナイト相では均一な元素分布である．
相境界相境界（測定したデータからアトムマップを再構成する（測定したデータからアトムマップを再構成する では 1Lでは
1L と 0Q，6L，3，&の偏析が認められるが，&Uにと 0Q，6L，3，&の偏析が認められるが，&Uにコンピュータ処理）を行った．なお，３次元像形成
コンピュータ処理）を行った．なお，３次元像形成 偏析は認められない．
偏析は認められない．
熱時効に伴う相境界での偏析の熱時効に伴う相境界での偏析の処理においては，
アトムマップの] 方向長さを最適処理においては，
アトムマップの] 方向長さを最適 変化は小さいことがわかった．
変化は小さいことがわかった．
化するために，電界蒸発場（(YDSRUDWLRQ)LHOG）
化するために，電界蒸発場（(YDSRUDWLRQ)LHOG）  図   図と/
 に溶接金属のフェライトオース/ 溶接金属のフェライトオースと  に 
9QP とア トとムアマトッムプマのッ伸プ長の係伸数長（係,PDJH
9QP
数 （ ,PDJHテナイトの相境界のアトムマップを示した．
テナイトの相境界のアトムマップを示した．
上側がフ
上側がフ
&RPSUHVVLRQ)DFWRU）
 を用いた．また，)Hと 1L と 1L ェライト相であり，下側がオーステナイト相である．
&RPSUHVVLRQ)DFWRU）
 を用いた．また，)Hェライト相であり，下側がオーステナイト相である．
の化学組成の割合から質量
 の原子の多くが1Lの化学組成の割合から質量
 の原子の多くが
1L 図   図
 は ℃でK の熱時効後の試料であり，は℃で
K の熱時効後の試料であり，と考えられることから，以下の評価では質量 の  の フェライト相にスピノーダル分解によると考えられることから，以下の評価では質量
フェライト相にスピノーダル分解による&U 濃度分布&U 濃度分布原子は原子は
1L として取り扱った．
1L として取り扱った．

と 1L，0Q，6Lが集積した溶質原子クラスタが認めらと 1L，0Q，6Lが集積した溶質原子クラスタが認められる．これに対して，オーステナイト相では均一な元れる．これに対して，オーステナイト相では均一な元

2.3 腐
2.3食
試
腐験
食試験

素分布である．相境界では
1L と 0R，0Q，6L，3
素分布である．相境界では
1L と 0R，0Q，6L，3
の偏 の偏



析が認められるが，&U に偏析は認められない．
析が認められるが，&U に偏析は認められない．
図  図  

腐食試験は，
温度 の˚&
3:5の次冷却水模擬環境
3:5 次冷却水模擬環境 は ℃では ℃で
K の熱時効後に
℃で
 GSD 照射
腐食試験は，
温度 ˚&
K の熱時効後に
℃で
 GSD 照射（（SSP%SSP/LFFNJ·+
SSP%SSP/LFFNJ·+  した試料である．
した試料である．
照射によりフェライト相においては，照射によりフェライト相においては，
2）中で
2）中で
時間浸漬して実施した．なお，すべての試料は
 つの  つの スピノーダル分解が緩和されているが，1L
時間浸漬して実施した．なお，すべての試料はスピノーダル分解が緩和されているが，1Lと 6L が集と 6L が集
オートクレーブで一度に浸漬した．これは，表面酸化 積した溶質原子クラスタは照射前と同様なものが認
積した溶質原子クラスタは照射前と同様なものが認
オートクレーブで一度に浸漬した．これは，表面酸化層のうち腐食生成物は試験に使用するオートクレー められる．これに対して，オーステナイト相では照射められる．これに対して，オーステナイト相では照射層のうち腐食生成物は試験に使用するオートクレー
ブや腐食試験のバッチにより影響を受けることがあ により形成したと考えられるにより形成したと考えられる
6L クラスタが認められブや腐食試験のバッチにより影響を受けることがあ
6L クラスタが認められるため，その影響を極力排除するためである．
るため，その影響を極力排除するためである．


る．相境界では
1L と の偏析が認められるが，
6L，3 の偏析が認められるが，る．相境界では
1L と 6L，3
照射前にあった
0Rの濃化は認められず，と 0Q の濃化は認められず，
照射前にあった
0R と 0Q
逆に相逆に相INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-3

98

境界にて欠乏する傾向が認められる．さらに，相境界界からマイナス側がフェライト相であり，プラス側がでは &U の著しい欠乏が認められ，照射に伴い相境界

オーステナイト相である．図  に相境界での組成の比で濃度変化が生じることがわかった．

較を示した．熱時効による相境界での組成の変化は大図  に相境界での濃度変化をまとめて示した．相境

きくないが，照射により &U 濃度は  より低下する  未時効 / 溶接金属

 NK 時効 / 溶接金属

 NK 時効未照射 / 溶接金属

 NK 時効 GSD 照射 / 溶接金属
図

フェライトオーステナイト相境界のアトムマップ

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-3

  未時効 / 溶接金属

 NK 時効 / 溶接金属

 NK 時効未照射 / 溶接金属

 NK 時効 GSD 照射 / 溶接金属

図99

フェライトオーステナイト相境界での濃度変化とともに，6L 濃度は母相の  倍程度まで濃化することがわかった．

3.2 表面酸化層
腐食試験後に表面をデジタルマイクロスコープで観察した結果を図  に示した．比較的厚く腐食生成物が存在することを示唆する茶色と青色の部分と比較的薄いことを示唆する金色の部分が表面に観察されるが，熱時効時間や照射量に依存した傾向は認められない．
図  と  に腐食試験後の表面を 6(0 観察した結果を示した．熱時効のみの試料および照射量の少ない試料図

では島状に腐食生成物が形成していることがわかる．
熱時効および照射によるフェライトオース
テナイト相境界の組成の変化

これに対して，照射量が増加すると熱時効の有無にかかわらず腐食生成物が分散して均一に形成する傾向

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-3100が認められる．高倍での観察の結果，腐食生成物は大動への影響は認められない．これに対して，照射材できさによらずファセットを有しており，粗大な腐食生は相境界でのオーステナイト相の腐食が促進される成物はフェライト相とオーステナイト相の界面に形傾向が確認され，熱時効後に照射した試料では顕著な成していることがわかった．また，フェライト相は微酸化が認められた．

細な腐食生成物で緻密に覆われていることがわかっ

4. 考察た．
図  に / 溶接金属試料に対して 6(0 で断面組織観察を行った結果を示す．未時効材，NK 時効材，未フェライトオーステナイトの相境界に着目したミ

時効 GSD 照射材，NK 時効 GSD 照射材を代表例と

クロ組成分析の結果，熱時効のみでは相境界で組成にして観察を行った．暗く細い組織がフェライト相であ顕著な変化は生じないが，照射を受けると著しい偏析る．すべての試料で内層酸化はオーステナイト相で生が相境界で生じることが明らかになった．同様な相境

じており，フェライト相はほとんど酸化されていない

界での偏析が  GSD プロトン照射された / 溶接金

ことが確認された．このような相による酸化挙動の違属で報告されている  ．

いは，オーステナイトとフェライトの  相からなるス

顕著な組成変化は，&U 濃度の低下と 6L 濃度の増加

テンレス鋳鋼の &)0 鋼でも報告されており，低電位であり，ともに耐食性が低下する方向に作用する変化の高温水中ではオーステナイト相が優先的に酸化さである．腐食試験後の表面の断面 6(0 組織観察により，れ，フェライト相はほとんど酸化されない．

フェライトオーステナイトの相境界に着目すると，

相境界に偏析が生じた試料で相境界に沿った酸化の進行が観察された．この結果は照射によりオーステナ

未時効材ではオーステナイト相からフェライト相にイトステンレス鋼溶接金属の耐食性は低下し，,$6&&

向かって内層酸化膜が薄くなる傾向がある．熱時効材

感受性が発現する可能性を示唆する．

でも同様な傾向であり，熱時効による相境界の腐食挙500m

 / 溶接金属
図

これまでの長時間熱時効した溶接金属による 6&& / 溶接金属

腐食試験後の試料表面のデジタルマイクロスコープ観察結果

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-3

 / 溶接金属

 / 溶接金属

50m

図

腐食試験後の試料表面の 6(0 観察結果（） / 溶接金属

 / 溶接金属

1m

図

101

腐食試験後の試料表面の 6(0 観察結果（）研究では，溶存水素を含む還元性低電位の高温水環境

トオーステナイトの相境界の組成変化に起因するとでは，熱時効は 6&& の感受性を促進しないことが確認考えられる相境界に沿った選択的な酸化の促進が認

．これは 6&& の進展経路であるフェライ

められたことから，同様な相境界での組成変化が中性

トオーステナイトの相境界の組成，特に耐食性に影子照射された溶接金属でも生じているかを実機材等響する &U 濃度や 6L 濃度が熱時効だけでは変化しないで調べるとともに，腐食試験および ,$6&& 試験によることが原因と考えられる．

検討が必要と考えられる．

されている

イオン照射したステンレス鋼溶接金属のフェライ

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-3

102

500nm

500nm

 NK 時効材  未時効材

500nm

500nm

 NK 時効 GSD 照射材

  未時効 GSD 照射材
図/ 溶接金属の相境界部の断面の 6(0 観察結果

5. まとめ

3ressurizers,”

3URF ,QW 6\PS RQ

)RQWHYUDXG6)(1$  
熱時効したステンレス鋼溶接金属にイオン照射し

10DWVXEDUD7.RED\DVKL.)XMLPRWR<てフェライトオーステナイトの相境界の組成変化を

Nomura, N. Chigusa, S. Hirano, “Research

調べるとともに，3:5 次冷却水模擬環境中の腐食特

3URJUDPV RQ 6&& RI &ROGZRUNHG 6WDLQOHVV

性を調べた．熱時効後に照射した試料で相境界に顕著

Steel in Japanese PWR N.P.P.,” 3URF,QW

な偏析が生じ，耐食性の低下に関係する &U 濃度の低6\PSRQ)RQWHYUDXG)1(6$  

下と 6L 濃度の増加が確認された．腐食試験の結果，

*2 Ilevbare, F. Cattant, N.K. Peat, “SCC

相境界で偏析が生じた試料で相境界に沿った選択的

RI 6WDLQOHVV 6WHHOV XQGHU 3:5 6HUYLFH

な酸化の進行が確認された．

Conditions,” 3URF,QW6\PSRQ)RQWHYUDXG)1(6$  

同様な相境界での組成変化が生じる中性子照射された溶接金属でも相境界に沿った選択的な酸化の発

IRSN’s Position on Safety and Radiation

生が考えられる．今後，中性子照射されたステンレス

3URWHFWLRQDW1XFOHDU3RZHU3ODQWVLQ)UDQFH

鋼溶接金属による腐食試験および ,$6&& 試験による,561 UHSRUW'*(1

検討が必要である．



原子力規制庁「大飯  号機加圧器スプレイライ
ン配管溶接部における有意な指示に係る公開会

文献

合」資料


. $ULRND 7 <DPDGD 7 7HUDFKL 5: 7&RXYDQW30RXODUW//HJUDV3%RUGHV6WDHKOH “Intergranular Stress Corrosion-&DSHOOH<5RXLOORQ7 Balon, “PWSCC&UDFNLQJ %HKDYLRU RI $XVWHQLWLF 6WDLQOHVV

RI$XVWHQLWLF6WDLQOHVV6WHHOVRI+HDWHUVRI

6WHHOV LQ +\GURJHQDWHG +LJK7HPSHUDWXUHINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-3

Water,” &RUURVLRQ  

103

 ;/LQ43HQJ(Q++DQ:.H&6XQ

  .$ULRND7<DPDGD77HUDFKL*&KLED

Z. Jiao, “Irradiation,QGXFHG 6HJUHJDWLRQ“Influence of Carbide precipitation and

DW3KDVH%RXQGDULHVLQ$XVWHQLWLF6WDLQOHVV

5ROOLQJ 'LUHFWLRQ RQ ,QWHUJUDQXODU 6WUHVVSteel Weld Metal,”6FULSWD0DW  &RUURVLRQ &UDFNLQJ RI $XVWHQLWLF 6WDLQOHVV

6WHHOV LQ +\GURJHQDWHG +LJK7HPSHUDWXUH
Water,” Corrosion  
  .$ULRND7<DPDGD77HUDFKL*&KLED
“Cold Work and Temperature Dependence of
6WUHVV&RUURVLRQ&UDFN*URZWKRI$XVWHQLWLF
6WDLQOHVV 6WHHOV LQ +\GURJHQDWHG DQG
2[\JHQDWHG

+LJKTemperature

Water,”&RUURVLRQ  
  . $ULRND 7 <DPDGD 7 7HUDFKL 7
0L\DPRWR “Dependence of Stress Corrosion&UDFNLQJIRU&ROG:RUNHG6WDLQOHVV6WHHORQ
7HPSHUDWXUH DQG 3RWHQWLDO DQG 5ROH RI
Diffusion of Vacancies at Crack Tips,”&RUURVLRQ  
 山田卓陽 寺地巧 宮本友樹 有岡孝司 “ス
テンレス鋼溶接金属部の高温水中 6&& 進展挙動
－腐食電位，鋼種，熱時効，冷間加工および温度の影響－”,166-2851$/  
 7 /XFDV 5 %DOOLQJHU + +DQQLQHQ 7
Saukkonen, “Effect of Thermal Aging on SCC,
0DWHULDO 3URSHUWLHV DQG )UDFWXUH 7RXJKQHVV
of Stainless Steel Weld Metals,” 3URFWK

,QW&RQIRQ (QYLURQPHQWDO 'HJUDGDWLRQ RI
0DWHULDOV LQ 1XFOHDU 3RZHU 6\VWHPV:DWHU
5HDFWRUV706   山田卓陽 寺地巧 岡本マキエ 有岡孝司
“ステンレス鋼溶接金属／鋳鋼の酸素添加高温
水中の 6&& 進展挙動－水質と温度の影響－”
,166-2851$/   -) =LHJOHU -3 %LHUVDN 65,0
6WRSSLQJ DQG 5DQJH RI ,RQ LQ 0DWHULDOV $YDLODEOHIURPKWWSZZZVULPRUJ 藤井克彦 福谷耕司 “オーステナイト系ステ
ンレス鋼溶接金属のミクロ組織への熱時効と照射の影響” INSS JOURNAL  
 山田卓陽 寺地巧 宮本友樹 有岡孝司 “ス
テンレス鋳鋼の高温水中 6&& 進展挙動－腐食電位，鋼種，熱時効，冷間加工および冷間加工の影
響－” INSS JOURNAL 1  



INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-4

104

エルボ管テーパ部の軸方向欠陥に対する超音波探傷試験条件の検討（第３報）- フェーズドアレイ探触子の最適化検討 Study…on…Ultrasonic…Testing…Conditions…for…an…Axial…Flaw…in…a…Taper…of…Pipe…Elbow…
on…Weld…Piping（III）-…The…phased…array…probe…specifi…cations…石田仁志（Hitoshi…Ishida）＊1

市来＊2
隆一（Ryuichi…Ichiki）

堤田

正一（Shoichi…Tsutsumida）＊3

要約
加圧水型原子炉（PWR）の１次冷却材管等に使用されている鋳造ステンレス鋼は，その柱状晶組織による超音波の散乱減衰，偏向が大きいため，配管外面からの超音波探傷試験は困難であるとされていた．INSS は大型２振動子探触子および自動超音波探傷システムを開発し，実機適用に至っている．しかし，この探触子では，配置が制限されるエルボ管テーパ部の内面にある
軸方向欠陥を探傷することが難しい．そこで，この軸方向欠陥に対して，探触子の配置可能な位
置から超音波を斜めに入射するスキュー探傷に対応するフェーズドアレイ探触子の振動子の寸法と配列を超音波探傷シミュレーションにより検討した．その結果，前後方向 32 列×左右方向 8 列の探触子による疲労き裂反射波の強度は，既存探触子（前後 16 列×左右 4 列）の約３倍となり，探触子の超音波波長に相当する深さ 14mm の疲労き裂検出の可能性を見出した．
キーワード…超音波探傷試験，鋳造ステンレス鋼，フェーズドアレイ技術，走査不可範囲，超音波探傷シミュ
レーション，スキュー探傷

Abstract
Casting… stainless… steel… used… for… the… primary… coolant… pipe… of… a… pressurized… water…
reactor（PWR）has…large…ultrasonic…scattering…attenuation…and…defl…ection…due…to…material…columnar…
structure,…so…it…is…diffi……cult…to…perform…an…ultrasonic…testing…from…the…outer…surface…of…the…pipe.…
INSS…has…developed…a…large…twin…crystal…probe…and…an…automatic…ultrasonic…testing…system,…which…
has…been…applied…to…actual…plants.…However,…it…is…diffi……cult…this…probe…to…detect…axial…defects…on…the…
inner…surface…of…the…tapers…of…the…elbow…pipes…that…the…placement…of…the…probes…is…restricted.…
Therefore,… the… dimensions… and… arrangement… of… the… elements… of… the… phased… array… probe…
corresponding…to…the…skew…scanning…for…this…axial…defect…with…angle…incident…from…the…accessible…
position… are… determined… by… the… ultrasonic… testing… simulation.… As… a… result,… it… was… found… that…
the… probes… with… 32… rows… in… the… front-rear… direction… and… 8… rows… in… the… left-right… direction… can…
detect…fatigue…cracks…with…refl…ected…waves…that…are…about…three…times…higher…than…the…existing…
probes（16…rows…x…4…rows）.…We…evaluated…the…possibility…of…detecting…a…fatigue…crack…of…14…mm…
that…corresponds…to…a…wave…length…of…ultrasonic…waves…used…for…the…probe.
Keywords…ultrasonic…testing,…cast…stainless…steel,…phased…array,…inaccessible…zone,……
ultrasonic…testing…simulation,…skewed…beam…method

1. は
 じめに

ち，これによる超音波の散乱減衰，異方性と結晶粒界を超音波が通過する際の偏向によって，超音波探加 圧 水 型 軽 水 炉（Pressurized… Water… Reactor，

傷試験において，信号強度低下による欠陥識別性のPWR）の１次冷却材管の溶接部は，供用期間中検低下や欠陥位置の誤認等を発生させる．結晶異方性査において体積試験として超音波探傷試験が要求さと結晶粒における超音波の散乱と減衰への対処とし（1）．この１次冷却材管には，鋳造ステンレスて，INSS は縦波，低周波数，送受信振動子の分割，鋼が使用されている．鋳造ステンレス鋼は，鍛造ス

集束型振動子を採用した大型２振動子探触子を開発

テンレス鋼と比較して非常に大きな結晶組織を持した．この探触子と自動探傷装置からなる，鋳造ス

れる＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所 技術システム研究所＊ 2 …元（株）原子力安全システム研究所 技術システム研究所＊ 3 …非破壊検査（株）

現…関西電力（株）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-4

テンレス鋼の１次冷却材管の超音波探傷試験システ
（2）
~
（8）

，実機の検査に適用させるに至っ

ムを開発し
（9）

ている

．

105

目し，軸方向欠陥の欠陥面に対して探触子の走査可能な位置から超音波を斜めに入射して探傷（以下，
スキュー探傷という）する技術の開発を行ってき配管系統を構成するために，直管とエルボ管が溶（13）．これまでに，超音波伝搬シミュレーショ
た（12）接され，その中にはエルボ管のテーパが溶接部にンにより，スキュー探傷の方法として，探触子の向隣接しているものがある．図１にテーパのある配

きはそのままに超音波のみを欠陥方向に入射する

管溶接部の断面の例を示す．体積試験範囲は，断Beam-skew 探傷に比べ，探触子を欠陥方向に向け

面において軸方向に溶接止端から両側にそれぞれて入射させる Probe-skew 探傷が適していること，

10… mm，板厚方向に配管外面から内面までの A-B-

その際の探触子の最適な位置を明らかにした．しかC-D（赤線）で囲まれ，周方向に全周の範囲である．

し，既存のフェーズドアレイ探触子を用いた実験にエルボ管のテーパ部などがあると，探触子を走査でよる検証では，欠陥の識別には至っていない．検出きない範囲（以下，走査不可範囲）が生じる．この性を向上させるための方策の一つとして，探触子仕ような走査不可範囲があっても，欠陥面が周方向に様の最適化がある．具体的には，欠陥に正対した位ある欠陥（以下，周方向欠陥）は，直管部に配置し置から探傷する場合よりも，欠陥に対して超音波をた探触子により斜角探傷が可能である．開発した超斜めに入射させて探傷する場合に長くなる路程に必

音波探傷システムは，このような周方向欠陥の検出

要な振動子の大きさを明らかにすることである．

（4）
（5）
．
が可能である（2）

そこで本研究では，斜め入射の路程に対して必要なフェーズドアレイ探触子の振動子の寸法と配列に

軸方向
A

板
厚
方
向

ついて，超音波シミュレーションにより検討した．

10mm

探触子

D

B

テーパ部
溶接止端部

C

内面
最接近距離
：体積試験範囲（A-B-C-D）

図１

2. 検
 討対象

配管溶接部の断面の例

図２に，フェーズドアレイ探触子の仕様を検討したテーパのある配管溶接部を示す．軸方向欠陥の中心があると想定した体積試験範囲の境界を，超音波探傷のねらいとする位置とした．探触子は，想定する欠陥に最も近づき探触子ホルダがテーパに接触する位置で，探触子の向きを欠陥に向ける

一方，欠陥面が軸方向にある欠陥（以下，軸方向

Probe-skew 探傷とした．Probe-skew 探傷のこれま欠陥）は，周方向において斜角探傷を行う必要があるが，探触子を欠陥面に正対して配置することがで

体積試験範囲きれば，探傷が可能であり，開発した超音波探傷シ（7）．
ステムにより軸方向欠陥の検出も可能である（6）しかし，軸方向欠陥が走査不可範囲にあるような場

軸方向欠陥合，欠陥面に正対して探触子を配置することができず，開発した超音波探傷システムのような従来の斜

スキュー角(Probe－skew角)角探傷法では探傷することができない．このような構造上接近または検査が困難な箇所の検査は免除（1）
果による評価等の代替措置を講じることが要求（11）
されている．原子力発電所のさらなる安全性向上の観点から検査が困難な箇所を低減し，残余のリスクを小さくすることが望ましい．

管の周方向されているが，記録を残し（10），類似箇所の試験結

エルボ
テーパ部

直管部

そこで，著者らは，欠陥面の凹凸により生じる散管の軸方向

乱波と欠陥端部に生じる回折波（端部エコー）に着

図２

検討対象とした探触子と欠陥の配置

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-4

106

でに明らかにした最適な探触子位置範囲に相当する

Lw…：ウェッジ内の路程（mm）

Probe-skew 角 40°
，50°
，60°
の位置に探触子を配置

f… ：周波数（MHz）=0.5

し，想定欠陥までのそれぞれの路程から，探触子仕νt…：試験体の音速（m/s）=5770

様である振動子の寸法と配列を検討した．図中の探νw…：ウェッジの音速（m/s）=2350

触子の中心と欠陥の中心を結ぶ線分を配管表面に投

α… ：入射角

影した線と配管の周方向とが成す角を Probe-skew

β… ：屈折角角と定義した．

である．

3. 必 要な探触子寸法の検討（1）式の第１項は斜角探傷および振動子が矩形の場合の近距離音場限界距離であり，有効近距離音場

3.1 近 距離音場限界距離

限界距離は，第２項により斜角探傷の際に用いる
ウェッジ中の路程を差し引く．

フェーズドアレイ技術は，複数の振動子を配列し表１に，超音波探傷システムとして開発した大たアレイ探触子の各振動子の励振のタイミングを電型２振動子探触子（以下，既存探触子という）の子的に制御し，各振動子から発生する超音波を合成

Probe-skew 探傷の Probe-skew 角 40°
，50°
，60°
，周

して，任意の方向と距離に焦点を設定し，超音波を方向探傷，軸方向探傷，垂直探傷の屈折角，有効近集束させることが可能な技術である．フェーズドア

距離音場限界距離，各条件での路程 W を示す．

レイ探触子の振動子で構成される全体寸法と使用すprobe-skew 角 40°
，50°
，60°
での有効近距離音場

る周波数から算出される近距離音場限界距離内に，限界距離は，それぞれ 26mm，30mm，35mm と路

（14）
（15）

．

焦点を設定することが望ましい

程の 1/3 以下であった．欠陥位置で超音波が十分に前述の１次冷却材管の超音波探傷試験システム

集束していない可能性がある．しかし，軸方向探傷の大型２振動子探触子の配列した振動子の長さの場合の有効近距離音場限界距離 45mm は路程の半71.5mm，幅 24.7mm を基準に，これまではフェー分程度であるが，開発した超音波探傷システムによズドアレイ探触子の寸法を設定し，スキュー探傷のり周方向欠陥の検出が可能である（2）~（5）．このこと

最適化の検討を行ってきた．この基準とした寸法のから，有効近距離音場限界距離が欠陥までの距離よ

フェーズドアレイ探触子を，テーパのある溶接部

り短くても，欠陥を検出できる可能性があることがに対する異なる Probe-skew 角条件で使用する場合分かった．

の，実際の材料中で有効な近距離音場限界距離 Ne

3.2 必 要な探触子寸法（以下，有効近距離音場限界距離という）を次式（16）により求めた．

ܰୣ ൌ௞ሺ௅ౙ ୡ୭ୱ ఉΤୡ୭ୱ ఈ ሻమ ௙
ସఔ౪

െ

௅౭ ఔ౭

欠陥位置に超音波を集束させるために，その路程

（1）

ఔ౪

が有効近距離音場限界距離以下となうような探触子の配列する振動子の前後方向の長さは，（1）式からここで，
k… ：…近距離音場限界距離補正係数…

求められる .
振動子の寸法は，
既存探触子より大きくなり，テー（矩形探触子の縦横比による補正）

パに接触しないように配置するため，探触子と欠陥

Lc…：…配列した振動子の前後方向の長さ（mm）…

の幾何学的な位置関係が変化する．その結果，路程=…71.5はさらに長くなり，必要な振動子の大きさも大きく
表１

探傷方法
項目
β［°
］

既存探触子の有効近距離音場限界距離

スキュー探傷（probe-skew 角）
40°

50°

60°

周方向
探 傷

軸方向
探 傷

57.5

55.5

52.7

36.4

47.6

垂
探

直
傷
0

Ne［mm］

… 26

… 30

… 35

… 66

… 45

110

W［mm］

166

141

124

… 91

102

… 69

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-4

なる．最も路程が短い probe-skew 角 60°
で，ウェッジを含むこの送受信探触子の寸法を長さ 253mm ×
幅 206mm まで大きくしても，有効近距離音場限界
距離は欠陥までの路程に至らなかった．
この寸法は，

107

ローブは現れる．位相が一つずれた m=1 の場合，
p ≧ λ の時，βg は 90°以下となり，グレーティングロー
ブが発生する．p ＜ λ では，式（4）を満足するような
βg はなく，グレーティングローブは発生しないが，これを使用する自動超音波探傷装置の大きさは，実超音波ビームの走査角度によって発生することがあることから，一般的に p ＜ 0.67λ ＝ 7.7mm が推奨さ機への搬入・据付，配管での駆動という点で，実用れている（17）．

に支障をきたす可能性が考えられる．

既存探触子の振動子ピッチは走査角度が大きい長手（前後）方向で p ＝ 4.5mm ≦ λ/2 ＝ 5.7mm を，走既存探触子（100mm × 100mm）の２倍以上大きく，

4. 振 動子寸法と配列の検討

査角度が小さい短手（左右）方向で p ＝ 6.3mm ≦4.1 振 動子の寸法

チおよびギャップは，既存探触子と同じとした．

0.67λ ＝ 7.7mm を満足していることから，振動子ピッ検討の前提とした装置に係る条件は，①…振動子
数はフェーズドアレイ装置の最大の接続，駆動数である 256 個，②…周波数は既存探触子と同じ 0.5MHz

4.2 振 動子の配列
既 存 探 触 子 の 振 動 子 と 同 じ ピ ッ チ（ 前 後 方 向
4.5mm，左右方向 6.3mm）およびギャップ（0.5mm）とした．
フェーズドアレイ技術は，探触子に配列させた振で，個数は既存探触子の 64 個以上，フェーズドア

動子からの超音波の位相を制御することによって，レイ装置の最大チャンネル数 256 個以下とし，異な超音波ビームを構成する．図３に示すように，ねらる振動子配列を検討した．

いとする超音波ビームとは異なる方向に，グレー

表２に，検討した振動子配列を示す．前後方向とティングローブと呼ばれる疑似的な超音波ビームが左右方向の振動子数すなわち開口幅／長さ比の異な構成されることがある．これは，振動子から発せらる組み合わせ８種類を検討した．既存探触子 No.0

れる超音波の複数の波面のうち，隣り合う振動子かの振動子の開口幅／長さ比 0.35 と同じで，振動子数

らの異なる波面によって主ビームとは別の波面が構が異なる探触子 No.1 〜４を選定した．さらに，振成されることによる．

動子配列の前後方向と左右方向における振動子数の次式に示す条件で，グレーティングローブの波面

影響を調べるために，開口幅／長さ比の異なる場合
として探触子 No.5 〜７を選定した．

が構成されるḟᘧ࡟♧ࡍ᮲௳࡛㸪ࢢ࣮ࣞࢸ࢕ࣥࢢ࣮ࣟࣈࡢἼ㠃ࡀᵓᡂࡉࢀࡿ㸬௠ఒ

（4）

 ߚ୥ ൌ ቀ ௣ ቁ, m=s1, s 2, ͐

探触子に使用する探触子ウェッジは，既存探触子(4 )の開口寸法（71.5mm × 24.7mm）とウェッジ外形ࡇ ࡇ ࡛ 㸪  g ࡣ ࢢ ࣞ ࣮ ࢸ ࢕ ࣥ ࢢ ࣟ ࣮ ࣈ ࡢ ୺ ࣅ ࣮ ࣒ ࠿ ࡽ ࡢ ゅ ᗘ表２
㸪 m 振動子配列の検討
ࡣ᣺ືᏊ㛫ࡢἼ
ここで，βg はグレーティングローブの主ビームから
m は振動子間の波面の位相のずれ，
の角度，
は波長，
㠃
ࡢ఩┦
ࡢ ࡎ ࢀ 㸪 λ ࡣ Ἴ 㛗 㸪 p ࡣ ᣺λ ືᏊ ࡢ 㓄 ิ ࣆ ࢵ振動子数ࢳࢆ♧ࡍ㸬
p は振動子の配列ピッチを示す．

図３に示すように，βg ＜ 90°で，グレーティング
振動子

振動子からの波面pl
主ビームの波面グレーティングローブ

bg

グレーティングローブの波面

主ビーム

図３

図3 グレーティングローブの発生

グレーティングローブの発生

16（… 71.5）
前後方向（開口長さ）p

左右方向（開口幅）

５６７８（振動子開口寸法［mm］） ４（24.7）（31.0）（37.3）（43.6）（49.9）
No.0
0.35
No.4

20（… 89.5）
24（107.5）

0.35

0.56

No.6

No.3

0.23

0.35
No.2

28（125.5）32（143.5）

No.7

0.35
No.5

No.1

0.17

0.35

上段：振動子配列番号，下段：開口幅／長さ比INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-4108

寸法（100mm × 100mm）の関係と同じとした．最疲労き裂は，切断開放した鋳造ステンレス鋼の疲も大きい振動子配列番号 No.1 のウェッジ外形寸法，

労き裂面を３次元形状計測器により計測した凹凸

長さ 172mm ×幅 151mm は，既存探触子の 1.5 倍程を数値化してモデル化した．図４に疲労き裂のモ度である．この探触子の大きさであれば，必要な自デルを示す．形状は半楕円形で，長さ 50mm，深さ

動探傷装置は実機で使用可能な大きさになると考え14mm，間隙 0.5mm とした．

られる．

5. 超
 音波探傷シミュレーションによる
検討

外径 836mm，厚さ 69mm の直管の外表面に，前章で選定した８種類の探触子を，既存探触子と同じ

14mm

5.1 探
 傷条件

幅の探触子ホルダを保持し，テーパ部に最も近接できる位置に配置した．探触子は，探傷方向に向かって左側を送信用，右側を受信用とする左右分割型で

図４ある．周波数は 0.5MHz，波のモードは縦波とした．

疲労き裂のモデル

ウェッジのウェッジ角および屋根角は，探傷条件毎解析領域を１辺 0.2mm の８節点立方体要素で分に探触子と欠陥の位置から幾何学的に算出した．ま割した．図５に，解析モデルの例を示す．配置した

た，ウェッジの底面は配管表面に合わせた曲率を有探触子と欠陥の間を伝搬する超音波に影響のないする．

ことを確認して，解析領域を設定した．要素数は，検出対象に疲労き裂を想定し，使用する周波数の波長に相当し板厚の 20% となる深さ 14mm のき

最も解析領域の小さい No.0 で 5.4 億個，最も大きい
No.1 で 14.2 億個であった．

裂とした．疲労き裂は超音波の路程が最も長くなる

初期条件として，図６に示す送信波形に相当する

ように，探触子位置から最も遠い体積試験範囲の変位を送信振動子位置に，欠陥開口部中心位置に焦エルボ側境界が中心となる位置に，割れ面を軸方向点化するように，振動子ごとの遅延時間に応じて入として配置した．

力した．超音波が送信振動子から欠陥で反射して受Probe-skew 角は，既存探触子で最適と評価された範囲（13）の中間の 50°とし，配管内面の欠陥開口部中心に焦点を設定した．

信振動子まで伝搬するのに十分な時間の解析を行
なった．

5.3 解
 析結果と考察

5.2 モ
 デル化と解析方法

5.3.1 超 音波の伝搬状況

超音波伝搬解析を行い，スキュー探傷による欠陥までの超音波の伝搬状況と欠陥反射波の最大振図７に伝搬する超音波の分布を示す．送信探触子

幅値を調べた．解析には，超音波伝搬解析ソフトの中心と欠陥開口部中心と欠陥頂部の３点を結ぶ平（18）を使用した．

ComWAVE

面内の縦波を表す体積ひずみの最大振幅の分布を色ComWAVE に認定する材料物性値として，振動で示しており，送信振動子からの超音波ビームの形

子およびウェッジの縦波音速，横波音速および密度状に相当する．既存探触子を含め，欠陥開口部中心

3

3

3

を，2.35 × 10 …m/s，1.15 × 10 …m/s，1.05 × 10 …kg/
m3 に，同じく配管について，5.77 × 103… m/s，3.15
× 103… m/s，7.85 × 103… kg/m3 とした．振動子配列の有効性を調べることを目的としたため，材料は減衰のない等方均質材とした．

まで超音波ビームが形成されている．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-4

109

管の軸方向
管の軸方向
管の軸方向
242 mm

欠陥

送信振動子

欠陥
欠陥
242 mm 242 mm
送信振動子
送信振動子
受信振動子

受信振動子
受信振動子 側面視

管の軸方向

管の軸方向

242 mm

150 mm

xz

z

z

受信振動子
側面視

mm
送信振動子150 欠陥
x
z
受信振動子
正面視

正面視 正面視(1) 上面視側面視(1) 上面視(1) 上面視(1) 上面視150 mm
x

ウェッジ

z

69 mm

69 mm

y

69 mm

y

y

x

x

y x

x z

外面

外面
配管

配管y

x

y

z

x

(2) 側面視(2) 側面視zx(2) 側面視(2) 側面視

内面

配管

z配管

(2) 正面視

内面

内面

内面

z z

内面

(2) 正面視解析モデル例（No.0（振動子配列 16 ×４））(2) 図５正面視縦波に相当する体積ひずみの振幅，横軸は送信波発(2) 正面視(2) 正面視信後の経過時間である．受信信号波形において，入射点から欠陥開口部の中心までの伝搬距離に相当

0.5

振幅(arb. unit)

y

yz

z

(2) 側面視(2) 正面視

z

1.0

x

z

xy

x

ウェッジ 外面
ウェッジ 配管

x 外面

y

z

(1) 上面視 (2) 側面視

配管

外面

z

y

正面視

ウェッジ ウェッジ

y
内面
ウェッジ

x

69 mm 69 mm

外面
正面視(1) 上面視

69 mm

側面視

正面視

150 mm242 mm
x

欠陥
側面視
送信振動子
側面視

受信振動子

x
150 mm 150zmm 管の軸方向x欠陥242 mm

送信振動子する時刻（以下，欠陥中心の路程相当時刻という．
）
0.0

0

1

2

3

4

5

6

付近の信号を欠陥反射波と判断した．全ての探触子の解析結果において．この欠陥反射波と判断される信号が得られた．

-0.5

表３に，
８種類の探触子の受信信号の最大振幅値，-1.0

時間 (µs)

図６

送信波形

5.3.2 受 信信号

路程および有効近距離音場限界距離を示す．路程に対する有効近距離音場限界距離は１以下であり，必要な路程以下であるが，欠陥開口部中心まで超音波が伝搬していることは，図７に示した通りである．
図９には，総振動子数と最大振幅値の関係を示

図８に，探触子 No.1（振動子配列：前後方向 32

す．既存探触子 No.0 と同じ幅／長さ比で，No.4，3，×左右方向 8，以下 32 × 8 と記す．
）および探触子

2，1 の順に総振動子数が増加すると最大振幅値はNo.0（16 × 4）の受信信号波形の例を示す．縦軸は増加する．最も振動子数の大きい探触子 No.1 での

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-4

110

左右方向

振動
子数

5

4

6

7

8

No.0

16
No.7

No.4

20
No.3

No.6

前
後
方
向

24

max

No.2

0

28
No.1

No.5

32

図７

0.3

超音波ビーム形状

0.25

欠陥中心の路程相当時刻

0.0
-0.1
-0.2
-0.3

0

20

40

60
80
時刻 (µs)

100

120

140

欠陥中心の路程相当時刻

0.00

No.0

0

0.1

50

100

150
総振動子数(個)

200

250

300

受信信号振幅

最大振幅値 0.197 が最も大きく，既存探触子 No.0 よ

-0.2
-0.3

No.4

図９

0.0
-0.1

No.2

No.7

No.6

0.10

0.05

0.2

No.5
No.3

0.15

(1) No.1（振動子配列32×8）
0.3

振幅 (arb. unit)

No.1

0.20

0.1

最大振幅値(arb. unit)

振幅 (arb. unit)

0.2

り振動子数の多いいずれの探触子も，既存探触子
0

20

40

60
80
時刻 (µs)

100

120

140

No.0 よりも大きな最大振幅値を得た．これらの値は，実際の試験体に導入した深さ 14mm の放電加工(2) No.0（振動子配列16×4）
図８（electric…discharge…machining,：以下…EDM とする）

受信信号波形

スリットを既存探触子 No.0 で検出できた探傷結果
表３

欠陥エコーの最大振幅値

探触子番号

No.…0

No.…1

No.…2

No.…3

No.…4

No.…5

No.…6

No.…7

最大振幅値［arb.…unit］

0.066

0.197

0.173

0.150

0.116

0.153

0.121

0.125

路程［mm］

141.0

196.4

179.5

167.8

155.9

166.4

155.2

176.2

有効近距離音場限界距離［mm］… 30.3101.7… 82.0… 62.2… 46.4119.2… 69.4… 42.4有効近距離音場限界距離／路程

0.215

0.518

0.457

0.370

0.298

0.717

0.447

0.241

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-4

を，解析した場合の最大振幅値 0.108 より大きい．
このことから，既存探触子 No.0 より振動子数の多

111

参
 考文献

い探触子は，実際の鋳造ステンレス鋼試験体の深さ（1）… 発 電 用 原 子 力 設 備 規 格… 維 持 規 格（2012 年

14mm の疲労き裂を，欠陥コーナーエコーによって版）（JSME… S… NA1… –… 2012），日本機械学会，

検出できる可能性が推定される．

（2013）．

探触子 No.4（20 × 5）から左右方向に振動子数を（2）… 黒住保夫，“ 鋳造ステンレス鋼の超音波探傷増加させた No.7（20 × 8）の最大振幅値は，総振動検 査 技 術 の 開 発 ,”… INSS… JOURNAL，Vol.7,…

子数が No.7 より小さい No.3（24 × 6），
No.5（32 × 4）

p.159-171，（2000）．

よりも小さい．また，探触子 No.0（16 × 4）から

（3）
… 黒住保夫，“ 鋳造ステンレス鋼の超音波探傷に

前後方向のみに振動子数を増加させた No.6（24 ×おける結晶組織が超音波の入射角と欠陥検出

4），No.5（32 × 4）において，既存探触子 No.0 と同感度に与える影響 ,”… INSS… JOURNAL,… Vol.10,…

じ幅／長さ比で振動子数を増加させた場合と同等以

p.198-209，（2003）．

上に増加している．このことは，探触子の開口寸法（4）… 黒 住 保 夫， 石 田 仁 志，“ 新 開 発 自 動 超 音 波において前後方向の効果の方が大きいことを示して

探傷システムを用いた鋳造ステンレス鋼

いる．自動探傷装置の制限がある場合などに，探触中の欠陥検出感度およびサイジング特性 ,”…

子開口の前後・左右方向の寸法を検討する際に，有効な知見となる．

6. お
 わりに

INSSJOURNAL,…Vol.11,…p.182-197，（2004）．
（5）… 黒 住 保 夫，“ 鋳 造 ス テ ン レ ス 鋼 の 超 音 波 探
傷技術：鋳造ステンレス鋼試験片中疲労欠
陥 の 深 さ・ 長 さ 測 定 - 端 部 エ コ ー 法 に よる 深 さ サ イ ジ ン グ（ 寸 法 測 定 ）- ,”… INSS…

スキュー探傷の長い路程に適した振動子の寸法とJOURNALVol.12,…p.251-270，（2005）．

配列の影響を，超音波探傷シミュレーションにより（6）… 西川嘉人，石田仁志，黒住保夫，“ 鋳造ステン検討した．その結果，以下のことが分かった．
①……有 効近距離音場限界距離が路程以上となる
探触子の大きさは，既存探触子の２倍以上大レス鋼配管溶接部における軸方向き裂の大型探触子による検出性評価 ,”… INSS… JOURNAL,…
Vol.20,p.182-190，（2013）．

きく，これを保持する自動超音波探傷システ（7）… 西川嘉人，“ 鋳造ステンレス鋼配管溶接部にムは，実用に支障をきたす可能性のある大きおける軸方向き裂の大型探触子による深さサさにする必要があることがわかった．

イ ジ ン グ 性 評 価 ,”… INSS… JOURNAL,… Vol.… 21,…

②……Probe-skew 角 50 °条 件 の 超 音 波 探 傷 シ ミ ュ

p.163-169，（2014）．

レーションにより，フェーズドアレイ超音波（8）… 西川嘉人，“ 鋳造ステンレス鋼の超音波探傷

探傷装置で駆動可能な最大の振動子数である

技 術 の 開 発 状 況 ,”… INSS… JOURNAL,… Vol.22,…

前後方向 32 列×左右方向８列の探触子を用い

p.208-212，（2015）．

た場合，疲労き裂反射波の強度は既存探触子（16 × 4）の約３倍であることがわかった．
③……鋳造ステンレス鋼試験体の深さ 14mm の EDM（9）… 石田仁志，“ ステンレス鋳鋼超音波探傷試験シ
ステムの開発と実機適用 ,”… INSS… JOURNAL,…
Vol.25,…p.209-213，（2018）．

スリットを用いた測定試験とその超音波探傷（10）… 軽水型原子力発電所用機器の供用期間中検シミュレーションの結果から，既存探触子よ査における超音波探傷試験規程（JEAC4207-

り 振 動 子 数 を 大 き く す る と， 深 さ 14mm の2008），日本電気協会，（2008）．

疲労き裂を検出できることが推定された．

（11）… 実用発電原子炉及びその付属施設における破今後は，他の Probe-skew 角条件の検討により，壊を引き起こす亀裂その他の欠陥の解釈，令

実用上も最適な探触子の大きさを選定し，疲労き裂

和２年１月 15 日改正，原規技発第 2001159 号，を段階的に進展させることによって，深さ 14mm ま原子力規制委員会，（2020）．

でおよびそれ以上の深さの疲労き裂に対する検証を行う予定である．

（12）… 市来隆一，遠藤賢，堤田正一他，“ エルボテー
パ部の軸方向欠陥に対する超音波探傷条件…
の検討 ,”…INSS…JOURNAL,…Vol.26,…p.164-172，

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-4

112

（2019）．
（13）… 市来隆一，堤田正一他，“ エルボテーパ部の軸方向欠陥に対する超音波探傷条件の検討（第２報）,”… INSS… JOURNAL,… Vol.27,… p.197-205，（2020）．
（14）… 超音波による欠陥寸法測定編集委員会，超音波による欠陥寸法測定，共立出版，p.167,（2009）．
（15）… 日本非破壊検査協会，超音波探傷試験Ⅲ，p.71,（2017）．
（16）… OLYMPUS… NDT,… Introduction… to… Phased…
Array… Ultrasonic… Technology… Applications…
Olympus…NDT…Guideline,…p.50，（2006）．
（17）… OLYMPUS… NDT,… Introduction… to… Phased…
Array… Ultrasonic… Technology… Applications…
Olympus…NDT…Guideline,…p.112，（2006）．
（18）… 伊藤忠テクノソリューションズ，超音波伝播解析ソフトウェア ComWAVE,… http://www.
engineering-eye.com/ComWAVE/index.html

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-5

113

668866 の
温水
水中
中6
す微
微細
細組
組織
織の
の影
影響
響
の高
高温
6&&&& 挙
挙動
動に
に及
及ぼ
ぼす
The Effect of Microstructure on SCC behavior of SUS630 in High-temperature Water
The Effect of Microstructure on SCC behavior of SUS630 in High-temperature Water
山田

卓陽（Takuyo…Yamada）＊1
大厩徹（Toru…Oumaya）＊1

國谷耕平（Kohei…Kokutani）＊1…

有岡孝司（Koji…Arioka）＊1

要の PWR１次冷却材模擬水中のPWR１次冷却材模擬水中の SCC
SCC 挙動については，熱時効の影響がない場合，比挙動については，熱時効の影響がない場合，比要約
約 SUS630
SUS630 の要
約 SUS630H1100の PWR１次冷却材模擬水中のSCC 挙動については，熱時効の影響がない場合，比較的高靱性のと H1150較的高靱性のH1100 とH1150 は，試験温度
は，試験温度 290℃以下であれば高応力拡大係数（K=30
290℃以下であれば高応力拡大係数（K=30 MPa√m）条MPa√m）条較的高靱性の SCC
H1100 と H1150 は，試験温度
290℃以下であれば高応力拡大係数（K=30MPa√m）条件であっても件であっても SCC 進展は生じないが，進展は生じないが，400℃,
400℃, 350℃,
350℃, 320℃で320℃で 20,000
20,000 hh までの熱時効により硬化し，までの熱時効により硬化し，件であってもSCC 進展は生じないが，400℃, 350℃, 320℃で20,000 h までの熱時効により硬化し，
SCC
SCC 進展を生じるようになり，熱時効時間とともに進展を生じるようになり，熱時効時間とともに SCC
SCC 進展速度が増加することをこれまでの研進展速度が増加することをこれまでの研SCC進展を生じるようになり，熱時効時間とともに Cu-rich
SCC 進展速度が増加することをこれまでの研究で明らかにした．また，その硬化因子は，微細な相の析出，G究で明らかにした．また，その硬化因子は，微細な Cu-rich 相の析出，G 相の生成，スピノーダル
相の生成，スピノーダル
究で明らかにした．また，その硬化因子は，微細なCu-rich相の析出，G 相の生成，スピノーダル分解であることを報告したが，各々微細組織変化と分解であることを報告したが，各々微細組織変化と SCC
SCC 挙動の関係が未だ不明確である．本研究
挙動の関係が未だ不明確である．本研究分解であることを報告したが，各々微細組織変化とSCC 挙動の関係が未だ不明確である．本研究では，同一熱時効条件で硬さもほぼ同じ
では，同一熱時効条件で硬さもほぼ同じ HV1=400
HV1=400 程度の程度の SUS630（H1150
SUS630（H1150 とと H1100）のH1100）の 320℃で
320℃ででは，同一熱時効条件で硬さもほぼ同じ
HV1=400 程度の SUS630（H1150 と H1100）の 320℃で20,000h
熱時効材のSCC
進展速度に一桁程度差異があったことに着目し，これらの熱時効材の微20,000 h 熱時効材の SCC 進展速度に一桁程度差異があったことに着目し，これらの熱時効材の微20,000h 熱時効材の SCC 進展速度に一桁程度差異があったことに着目し，これらの熱時効材の微細組織を詳細に調べ，各々微細組織変化と細組織を詳細に調べ，各々微細組織変化と SCC
SCC 挙動の関係について検討した．また，吸収水素量
挙動の関係について検討した．また，吸収水素量
細組織を詳細に調べ，各々微細組織変化とSCC 挙動の関係について検討した．また，吸収水素量についても調べ微細組織との関係を検討した．
についても調べ微細組織との関係を検討した．
についても調べ微細組織との関係を検討した．
 その結果，
その結果，熱時効により生成した数
熱時効により生成した数 nm
nm サイズのサイズの Cu-richCu-rich 相と隣接して生成する相と隣接して生成する GG 相が，相が，硬さと硬さと その結果，熱時効により生成した数 nm サイズの Cu-rich 相と隣接して生成する G 相が，硬さとSCC
SCC 挙動へ影響する可能性が示唆された．一方で未時効材と熱時効材で水素吸収に差が見られな挙動へ影響する可能性が示唆された．一方で未時効材と熱時効材で水素吸収に差が見られな
SCC挙動へ影響する可能性が示唆された．一方で未時効材と熱時効材で水素吸収に差が見られなかったことから，それらの熱時効生成物は水素のトラップサイトとは関係しないことが示唆されかったことから，それらの熱時効生成物は水素のトラップサイトとは関係しないことが示唆されかったことから，それらの熱時効生成物は水素のトラップサイトとは関係しないことが示唆され
た．
た．
た．
キ
ステンレス鋼，熱時効，高温水中応力腐食割れ（6&&），6&&
キー
ーワ
ワー
ード
ド686，3+
686，3+ ステンレス鋼，熱時効，高温水中応力腐食割れ（6&&），6&& 進展速度，軽水炉
進展速度，軽水炉
キーワード686，3+ ステンレス鋼，熱時効，高温水中応力腐食割れ（6&&），6&& 進展速度，軽水炉

Abstract According
According toto ourour previous
previous report,
report, in
Abstractin unaged
unaged H1100
H1100 andand H1150
H1150 SUS630
SUS630 (better(better toughness
toughness andand
Abstract
Accordingto ourpreviousin unaged
H1100
and H1150
SUS630PWR(better
toughness
lower
than
and
H1025),
nogrowthobservedinprimarywater
atlower hardness
hardnessthan H900
H900
and
H1025),report,
no SCC
SCC
growth waswas
observedin simulated
simulated
PWR
primary
waterandatlower
hardnessthan290°C,
H900 andH1025),
no SCC
growthin simulated
PWR (30cc
primaryattemperaturesbelow
290°C,
which
contained
500 ppm
ppm
B, 22wasppmobserved
Li, andand dissolved
dissolvedhydrogen(30cc
STPwater
H22/kg/kgtemperatures
below
which
contained
500
B,
ppm
Li,
hydrogen
STP
H
1/2
temperaturesbelow
290°C,
whichstresscontained
500 factor
ppm B,condition
2 ppm Li,(K=30
and dissolved
H2after/kgH
theappliedintensity
MPa
).
other
hand,
O), eveneven forforthe highhigh
appliedstressintensity
factorcondition
(K=30
MPa m
m1/2hydrogen). On
On thethe(30cc
other STP
hand,
after
H22O),
H
forat
high350
appliedstress forintensity(K=30
m1/2the). On
the other
hand,
after
2O), even
thermal
aging
and
up
20,000hh ofand
H1150,
hardnessandthethermalaging
atthe320,320,350
and 400°C
400°C
for
up to
to factor
20,000conditionof H1100
H1100
andMPa
H1150,
thehardnessandthe SCC
SCC
thermalagingincreased
at 320, 350
400°C
forIn
to 20,000itof H1100
andthat
H1150,
hardness
andcaused
the SCC
growth
with
aging
time.
suggestedage
hardening
wasby
growth rate
rate
increasedwithandaging
time.
Inupaddition,
addition,
it hwaswassuggested
that
age thehardening
wascausedby
growthrate increasedInaddition, it wassuggested
thatphase,
age hardening
causedbymicrostructuralchangeswithaging,
suchof
fineformationofG
microstructuralchangeswith
withaging
aging,time.
such asas precipitation
precipitationof thethefine Cu-richCu-richphase,
formationwasof thetheG phasephase
microstructuralchanges with But
aging,
as precipitationof the fine Cu-richphase,
formationthebehavior
G phaseandtheindividual
percent
forhardening
andSCC
and Spinodal
Spinodal decomposition.
decomposition.
But
thesuchindividual
percent contributions
contributions
for thethe ageagehardening
andof
SCC
behavior
andSpinodaldecomposition.
individual
percent contributions
the age hardening
and SCCbehavior
areunclear.
In
weevaluatedcorrelations
among
microstructuralchanges,hardnessandare still
still
unclear.
In thisthis study,
study,But
wetheevaluatedcorrelations
among thethe formicrostructuralchanges,hardnessandareunclear.
In thisstudy,(H1100,
we evaluatedamong
the microstructural
hardnessandSCC
behavior
using
SUS630H1150)
materials
atforBecausethose
SCCstillbehavior
using
SUS630(H1100,H1150)correlations
materials aged
aged
at 320℃
320℃
for 20,000
20,000 h.
h. changes,
Because ofof
those aged
aged
SCC
behavior
using
SUS630(H1100,H1150)
aged atrate,
320℃
for 20,000
h. Becauseof those
aged
H1100
and
have
one
differenceofthedespitebeing
thehardness.
H1100
and H1150
H1150
have
one order
order
differenceof materials
the SCCSCC growth
growthrate,
despitebeing almost
almostthe samesame
hardness.
H1100
and H1150
one order indifference
the SCCrate, despite
being hydrogen
almost theanalysis
same hardness.
To
aa role
for
SCC,
out
temperaturedesorption(TDA)
To consider
considerrole havefor hydrogenhydrogenin
SCC, we
weofcarried
carriedoutgrowthtemperaturedesorptionhydrogenanalysis(TDA)
To
considera role for hydrogen in SCC, we carried out temperature desorption hydrogen analysis (TDA)
using
the
using
the materials.
materials.
using
the materials.
From
the
From
the obtained
obtained findings,
findings, we
we considered
considered thatthat thethe finefine Cu-richCu-rich phase
phase andand G
G phasephase affectedaffected thethe ageage
From thefindings,
we otherconsideredthat
the differencefine Cu-richand inG thephaseaffected
the agehardening
and
SCC
On
hand,
major
was
observedamountofhardening
andobtained
SCC behavior.
behavior.
On thetheotherhand, nono
major
difference
wasphase
observedintheamountof hydrogenhydrogenhardening
SCC behavior.
Onagedthe otherhand,majorThisdifference
wasthatobservedin theprecipitations
amount of hydrogen
desorption
betweenunagedH1100
andH1150.
suggested
these
aged
precipitations
did not
notdesorptionand
betweenunaged and
and
aged
H1100
and no
H1150.
This
suggestedthat
these aged
diddesorption
betweenaged
H1100 and H1150. This suggested that these aged precipitations did not
act
trap
sites
inand
these
materials.
act asas hydrogenhydrogen
trapunagedsites inthese
materials.
act as hydrogen trap sites in these materials.
Keywords
Keywords
Keywords

1.
1.

SUS630，
SUS630， 17-4
17-4 PHPH stainlessstainless steel，steel， thermal
thermal aging，
aging，SUS630，17-4 PH stainlesssteel，
thermal aging，
stresswater， SCC
SCC growth
growth rate，rate， light
light water
water reactor
stress corrosion
corrosion cracking
cracking (SCC)(SCC) inin high-temperature
high-temperature water，
reactorstress corrosion cracking (SCC) in high-temperature water， SCC growth rate， light water reactor

はじめに
はじめに

SUS630（17-4
PH ステンレス鋼）は，基本成分がステンレス鋼）は，基本成分がSUS630（17-4 PH
SUS630（17-4 PH ステンレス鋼）は，基本成分が17%Cr-4%Ni-4%Cu のマルテンサイト系析出硬化型ス
17%Cr-4%Ni-4%Cuのマルテンサイト系析出硬化型ス
17%Cr-4%Ni-4%Cu のマルテンサイト系析出硬化型ス
テンレス鋼であり，1020～1060℃の固溶化熱処理後にテンレス鋼であり，1020～1060℃の固溶化熱処理後にテンレス鋼であり，1020～1060℃の固溶化熱処理後に析出硬化熱処理を施し，Cu-rich 相などの微細な第相などの微細な第 22 相相
析出硬化熱処理を施し，Cu-rich析出硬化熱処理を施し，Cu-rich 相などの微細な第 2 相粒子を析出させることで，高強度と高硬度を得る材料
粒子を析出させることで，高強度と高硬度を得る材料
粒子を析出させることで，高強度と高硬度を得る材料(1)(1)．日本産業規格日本産業規格（Japanese（Japanese Industrialであるである(1)．
Industrial Standards，Standards，である ．日本産業規格（Japanese Industrial Standards，
JIS）JIS）では硬度を重視する
では硬度を重視する H900
H900 から高靱性を重視するから高靱性を重視する
JIS）では硬度を重視する H900 から高靱性を重視する
１（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所
１（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所
１（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所

H1150
H1150 まで
まで 44 段階の析出硬化熱処理，即ち段階の析出硬化熱処理，即ち H900（470H900（470
H1150 まで 4 段階の析出硬化熱処理，即ち H900（470～490℃/空冷），
H1025（540～560℃/空冷），
H1075～490℃/空冷），H1025（540～560℃/空冷），H1075（570（570～490℃/空冷），H1025（540～560℃/空冷），H1075（570～590℃/空冷），H1150（610～630℃/空冷）が規定され～590℃/空冷），H1150（610～630℃/空冷）が規定され～590℃/空冷），H1150（610～630℃/空冷）が規定され(2)(2)．海外の鉄鋼メーカ（AK-steel）では，これにているている(2)．海外の鉄鋼メーカ（AK-steel）では，これにている ．海外の鉄鋼メーカ（AK-steel）では，これに加え加え H925，H1100
H925，H1100 などさらに細かく規定されているなどさらに細かく規定されている
加え
H925，H1100 などさらに細かく規定されている(3)(3)．この H900～H1150 は析出硬化熱処理記号であり，．この
H900～H1150
は析出硬化熱処理記号であり，(3)．この H900～H1150 は析出硬化熱処理記号であり，
例えば 1150
1150 は熱処理温度の摂氏
は熱処理温度の摂氏 621℃を華氏に換算
621℃を華氏に換算
例えば
例えば 1150 は熱処理温度の摂氏 621℃を華氏に換算
した温度に相当する．この鋼種は耐食性と高強度を兼この鋼種は耐食性と高強度を兼した温度に相当する．
した温度に相当する．この鋼種は耐食性と高強度を兼ね備えていることから，軽水炉においても高強度が求
軽水炉においても高強度が求
ね備えていることから，
ね備えていることから，軽水炉においても高強度が求INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-5

114

められる弁棒等に用いられている．
められる弁棒等に用いられている．

テンレス鋳鋼やステンレス鋼溶接金属のフェライト
テンレス鋳鋼やステンレス鋼溶接金属のフェライト

SUS630の軽水炉での実機損傷事例については，の軽水炉での実機損傷事例については，
SUS630相においても報告されているが相においても報告されているが，それらの材料は，それらの材料はOlender
Olender
らがとりまとめた報告によると，析出硬化熱
らがとりまとめた報告によると，析出硬化熱

400℃で
400℃で
10,000h を超える長時間熱時効後も，PWR１
10,000h を超える長時間熱時効後も，PWR１

処処
理理
条条
件件
にに
よよ
っっ
てて
応応
力力
腐腐
食食
割割
れれ
（（
stresscorrosionstresscorrosion

次冷却材模擬環境下で優れた耐SCC性を示すことが次冷却材模擬環境下で優れた耐SCC性を示すことがcracking,
cracking,
SCC）の発生時期が異なること，推奨されるSCC）の発生時期が異なること，推奨される(11) (11)
報告されており，スピノーダル分解と，スピノーダル分解と
GG
相の析出
相の析出
報告されており析出硬化熱処理条件は，より靱性に有利な
析出硬化熱処理条件は，より靱性に有利な
H1050
H1050
以以

およびそれによる硬化が，単純におよびそれによる硬化が，単純にSCC
SCC
進展速度の増進展速度の増(4) (4)上であることを報告している上であることを報告している．加えて，熱時効によ．加えて，熱時効によ加因子とはならない場合があり，加因子とはならない場合があり，さらなる微細組織変さらなる微細組織変りり
SCC
感受性が増加すること，どのような熱処理条
SCC
感受性が増加すること，どのような熱処理条化の観点での評価が必要性と考えられる．
化の観点での評価が必要性と考えられる．

件においても，推奨される使用温度は316℃以下であ
件においても，推奨される使用温度は316℃以下であ

そこで本報告では，
そこで本報告では，同じ熱時効条件であるが同じ熱時効条件であるが
SCC
SCC
進進

ることなどを報告している．一般に，硬化はSCCににることなどを報告している．一般に，硬化はSCC

展速度に一桁以上の差異が観察された高靭性の展速度に一桁以上の差異が観察された高靭性の2 材
2 材

関係するが，SUS630
はは300～450℃の温度で長期間時関係するが，SUS630
300～450℃の温度で長期間時

料料
SUS630（H1100,
SUS630（H1100,
H1150）のH1150）の320℃×20,000
320℃×20,000
h（以降
h（以降

(5) (5)
効すると硬化が生じる場合がある
効すると硬化が生じる場合がある．また，国内での．また，国内での320℃×20kh
320℃×20khと呼ぶ）と呼ぶ）
熱時効材に着目し，熱時効材に着目し，そのミクロ組
そのミクロ組

SUS630
SUS630の弁棒折損事例では水素の関与した擬へき開の弁棒折損事例では水素の関与した擬へき開

織データを拡充し，織データを拡充し，
SCC
挙動に及ぼすミクロ組織と熱SCC挙動に及ぼすミクロ組織と熱状の割れとの報告があり状の割れとの報告があり，水素の関与が指摘されて，水素の関与が指摘されて時効硬化の影響を検討した．
時効硬化の影響を検討した．
SCC
SCC
進展データについて
進展データについている．
いる．

は再現性確認のためのデータ拡充も実施した．また，は再現性確認のためのデータ拡充も実施した．また，(6) (6)

実験室における
実験室における
SCC
挙動評価については，Tsubota
挙動評価については，Tsubota
SCC

前述のように
前述のように
SUS630
SUS630の弁棒折損事例では水素の関与の弁棒折損事例では水素の関与

らがらがBWR（boiling
BWR（boiling
water
water
reactor）の酸素を含む環境
reactor）の酸素を含む環境が指摘されている．そこで，熱時効による微細析出物が指摘されている．そこで，熱時効による微細析出物（normal（normalwater
water
chemistry，chemistry，
NWC）条件で，SUS630
NWC）条件で，SUS630
ををの生成が水素吸収量に影響することを想定し，の生成が水素吸収量に影響することを想定し，未時効
未時効含む様々な高強度ステンレス鋼の含む様々な高強度ステンレス鋼のSCC
SCC
感受性をすき
感受性をすき材および熱時効材を水素チャージし，
材および熱時効材を水素チャージし，
材料中の固溶水
材料中の固溶水

ま付定ひずみ曲げ（creviced
ま付定ひずみ曲げ（creviced
bent
bent
beam，
beam，
CBB）試験法
CBB）試験法

素量の熱時効による変化を調べ，素量の熱時効による変化を調べ，
微細析出物と水素の微細析出物と水素のにより調査し，ビッカース硬さ
により調査し，ビッカース硬さ
340340
以上で
以上で
SCC
SCC
感受
感受

関係を検討した．
関係を検討した．

(7) (7)性が増加することを報告している性が増加することを報告している．一方で，PWR．一方で，PWR（pressurized
water
water
reactor）
reactor）の１次冷却材環境下でこの（pressurizedの１次冷却材環境下でこの鋼種のSCC挙動を報告した例はほとんどなく，また鋼種のSCC挙動を報告した例はほとんどなく，また熱時効のSCCに対する影響についてはよくわかって
熱時効のSCC
に対する影響についてはよくわかって2.2.実実
験験
方方
法法


2.1
2.1供供
試試
材材


いない．
いない．
そそ
ここ
でで
著著
者者
らら
は はPWR
１１
次次
冷冷
却却
材材
模模
擬擬
水水
中中
のの
PWR

供試材は，市販の供試材は，市販のSUS630
SUS630で図で図1(b)に示すような直1(b)に示すような直SUS630ののSCC挙動について，
長期間の熱時効によるSUS630SCC
挙動について，
長期間の熱時効による

径径100100
mmmm
の棒鋼に
の棒鋼に
1038℃の固溶化熱処理後急冷の1038℃の固溶化熱処理後急冷の

影響評価に
2016
年頃から取り組んできた．これまで
影響評価に
2016
年頃から取り組んできた．これまで

後，2後，2種類の析出硬化熱処理
種類の析出硬化熱処理
H1100（600℃×6.5h／空H1100（600℃×6.5h／空の結果から，熱時効の影響がない場合，より高硬度のの結果から，熱時効の影響がない場合，より高硬度の冷）
冷），H1150（620℃×6h／空冷）を施した．H1150，H1150（620℃×6h／空冷）を施した．H1150
につ
につ

H900
とと
H1025
は，
試験温度
290℃と
320℃で，
高応力
H900
H1025
は，
試験温度
290℃と
320℃で，
高応力

いては，JIS
いては，JIS
規格に規定されている析出硬化熱処理条
規格に規定されている析出硬化熱処理条（K=30MPa√m）条件下であれば，SCC進展が確認さ（K=30
MPa√m）条件下であれば，SCC進展が確認さ

件を満足した．H1100
件を満足した．H1100
はは
JISJIS
規格にはないが，海外で規格にはないが，海外でれた．一方で，比較的高靱性の
H1100
とと
H1150
は，
れた．一方で，比較的高靱性の
H1100
H1150
は，

(3)(4)(3)(4)の使用実績の使用実績を考慮し選定した．供試材の化学組成を考慮し選定した．供試材の化学組成

試験温度
290℃以下であれば，高応力拡大係数（K=30
290℃以下であれば，高応力拡大係数（K=30
試験温度
MPa√m）条件であってもSCC進展が観察されず，良MPa√m）条件であってもSCC進展が観察されず，良(8) (8)
好な耐
SCC
性を示した
．しかし，同材料は．しかし，同材料は
400℃，
400℃，
好な耐
SCC
性を示した

350℃と
320℃で
20,000h までの熱時効により硬化し，
350℃と
320℃で
20,000h までの熱時効により硬化し，SCC進展を生じるようになり，熱時効時間とともにSCC
進展を生じるようになり，熱時効時間とともにSCC
進展速度が増加すること，またその硬化は数
nmnm
SCC
進展速度が増加すること，またその硬化は数
サイズの微細な
Cu-rich相の析出，G相の生成，スピ
サイズの微細な
Cu-rich相の析出，G相の生成，スピ
ノーダル分解など複数の硬化因子によることについノーダル分解など複数の硬化因子によることについ(9)(10)(9)(10)て報告したが，が，各々の析出物の硬化および各々の析出物の硬化および
SCC
SCC
へへ
て報告した

の寄与については未だ不明確である．
の寄与については未だ不明確である．
スピノーダル分解とGG
相の析出は，熱時効したス
スピノーダル分解と相の析出は，熱時効したス

図図1 1試験片寸法と採取方位試験片寸法と採取方位

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-5

115

表 
表 
供試材の化学組成
供試材の化学組成
ZWZW 
C C

Si Si Mn Mn

P P

S S

Cu Cu Ni Ni

Cr Cr

Nb Nb Fe Fe

Spec.
Spec. ≤0.07≤0.07≤1.00≤1.00≤1.00≤1.00MaxMax MaxMax3.003.00-3.003.00-15.0015.00-0.150.150.030 5.005.00 5.005.0017.50
17.500.450.45 Bal.Bal.
0.040
0.0400.030
0.050.05 0.260.26 0.840.840.034
0.0340.003
0.0033.323.32 4.264.26 15.60
15.60 0.240.24
分析値
分析値


表 
表 
供試材
供試材
の機械的性質の機械的性質

析出硬化
析出硬化

試験
試験 耐力
耐力 引張強さ
引張強さ 伸び
伸び 絞り
絞り 硬さ
硬さ 硬さ
硬さ
(MPa) (MPa)(MPa) (%)(%) (%)(%) HBW
HBW HV1HV1
熱処理条件 温度
温度 (MPa)
熱処理条件
RT RT
600℃×6.5
時間,
600℃×6.5
時間,
H1100
H1100
RT RT
空冷
空冷
320℃
320℃

(793)
(793)

(965)
(965)

(14)(14) -

-

-

-

976976

1041
1041

21 21

60 60

331331 349349

80780785485413 13

57 57 -

-

-

RT RT
620℃×6時間,
620℃×6
時間,
H1150
H1150
RT RT
空冷
空冷
320℃
320℃

(725)
(725)

(930)
(930)

(277) (16)(16) (50)(50) (277)

-

1000
1000

1049
1049

20 20

59 59

83883888088013 1356 56 ----

341341 348348---

   ：溶体化熱処理条件は，全て
 ：溶体化熱処理条件は，全て1038℃/
1038℃/
急冷急冷*1*1( )内，JIS
規格値（全て下限値）
規格値（全て下限値）
  ( )内，JISを表を表
1 に，析出硬化熱処理条件と機械試験結果を表
1 に，析出硬化熱処理条件と機械試験結果を表2 2（mm）を試験時間t（sec）で除して求めた．なお，（mm）を試験時間t（sec）で除して求めた．なお，に示した．全ての析出硬化熱処理条件で，強度はJIS JISに示した．全ての析出硬化熱処理条件で，強度は1,000
h 未満で破断した試験片のSCCSCC
深さは一律
6 mm
1,000
h 未満で破断した試験片の
深さは一律
6 mm

あるいは海外規格を満足した．
これらの2 種類の析出
あるいは海外規格を満足した．
これらの2 種類の析出

として
SCCSCC
進展速度を算出した．
として進展速度を算出した．

硬化熱処理材に熱時効処理を施し，硬化とSCCSCC
挙動挙動
硬化熱処理材に熱時効処理を施し，硬化と

に及ぼす熱時効の影響を評価した．
熱時効温度は，400 400に及ぼす熱時効の影響を評価した．
熱時効温度は，

2.32.3
硬
さ
硬さ

～320℃で最長
20,000h とした．
これらの供試材から，～320℃で最長
20,000h とした．
これらの供試材から，



図 1(a)に示した
0.5 インチ厚さの（compact
tension,CT）
図 1(a)に示した
0.5 インチ厚さの（compact
tension,CT） 析出硬化熱処理および熱時効による硬さ変化は，
ビ ビ 析出硬化熱処理および熱時効による硬さ変化は，試験片を，同図(c)に示した方位で採取し，SCCSCC
進展試
試験片を，同図(c)に示した方位で採取し，進展試

ッカース硬さ（試験荷重1㎏）で5点計測し平均値で評
ッカース硬さ（試験荷重1㎏）で5点計測し平均値で評験に供した．また，硬さ試験片は，同図(c)に示したよ
験に供した．また，硬さ試験片は，同図(c)に示したよ(10) (10)価した．個別の測定値は，前報で報告済み
であるが
であるが
価した．個別の測定値は，前報で報告済み

うに軸方向断面で採取した．
うに軸方向断面で採取した．

再掲する．
再掲する．

2.22.2
SCC
 SCC
進展
進試
展験
試と
験試
と験
試後
験の
後評
の価
評価
 

2.42.4
微
細
微組
細織
組観
織察
観察






SCCSCC
進展試験は標準的な進展試験は標準的なPWR１次冷却材環境を模
PWR１次冷却材環境を模

 熱時効による微細組織の評価は，アトムプローブ
 熱時効による微細組織の評価は，アトムプローブ

擬し擬し
500 500
ppmppmB+2B+2
ppmppm
Li+30cc/kg-DHの水中で実施しLi+30cc/kg-DHの水中で実施し

（Atom
probe
tomography，APT）分析を行った．APT
（Atom
probe
tomography，APT）分析を行った．APT

た．試験温度は320℃とした．全ての荷重条件は一定
た．試験温度は320℃とした．全ての荷重条件は一定

測定には，米国Imago社（現CAMECA社）製の局所電測定には，米国Imago社（現CAMECA社）製の局所電荷重とし，応力拡大係数の目標値はK=30MPa√m
としとし
荷重とし，
応力拡大係数の目標値はK=30MPa√m

極型３次元アトムプローブ（LEAP
3000X
HR）を用い極型３次元アトムプローブ（LEAP
3000X
HR）を用いた．試験時間は
1,000
h を目安として実施した．
た．試験時間は
1,000
h を目安として実施した．

た．測定は，レーザーパルスモードで行った．測定条
た．測定は，レーザーパルスモードで行った．測定条

SCCSCC
進展試験終了後，大気中疲労試験機にて破面開進展試験終了後，大気中疲労試験機にて破面開件は，試料温度35
K，レーザー出力0.2
nJ，パルス周波
件は，試料温度35
K，レーザー出力0.2
nJ，パルス周波

放し，
デジタルマイクロスコープおよび走査型電子顕放し，
デジタルマイクロスコープおよび走査型電子顕数200
kHzである．
収集したデータは，専用ソフトウェ
数200
kHzである．
収集したデータは，専用ソフトウェ

微鏡（scanningelectronmicroscopy，SEM）により破面微鏡（scanningelectronmicroscopy，SEM）により破面

ア上で元素の種類を決定し，Fe，Fe，
Cr，Cr，
Cu，Cu，
Ni，Ni，
Mn，
Si，Si，
ア上で元素の種類を決定し，Mn，観察し，破面形態とSCCSCC
進展深さを評価した．
観察し，破面形態と進展深さを評価した．

Mo，P，Nb，Cの３次元像形成処理（測定したデータ
Mo，P，Nb，Cの３次元像形成処理（測定したデータ

SCCSCC
進展深さは，
板厚方向に5～10
点計測しその平進展深さは，
板厚方向に5～10
点計測しその平均値とした．
均値とした．
SCCSCC
進展速度
CGR（mm/sec）は，SCC
進展深さ
a a
進展速度
CGR（mm/sec）は，SCC
進展深さ

からアトムマップを再構築するコンピュータ処理）
を をからアトムマップを再構築するコンピュータ処理）行った．なお，３次元像形成処理においては，アトム行った．なお，３次元像形成処理においては，アトム
マップのz 方向長さを最適化するために，電解蒸発マップのz 方向長さを最適化するために，電解蒸発116

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-5

場（Evaporation Field）= 28.0 V/nmとアトムマップの伸未満で破断に至り，同じ熱時効条件（320℃×20kh）で縮係数（Image Compression Factor）= 1.65を用いた．スもH1100とH1150でSCC進展挙動に差異があることがピノーダル分解の程度を定量的に調べるために，第一示唆された．

近接分布解析法 (13) を用いてCr濃度の分布解析を実施

このSCC挙動の差異を定量的に比較するため，SCCした．また，解析においてCuあるいはNi，Mn，Siのク進展速度を熱時効時間に対してプロットしたものをラスタは除外した領域で実施した．第一近接分布解析

図3に示す．400℃と350℃の熱時効条件では，H1100と法では，Crについて第一近接間距離を計算して頻度分

H1150両者のSCC進展に及ぼす熱時効の影響は類似の布を求め，ランダム配置を仮定した分布との差をとっ傾向であり，その差は大きくなかった．一方で，た．第一近接分布解析法ではこの差の積分値で1NN

320℃×20kh熱時効材のデータを比較すると，図3中矢（1st nearest neighbor）パラメータの値が定義される．

印で示したように一桁程度の差異が観察された．このスピノーダル分解が進行すると，頻度分布とランダム

ことは，熱時効による微細組織変化など，SCC進展挙分布の差が大きくなり，1NNパラメータも大きくなる

動に及ぼす何らかの差異がある可能性が示唆される．

ので，これをスピノーダル分解の指標とした．

2.5 固溶水素量の分析
SUS630 （ H1100 と H1150 ） の 未 時 効 時 と 熱 時 効（320℃×20kh）材を対象として，水素チャージ前後の
水素吸収量を評価した．水素チャージ用の試験片は，
寸法：5 mm × 5 mm × L10 mm 以下に加工したものを準備した．これに水素チャージ時間 0, 2, 4, 6 hで水素チャージ後，昇温脱離ガス分析（Temperature desorption
gas analysis, TDA）を実施した．昇温条件は5K/min，測定温度範囲は室温～約1100Kまでとした．
水素チャージ条件は，池田らの報告(14)を参考に，溶液は293Kに調整した0.5 vol.%の硫酸＋0.5 g/lの亜ひ酸を用いた．試験片表面の浸漬部位での電流密度が0.1
mA/cm2になるように設定し，水素チャージ後，速やかに水素量測定に供した．

図 2 SCC 進展試験後の破面

3. 実験結果
3.1 6&&進展速度の熱時効依存性
図2に，SUS630（H1100とH1150）熱時効（320℃×20kh）
材のSCC進展試験（320℃PWR１次冷却材環境）後のSCC破面を示す．H1100熱時効（320℃×20kh）材は955h
試験後，板厚方向に均一なSCC進展が観察された．
H1100の未時効ではほとんどSCC進展が観察されない(8)ため，熱時効の影響によりSCC進展感受性が増加したと考えられる．次にH1150熱時効材では，図2(b)のよ
うに955hで破断に至り，より熱時効の影響を受けたことが示唆される．なお，再現性確認のため実施した
H1150熱時効材の結果（図2(c)）でも，362 hと1,000 h

図 3 SCC 進展速度の熱時効依存性

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-5

117

3.2 硬さの熱時効依存性
図4にSUS630（H1100とH1150）の硬さの熱時効依存性を示す．H1100とH1150両者の硬さに及ぼす熱時効の影響は類似の傾向であり，その差は大きくなかった．
SCC進展速度に差異の確認された320℃×20kh熱時効材でH1100とH1150を比較すると，両者ともHV1=400程度（図中矢印で示した）と硬さの観点での差異は観察されなかった．

× × QP

図 5 SUS630 のアトムマップ
H1100（320℃×20kh）

図 4 硬さの熱時効依存性

3.3 熱時効材（320℃×20kh））の微細組織
図5にH1100（320℃×20kh）熱時効材，図6にH1150（320℃×20kh）熱時効材のアトムマップを示す．分析
結果は全てマルテンサイト母相中の分析結果である．
図中Cuのアトムマップに矢印で示した30 nmサイズのCu-rich相は未時効材のH1150でも観察される(9)ので，熱時効前（析出硬化熱処理後）に生成した析出物と考えられる．一方で，数 nmサイズのCu-rich相は，未時
効材のH1150では観察されない(9)ので，320℃×20khの
熱時効により生成したと考えられる．このCu-rich相とほぼ同じ位置にSiとNiとMnを含むG相の生成も確認された．これらの熱時効生成物は，前報で報告した
H1150の320℃×10kh熱時効材でも観察されている(10)．
これらの微細な熱時効生成物のクラスタ解析を実施した．クラスタ解析にあたっては，30 nmサイズの析
出物を除外し図5，6で示したような赤枠内に限定し評価した．この微細なCu-rich相とG相は隣接して存在す(52 × 49 × 241 nm)

図 6 SUS630 のアトムマップ
H1150（320℃×20kh）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-5

118

(10)
(10)
ることを前報で報告した
ることを前報で報告したが，が，本報告ではコア原子を
本報告ではコア原子を

H1150との比較においても，水素吸収量に明確な差は
H1150との比較においても，水素吸収量に明確な差は

Cu,
Cu,Ni,
Ni,Mn,
Mn,Siとしてクラスタ解析を実施し，一つのク
Siとしてクラスタ解析を実施し，一つのクなく，むしろSCC進展速度の遅いH1100の方が若干多なく，むしろSCC進展速度の遅いH1100の方が若干多ラスタとして取り扱った．その結果を表3に取りまとラスタとして取り扱った．その結果を表3に取りまとい傾向であった．これらの結果から，それらの熱時効い傾向であった．これらの結果から，それらの熱時効めた．
また，クラスタの平均組成を表4に示した．
H1100
めた．
また，
クラスタの平均組成を表4に示した．
H1100

生成物が水素のトラップサイトとは関係しないこと
生成物が水素のトラップサイトとは関係しないこととH1150の熱時効材ともに数とH1150の熱時効材ともに数nmサイズのクラスタがnmサイズのクラスタがが示唆された．
が示唆された．

確認され，H1150熱時効材ではそのサイズがやや大き確認され，H1150熱時効材ではそのサイズがやや大き
く，数密度もわずかに多い傾向であるものの，両者にく，数密度もわずかに多い傾向であるものの，両者に大きな差異はなかった．
クラスタ平均組成もわずかな大きな差異はなかった．
クラスタ平均組成もわずかな差は見られるが大きな差ではなかった．
スピノーダル
差は見られるが大きな差ではなかった．
スピノーダル
分解の進行度は1NNパラメータで0.055および0.057と分解の進行度は1NNパラメータで0.055および0.057と両者ともに差が明瞭ではなく，
スピノーダル分解の硬両者ともに差が明瞭ではなく，
スピノーダル分解の硬化への影響は少ないものと考えられた．以上から，化への影響は少ないものと考えられた．以上から，
320℃×20kh熱時効材の主たる熱時効硬化因子は，
前者
320℃×20kh熱時効材の主たる熱時効硬化因子は，前者の熱時効生成物が寄与したことが示唆され，H1100との熱時効生成物が寄与したことが示唆され，H1100とH1150の320℃×20kh熱時効材の硬さがHV=400とあま
H1150の320℃×20kh熱時効材の硬さがHV=400とあまり変わらないこととも整合する．
り変わらないこととも整合する．

表表  解析結果一覧
解析結果一覧

図図7 7 水素吸収量の分析結果例
水素吸収量の分析結果例
H1150（320℃x20kh）
H1150（320℃x20kh）（（）内は標準偏差）内は標準偏差表表  クラスタ平均組成
クラスタ平均組成DW
DW

3.4
3.4 固
固溶
溶水
水素
素量
量分
分析
析結
結果
果

図7にH1150熱時効材
図7にH1150熱時効材（320℃×20kh）（320℃×20kh）の水素放出曲線の水素放出曲線を示す．TDA測定は，水素チャージ時間を0,を示す．TDA測定は，水素チャージ時間を0,2,2,4,4,6 6hとhとし，それぞれ測定した．図のように，水素チャージ時
し，それぞれ測定した．図のように，水素チャージ時間が長くなるにつれて，400
間が長くなるにつれて，400K近傍のピークが増大す
K近傍のピークが増大することが分かる．一般に，弱い結合のトラップサイト
ることが分かる．一般に，弱い結合のトラップサイト
からの水素の放出は比較的低温の100～200℃に対応からの水素の放出は比較的低温の100～200℃に対応
し，いわゆる「拡散性水素」として議論されることがし，いわゆる「拡散性水素」として議論されることが多いが，ここでは水素チャージによって明確に増加が多いが，ここでは水素チャージによって明確に増加が確認された700K以下の吸収量を積算し，水素チャー確認された700K以下の吸収量を積算し，水素チャー
ジ時間毎に図8に示した．H1100，H1150ともに，未時
ジ時間毎に図8に示した．H1100，H1150ともに，未時
効材と熱時効材の水素吸収量を比べると，
熱時効前後
効材と熱時効材の水素吸収量を比べると，
熱時効前後の水素吸収量に大きな差はなかった．またH1100との水素吸収量に大きな差はなかった．またH1100と

図図8 8 700K
700K以下の水素吸収量の比較
以下の水素吸収量の比較

4．
4．
．
．考
考察
察

SUS630（H1100とH1150）熱時効材（320℃×20kh）
SUS630（H1100とH1150）熱時効材（320℃×20kh）に着目してその微細組織を調べた結果，数に着目してその微細組織を調べた結果，数nmサイズ
nmサイズのCu-rich相が生成すること，また隣接してG相が生成のCu-rich相が生成すること，また隣接してG相が生成することが確認された．図9に各種熱時効条件のスピすることが確認された．図9に各種熱時効条件のスピ
ノーダル分解の1NNパラメータを熱時効時間に対しノーダル分解の1NNパラメータを熱時効時間に対してプロットして示した．第一近接分布解析法では，Crてプロットして示した．第一近接分布解析法では，Crについて第一近接間距離を計算して頻度分布を求め，について第一近接間距離を計算して頻度分布を求め，ランダム配置を仮定した分布と差をとった．
第一近接
ランダム配置を仮定した分布と差をとった．
第一近接
分布解析法ではこの差の積分値で1NN（1st分布解析法ではこの差の積分値で1NN（1stnearest
nearestneighbor）パラメータの値が定義される．スピノーダ
neighbor）パラメータの値が定義される．スピノーダ

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-5119

ル分解が進行すると，
ル分解が進行すると，頻度分布とランダム分布の差が頻度分布とランダム分布の差が

効SUS630のSCC進展の増加には，マルテンサイト母効SUS630のSCC進展の増加には，マルテンサイト母

大大ききくくななりり，，1NN
1NNパパララメメーータタもも大大ききくくななるる．．

相内の微細析出物および硬化が寄与したものと考え
相内の微細析出物および硬化が寄与したものと考え

320℃×20kh熱時効材のスピノーダル分解は，
図5と6の320℃×20kh熱時効材のスピノーダル分解は，
図5と6の

られる．
しかし，
本報告で確認したH1100とH1150の微
られる．
しかし，
本報告で確認したH1100とH1150の微Crのアトムマップからも濃度変調を示す特徴は明瞭
Crのアトムマップからも濃度変調を示す特徴は明瞭

細析出物の差異は，両者のSCC進展速度の差異を説明
細析出物の差異は，両者のSCC進展速度の差異を説明

でないが，
図9の1NNパラメータにおいても，
この熱時
でないが，
図9の1NNパラメータにおいても，
この熱時するには，十分な差とは言い難い．今後このSCCメカ
するには，十分な差とは言い難い．今後このSCCメカ

効条件のスピノーダル分解の進行は明瞭ではなかっ
効条件のスピノーダル分解の進行は明瞭ではなかっ

ニズム検討のためには，
高温水中の酸化挙動や亀裂進ニズム検討のためには，
高温水中の酸化挙動や亀裂進

た．
以上からこの熱時効条件の主たる熱時効硬化因子
た．
以上からこの熱時効条件の主たる熱時効硬化因子

展経路などSCC挙動に影響する微細析出物以外の影
展経路などSCC挙動に影響する微細析出物以外の影は数は数nmサイズのCu-rich相とG相の生成によるものとnmサイズのCu-rich相とG相の生成によるものと響因子の検討も必要と考えられる．
響因子の検討も必要と考えられる．

考えられる．
考えられる．
400℃の熱時効硬化因子としては，マルテンサイト
400℃の熱時効硬化因子としては，マルテンサイト
相中においても400℃で5,000
相中においても400℃で5,000hの熱時効でスピノーダ
hの熱時効でスピノーダ
ル分解とG相の析出が生じることが，Murayamaらから
ル分解とG相の析出が生じることが，Murayamaらから報告さ
H1150のの報 告されてれておりおり(15)(15)，，本本研研究究ででもも前前報報ににててH1150
400℃で3,000
400℃で3,000h以上の熱時効条件では，APT分析によ
h以上の熱時効条件では，APT分析によりこのスピノーダル分解とG相の生成を確認するとりこのスピノーダル分解とG相の生成を確認するとともに，微細なCu-rich相の生成を確認し報告している
ともに，
微細なCu-rich相の生成を確認し報告している(9)(10)(9)(10)．図9のH1150の400℃の熱時効条件の1NNパラメ．図9のH1150の400℃の熱時効条件の1NNパラメ

ータは，ータは，320℃の値よりも明確に大きかった．400℃
320℃の値よりも明確に大きかった．400℃の値は，比較のため示したステンレス鋳鋼SCS14Aのの値は，比較のため示したステンレス鋳鋼SCS14Aのフェライト相中の1NNパラメータに比べると小さい
フェライト相中の1NNパラメータに比べると小さい
もののCrのアトムマップにおいても明瞭なCrの濃度
もののCrのアトムマップにおいても明瞭なCrの濃度(9)(9)
変調が確認されていることから，スピノーダル分解
ことから，スピノーダル分解
変調が確認されている図図  1111パラメータと時効時間の関係
パラメータと時効時間の関係は進行している．したがって，400℃の熱時効条件には進行している．したがって，400℃の熱時効条件においては，
スピノーダル分解も熱時効硬化に寄与する
おいては，
スピノーダル分解も熱時効硬化に寄与するものと考えられる．
これらの結果から，
熱時効条件（熱ものと考えられる．
これらの結果から，
熱時効条件
（熱

5．
5．
．
．結
結論
論

時効温度，時間）によって各々熱時効析出物の生成量
時効温度，時間）によって各々熱時効析出物の生成量は異なる傾向が見られ，今後SCC挙動および熱時効硬は異なる傾向が見られ，今後SCC挙動および熱時効硬同一熱時効条件で硬さもほぼ同じHV1=400程度の同一熱時効条件で硬さもほぼ同じHV1=400程度の化と微細組織の関係を明瞭にするためには，
より詳細化と微細組織の関係を明瞭にするためには，
より詳細

SUS630（H1100とH1150）の320℃×20kh熱時効材のSUS630（H1100とH1150）の320℃×20kh熱時効材のな整理が必要と考えられる．
な整理が必要と考えられる．

SCC進展速度に一桁程度差異があったことに着目し,SCC進展速度に一桁程度差異があったことに着目し,

本報告では，熱時効生成物の増加により，水素吸収
本報告では，熱時効生成物の増加により，水素吸収

これらの熱時効材の微細組織を詳細に調べ，各々微細
これらの熱時効材の微細組織を詳細に調べ，各々微細挙動に何らかの変化を見出すことを意図し，熱時効前挙動に何らかの変化を見出すことを意図し，
熱時効前

組織変化とSCC挙動の関係について検討した．
また,吸組織変化とSCC挙動の関係について検討した．
また,吸後の水素吸収量についても調査したが，熱時効前後で後の水素吸収量についても調査したが，熱時効前後で収水素量についても調べ，
微細組織との関係を検討し収水素量についても調べ，
微細組織との関係を検討し水素チャージ後の水素吸収量に大きな違いは観察さ
水素チャージ後の水素吸収量に大きな違いは観察さた結果以下の知見を得た．
た結果以下の知見を得た．

れなかった．このことは，前述の微細な熱時効生成物
れなかった．このことは，前述の微細な熱時効生成物

熱時効により生成した数
熱時効により生成した数nmサイズのCu-rich相とnmサイズのCu-rich相とが，水素トラップサイトとは関係しないことを示唆すが，水素トラップサイトとは関係しないことを示唆す

隣接して生成するG相が，硬さとSCC挙動へ影響する
隣接して生成するG相が，硬さとSCC挙動へ影響するる．
一方で，
前述のように一部のSUS630の弁棒折損事る．
一方で，
前述のように一部のSUS630の弁棒折損事可能性が示唆された．スピノーダル分解は，この熱時可能性が示唆された．スピノーダル分解は，この熱時(6)(6)
例において，水素の関与が指摘されている
．本研究
．本研究
例において，水素の関与が指摘されている

効条件では顕著ではなく，硬さおよびSCC進展への寄効条件では顕著ではなく，硬さおよびSCC進展への寄結果が直ちにSCC挙動に及ぼす水素の関与を否定す
結果が直ちにSCC挙動に及ぼす水素の関与を否定す

与は少ないものと考えられた．
与は少ないものと考えられた．

るものではないが，水素脆化機構との関連性を含めてるものではないが，水素脆化機構との関連性を含めてさらなる検討が必要である．
さらなる検討が必要である．

水素吸収の観点では，それらの熱時効生成物は水素
水素吸収の観点では，それらの熱時効生成物は水素のトラップサイトとは関係しないことが示唆された．
のトラップサイトとは関係しないことが示唆された．

破面形態や既報のSCC進展経路から，SCCは主とし破面形態や既報のSCC進展経路から，SCCは主として旧オーステナイト粒界ではなく，
マルテンサイト相て旧オーステナイト粒界ではなく，
マルテンサイト相

今後，熱時効したSUS630のSCCメカニズム検討の今後，熱時効したSUS630のSCCメカニズム検討の粒内を進展し，またラス状組織に対しては，直交方向
粒内を進展し，またラス状組織に対しては，直交方向ため，高温水中の酸化挙動や亀裂進展経路など，微細ため，高温水中の酸化挙動や亀裂進展経路など，微細

(10)
(10)

のものが多い傾向であった．したがって，この熱時のものが多い傾向であった ．したがって，この熱時

析出物以外のSCC影響因子の検討も予定している．
析出物以外のSCC影響因子の検討も予定している．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-5

120

謝 辞

International Congress on Advances in Nuclear Power

Plants, ICAPP 2017, 17432, (2017).
本研究を遂行するにあたり，各種実験準備や腐食試(12) 牧正志, “鉄鋼の相変態―マルテンサイト変態編

験等の実施，データ整理や解析のサポートにあたって

Ⅰ―鉄合金のマルテンサイト変態の特徴―”,

は，㈱原子力安全システム研究所 材料グループ 村りあ, p.557, 第54巻, 第11号, (2015).

上公治氏，黒崎登氏，小島敦子氏，宮下明子氏による多大な協力があった．この場を借りて謝意を表します．

まて(13) M. Kato, Acta Met., 29 (1981) 79.

(14) 池田裕樹, ” 高強度マルテンサイト系ステンレス

鋼の水素脆化”Sanyo Technical Report Vol.9 (2002)



引 用文 献 

No.1
(15)



M.Murayama,

Y.

Katayama

and

K.

Hono,

(1) ステンレス鋼便覧,日刊工業新聞社,p.642, (1976).

“Microstructural evolution in a 17-4 PH stainless steel(2) JIS G 4303 (2005), “ステンレス鋼棒”, JIS ハンドブ

after Aging at 400℃”, Metall. Mater. Trans. A. Vol.

ック, 鉄鋼Ⅰ, p.1099, (2007).
(3) 17-4PH Stainless steel, Products Data Sheet, AK Steel,(2007).
(4) A. Olender, J Gorman, C. Marks, G. Ilevbare, “Recent
Operating Experience Issues with 17-4PH in LWRs”,
Fontevraud 8, (2014).
(5) B. Yrieix, M. Guttmann, “Aging between 300 and 450℃
of wrought martensitic 13-17 wt% Cr stainless steels”,
Materials Science and Technology, 9, pp.125-134,(1993).
(6) ニューシア, 報告書番号1988-九州-T007, 登録日2004
年 3 月 26 日 ,更 新 日 2005 年 7 月 7 日 ,http://www.nucia.jp/nucia/kn/KnTroubleView.do?troubleI
d=1517(7) M. Tsubota, K. Hattori, T. Kaneko, T. Okada, “Effect ofTempering Temperature on SCC Susceptibility ofMartensitic Stainless Steels in High Temperature
Water”, 4th Int. Conf. of Degradation of Materials in
Nuclear Power Systems Water Reactor, pp.9-66-75,(1990).
(8) 山 田 卓 陽 , 寺 地 巧 , 岡 本 マ キ エ , 有 岡 孝 司 ,“SUS630 の 高 温 水 中 の SCC 進 展 挙 動 ”, INSSJOURNAL Vol.24, pp.101-108, (2017).
(9) 山 田 卓 陽 , 寺 地 巧 , 岡 本 マ キ エ , 有 岡 孝 司 ,“SUS630の高温水中のSCC進展挙動（第2報）-熱時
効，温度，応力の影響”, INSS JOURNAL Vol.25,
pp.91-101, (2018).
(10) 山 田 卓 陽 , 寺 地 巧 , 岡 本 マ キ エ , 有 岡 孝 司 ,“SUS630 の高温水中SCC挙動に及ぼす長時間熱時
効 の 影 響 ”, INSS JOURNAL Vol.27, pp.187-196,(2020).
(11) T. Yamada, T. Terachi, T. Miyamoto and K. Arioka,

30A, pp. 345-353, (1999).

,166-2851$/9RO  17;;INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6

１
12177 合金冷間加工材の粒界キャビティ生成型による亀裂発生
時間の評価
Evaluation of crack initiation time due to grain boundary cavity formation for cold worked Alloy
690TT


＊1
＊2
＊1
大厩 大�
徹（Toru…Oumaya）
寺地 巧
巧（Takumi…Terachi）
山田
卓陽（Takuyo…Yamada）
徹 7RUX 2XPD\D寺地
7DNXPL 7HUDFKL 山田
卓陽 7DNX\R<DPDGD



＊1
國谷 耕平 .RKHL.RNXWDQL＊1 有岡
.RML$ULRND
國谷…耕平（Kohei…Kokutani）
有岡孝司
孝司（Koji…Arioka）

要約 77 合金では，粒界にキャビティが生成する現象が 3:5 次系環境水によって促進され，
6&& 発生に至る可能性が指摘されている．本研究では，77 合金における粒界キャビティ生成型の 6&& 発生の可能性を検討するため，ブラントノッチ &7 試験片を用いて高温大気中のクリープ試
験により粒界キャビティ生成に対する冷間加工度依存性や温度依存性を系統的に把握し，それらの関係式を検討した．その上で，3:5 プラントの運転温度における粒界キャビティ生成型による6&& 発生の可能性について評価した．，及び の冷間加工 &: 材を用いて，360℃～475℃の温度範囲で高温大気中のクリープ試験で亀裂発生時間 加速クリープ到達時間 を取得した結果，冷間加工度の増大とともに亀裂発生時間が短くなる傾向が得られると共に，&: 材及び &: 材
でアレニウス型の温度依存性が認められ，活性化エネルギーはそれぞれ N-PRO 及び N-PROと評価された．さらに冷間加工度，温度，活性化エネルギーをパラメータとして粒界キャビティ生成型機構による亀裂発生時間を算出する関係式を検討した結果，&: 材及び &: 材の試験デー
タを良好に再現する関係式が得られた．得られた関係式により，&: 材の 320℃における亀裂発
生時間を試算した結果，粒界のキャビティ生成のみを因子として考慮すると亀裂発生に至るまで
約  年との結果が得られ，冷間加工度や応力が小さくなるとさらに長期間を要することが示唆された．
キーワード77 合金冷間加工亀裂発生ブラントノッチ &7キャビティ生成クリープ試験

Abstract Cavities formed on grain boundaries of Alloy 690TT may lead to SCC initiation when exposed to
PWR primary water. This research focuses on influence of cold work and temperature on grain boundary
cavity formation. Creep test with blunt notch CT specimen were conducted under high temperature air toobtain crack initiation time (time to reach tertiary creep). Cold work and temperature dependence were
evaluated based on the test result. Correlation formula calculating crack initiation time based on the test result
was determined. Then, possibilities of SCC initiation under operating temperature of PWR plant due to grainboundary cavity formation were evaluated based on the formula. The test with 10%, 20% and 30% cold
worked Alloy 690TT under 360oC to 475oC revealed cold work reduces crack initiation time. Also, Arrhenius
type temperature dependence was observed for crack initiation time. Activation energy of 20% and 30% cold
worked Alloy 690TT were evaluated as 212kJ/mol and 231kJ/mol, respectively. The correlation formula that
calculates crack initiation time based on cold work ratio, temperature and activation energy were determined
and good correlation were observed with the tested data for 20% and 30% cold worked Alloy 690TT.
According to the formula, crack initiation time of 30% cold worked Alloy 690TT was calculated as
approximately 129 years only considering grain boundary cavity formation. It was also indicated that lower
cold work ratio and lower stress condition would extend the crack initiation time.
Keywords
Keywords…Alloy…690TT,…cold…work,…crack…initiation,…blunt…notch…CT,…cavity…formation,…creep…testing
Alloy
690TT, cold work, crack initiation, blunt notch CT, cavity formation, creep testing

1. ．緒
緒
言言 
１

生・進展事例が報告されている  ．そのため，3:5 プ
ラントの  系合金を使用している機器では，耐 6&&ニッケル基合金の一種である  系合金は加圧水性に優れる  系合金を用いた部材への交換や補修

型軽水炉（SUHVVXUL]HGZDWHUUHDFWRU3:5）プランが進められた．対策材として採用された  系合金に

VWUHVVト の １ 次 冷 却 材 環 境 下 で 応 力 腐 食 割 れ （ VWUHVV

ついては，現在までのところ，6&& 発生の報告例はな

FRUURVLRQ FUDFNLQJ 6&&）感受性を有することが知い．

られており，国内外の実機プラントで多くの 6&& 発

一方，実験室では強い冷間加工 FROG ZRUN &: を１ （株）原子力安全システム研究所 技術システム研究所＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所 技術システム研究所
２株＊ 2 元（株）原子力安全システム研究所…元（株）原子力安全システム研究所 技術システム研究所
技術システム研究所現在関西電力
現…関西電力（株）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6122

付与することにより亀裂進展の感受性を示すことが報告 ～ 

されており，米国では  系合金を対象とした亀裂進展速度線図も策定されつつある

．

可能性を検討するため，高温大気中のクリープ試験により粒界キャビティ生成に対する冷間加工度依存性
や温度依存性を系統的に把握し，それらの関係式を検

また，6&& 発生についても 6&& 進展試験と同様に冷討した．その上で，3:5 プラントの運転温度における間加工などの促進因子を加味して検討が行われ，=KDL

キャビティ生成型による 6&& 発生の可能性についてらが &: 材で 360℃の 3:5 次冷却材模擬水環境中評価した．

において丸棒の引張試験片に 耐力相当の荷重を付与して K 程度の定荷重試験を実施した際に，試験片表面に深さ μm を超えるキャビティ生成を伴った粒界割れが生じたことを報告している  ．寺地ら

2.
実
験方法
２．実
験方法
2.1
１試材及び試験片
２．供
 供試材及び試験片も &: 材でブラントノッチ型 &7（EOXQW QRWFKFRPSDFW WHQVLRQ %1&7）試験片によりノッチ先端に供試材には，表に示す化学組成の77合金を用い

耐力相当の荷重を付与して K の定荷重試

た．供試材の熱処理は，溶体化処理の後，700℃でK

験を行ない，ノッチ先端に微細な亀裂状の開口が生じの特殊熱処理 77処理 を施した．供試材に，，．さらに，寺地らは変形を許の条件の冷間圧延を行なった．表にそれぞれの容した高応力条件 耐力の  倍程度の荷重を付

冷間加工度における機械特性を示す．試験片形状を図

与 下では &: 材及び &: 材の 360℃の 3:5 次系

に示す．試験片は，外形寸法が7&7試験片と同一

模擬水環境中における K 程度の定荷重試験で，で予亀裂を導入せずノッチ先端を5 ㎜の8字型のノッチ先端に亀裂状の開口が生じ，その開口の断面観形状とし，亀裂発生試験片として用いた．試験片は冷察により前駆挙動として粒界上にキャビティが生成間加工した供試材から7/方向で採取し，ノッチ先端たことを報告している

している状況が観察されたことを報告している．こはダイヤモンドペーストμm仕上げとした．

れらの知見から，特に 6&& 感受性の低い  系合金の6&& 発生に際しては粒界キャビティの生成が影響因子となる可能性がある．
粒界キャビティ生成型の 6&& 発生機構は，高温クリ表供試材の化学組成 ZW
&

6L

0Q

3





 

6

&X

1L

&U

)H

  





ープで知られる粒界にキャビティが生成する現象が
表供試材の機械特性

環境水の影響によって促進され，プラントの長期供用時に 3:5 次冷却材環境中で顕在化することを想定した機構である．具体的には，粒界に集積する空孔が

冷間加工
度 

集合体を形成し，粒界にキャビティを生じることで粒界結合力を低下させるとした仮説である．冷間加工は



材料中に空孔を導入するため，空孔の集積により生じる粒界キャビティ生成を促進する因子となり得る．
$ULRND らは冷間加工を加えたステンレス鋼中のニッ



ケルの体拡散について ～500℃で評価を行ない，冷間加工を付与することにより拡散が数桁速くなることを報告している  ．

温度
(°C)

耐力
03D

引張強さ
03D

室温

















室温

















室温

















これまでに主として ℃以上の温度条件下で粒界上にキャビティ生成が確認されているが，より低温の場合でも寺地らが &: 材の ℃で試験した 6&& 進
展試験片の亀裂先端近傍の断面観察で粒界にキャビティが認められたことを報告しており  ，3:5 プラン
トの運転温度域での粒界キャビティ生成も否定できない状況である．
本研究では，77 合金 WKHUPDOWUHDWPHQW特殊
熱処理 における粒界キャビティ生成型の 6&& 発生の単位PP
図%1&7試験片の形状

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6２高温大気中の亀裂発生試験
2.2．２
高 温大気中の亀裂発生試験

123

&:材の変位の時間変化を図に示す．℃の試
験ではKで，℃の試験ではKで加速クリ試験条件の一覧を表に示す．亀裂発生時間の温度ープへの遷移が認められ，亀裂が発生したと判断した．

依存性を取得するため，試験温度は実機の運転条件よ

425℃よりも低温の試験では定常クリープ速度の推移

りも若干高温となる360℃から高温クリープ域となるから加速クリープ到達まで極めて長時間を要すると475℃まで最大条件設定した．

想定されたことから，加速クリープへの遷移を待たず試験片に付与した荷重は全てN1に設定した．こに定常クリープ域のK程度で試験を終了した．
0.40の荷重はノッチ先端を亀裂先端とみなして応力拡大係数 .値 の概念を適用すると.  MPa√m相当の荷0.30

場合は試験を終了し，加速クリープに遷移した時点を

変位 PP
(mm)
変位

重となる．試験中は変位計により開口変位の推移をモ
ニタリングし，加速クリープに到達したと判断された

475 ℃
450 ℃
425 ℃
400 ℃
360 ℃

0.35

0.25
0.20
0.15

亀裂発生時点と評価した．試験が長時間に及ぶ場合は，

0.10

途中で試験を中断し，ノッチ先端の状態変化を観察し0.05た後で試験を再開した．実績の試験時間を併せて表

0.00

亀裂発生時間

0

に示す．
図
表

1000

2000

3000

時間 (h)
時間
K

4000

5000

6000

&:材の%1&7試験片の変位の時間変化

高温大気中亀裂発生試験条件

冷間加工度 







試験温度 R&

試験時間 K





















  






50 μm

2.3．３
試
 験片の応力解析
２
試験片の応力解析

50 μm

表の試験条件のうち最も耐力が高く，最も高応力が生じると考えられる&:材の360℃における試験片のノッチ先端近傍の詳細な応力分布を有限要素法解析により求めた．解析に際しては，汎用有限要
素法解析コード$%$486  を用いて弾塑性解析を行い，応力ひずみ関係として&:材の360℃の引張試験で得られた結果を用いた．
⇒ 図

3. 実
 験結果

50 μm

３．実験結果3.1

1 0%CW 材の亀裂発生試験結果

３．１
 &:材の( 温度依存性) 亀裂発生試験結果
温度依存性

図

500 μm

％&:材の475℃における%1&7試験片のノッチ先端の観察結果 K時点

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6

124

荷重

荷重

荷重

荷重

変位 PP

5,723h2,104h3,600h

20 μm

20 μm

時間 K

変位の時間変化

10 μm

10 μm

 K 時点
図

1 μm

1 μm

 K 時点

％&:材の475℃における%1&7試験片のノッチ先端の観察結果 同一領域をK時点とK時点で比較

これらの結果から&:材については，試験温度が高いほど変形量及び定常クリープ速度が速く加速ク
リープ域への到達時間も短い傾向であった．亀裂発生

３．2
２0%CW
 &:材の亀裂発生試験結果
材の亀裂発生試験結果
3.2温度依)存性( 温度依存性

時間については，℃のほうが℃よりも若干短く
温度依存性が逆転する傾向であった．
475℃の試験片について，試験終了後にノッチ先端

&: 材の変位の時間変化を図  に示す．亀裂発生
時間は，450℃の試験で K であり，475℃では  回

全 域 を 走 査 型 電 子 顕 微 鏡 （ VFDQQLQJ HOHFWURQ

試験を実施して K と K で差がある結果となっ

PLFURVFRSH 6(0）で観察した結果を図に示す．複数た．
400℃では，K まで定荷重試験を継続したが，の開口が連結して板厚方向全域に表面亀裂を生じて加速クリープへの遷移は認められなかった．

いる様子が観察された．また，図の一部の領域につこれらの結果から &: 材については，試験温度がいて，加速クリープ遷移前 K時点 の6(0観察結

高いほど変形量及び定常クリープ速度が速く，加速ク

果と対比して図に示す．加速クリープへの遷移前かリープ域への到達時間も短い傾向であった．

らノッチ先端の表面には粒界に微小な開口が認められ，加速クリープ遷移後はその開口の幅が拡大すると共に他の開口と合体・成長することで変位が増加したと考えられる．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6

試験でK，℃の試験でK，℃の試験でK，

0.40
475 ℃
475 ℃
450 ℃
400 ℃

0.35

変位
(mm)
変位
PP

0.30
0.25

℃の試験でKであった．360℃では，Kまで定荷重試験を継続したが，加速クリープへの遷移は亀裂発生時間認められなかった．

0.20

これらの結果から&:材については，試験温度が0.15高いほど変形量及び定常クリープ速度が速く，加速ク

0.10
0.05
0.00

125

リープ域への到達時間も短い傾向であった．

K まで継続
0

500

1000

時間
K
時間 (h)

0.40

1500

475 ℃
450 ℃
425 ℃
400 ℃
360 ℃

0.35
0.30

&: 材の %1&7 試験片の変位の時間変化

変位 (mm)
変位
PP

図

3.3．３
3 0%CW
３ &:材の亀裂発生試験結果
材の亀裂発生試験結果
( 温度依存性
) 性
温度依存

0.25
0.20

亀裂発生時間

0.15
0.10

0.05
0.00

&:材の変位の時間変化を図に示す．400℃以上K まで継続
01000の試験において加速クリープへの遷移が認められ，亀裂が発生したと判断した．亀裂発生時間は，℃の

図

2000

時間 (h)
時間K

3000

&:材の%1&7試験片の変位の時間変化

最大深さ
最
大深さ 5
5.8
.8 ㎜

粒界割れ
平均深さ 5.1 ㎜

ノッチ先端

 破面の光学顕微鏡観察結果①①左端より PP②②左端より PP 破面の 6(0 観察結果
図

4000

1 mm

③

1 mm

③左端より PP

100 μm

％&: 材の ℃における %1&7 試験片の試験後の破面観察結果

5000

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6

126

間加工を付与することにより粒界におけるキャビテ

荷重軸方向

1,000

ィ生成量が増加したことが考えられる．このことは，

800

x

600

冷間加工を付与することによりニッケルの体拡散が数桁速くなるとの$ULRNDらの知見  と整合する．

400

400℃では，&:材のみ亀裂発生時間が取得できて

200

30%CW, 360 deg.C

0

0

0.5

1

Distance from the notch bottom (mm)1.52ノッチ先端からの距離(㎜)

材で&:材の亀裂発生時間を上回るKの試験

D 荷重軸方向応力で加速クリープ域に到達しなかったことから，450℃

800

von Mises Stress (MPa)
ミーゼス応力03Dおり，冷間加工度依存性は確認できなかったが，&:及び475℃と同様の冷間加工度依存性を示すことが示

x

600

唆される．
また，475℃の試験結果のうち，&:材については

400

同一条件で回試験を行なったが，亀裂発生時間に大200

きな差が認められた．同一試験条件でこのような違い
30%CW, 360 deg.C

0

0

0.5

が生じた要因については特定できなかったが，475℃
1Distance from the notch bottom (mm)1.52ノッチ先端からの距離(㎜)E ミーゼス応力
図％&: 材の ℃における%1&7 試験片の応力分布

475℃の試験片について，試験後に破面を開放して光学顕微鏡及び 6(0 で観察した結果を図  に示す．亀
裂の平均深さは  ㎜であり，破面は粒界割れであった．この試験片は，K で加速クリープに到達しており，比較的短時間で亀裂発生に至ったが，破面観察の結果ほぼ全面が粒界で割れていることが確認できた．
&: 材の 360℃における板厚中央部における荷重についても平均的な傾向としては450℃と同様に冷間加工度に対して指数関数的な影響が認められた．
1.0E+05

亀裂発生なし1.0E+04

亀裂発生時間K (h)Crack initiation time

Loaiding axis stress (MPa)03D
荷重軸方向応力1,200

1.0E+03

1.0E+02
400 ℃

1.0E+01

450 ℃

軸方向の応力分布を図  D に，ミーゼス応力分布を
図  E にそれぞれ示す．荷重軸方向の応力分布につ475 ℃
1.0E+00

0

いてはノッチ先端から  ㎜内側で最大値 03Dを示し，ミーゼス応力についてはノッチ先端の表面で最大値 03D を示した．この値は 耐力を若干上

図

10

20
Cold work (%)
冷間加工度


30

40

亀裂発生時間の冷間加工度依存性

回り，その  倍であった．

４
察
4. ．考
 考察

4.2
４．試
 試験温度依存性
２験温度依存性
高温大気中亀裂発生時間の試験温度依存性につい

４
冷間加工度依存性
4.1．１
冷 間加工度依存性て，～&:材について温度の逆数に対して亀裂発生時間の試験温度依存性を整理して 図に示す．

冷間加工度～の範囲で亀裂発生時間が取得

&:材及び&:材については，亀裂発生時間を取得されている400℃，450℃及び475℃の試験結果についできた温度範囲でアレニウス型の温度依存性が認めて，亀裂発生時間の冷間加工度依存性を整理して図られ，亀裂発生時間の平均的な傾きから算出された活に示す．

性化エネルギーは&:材がN-PRO，&:材が450℃及び475℃共に冷間加工度の増大と共に亀裂

N-PROであった．また，より低温となる400℃や発生時間が短くなる傾向となっており，その要因は冷360℃では亀裂発生時間を取得できなかったが，定常INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6

クリープ域の持続時間からその傾向が継続している

出する式とした．
𝐸𝐸𝐸𝐸𝑎𝑎𝑎𝑎

𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 = 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 × 𝑒𝑒𝑒𝑒 𝛼𝛼𝛼𝛼∙𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 × 𝐾𝐾𝐾𝐾𝛽𝛽𝛽𝛽 × 𝑒𝑒𝑒𝑒 −𝑅𝑅𝑅𝑅∙𝑇𝑇𝑇𝑇   … 

可能性が示唆された．
一方，&:材については，データ数が少なく高温

1となるほど亀裂発生時間が短くなる傾向は確認できなかった．図より変位量及び定常クリープ速度は温度に応じて増加する傾向となっており，亀裂発生時間についても同様にアレニウス型の温度依存性が認められる可能性はあるが，今回のデータでは確認できな
かった．
R

R

 &

1.0E+05

 &

R

 &

R

 &

R

 &

𝑡𝑡𝑡𝑡𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖

𝐸𝐸𝐸𝐸𝑎𝑎𝑎𝑎= 𝐶𝐶𝐶𝐶𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑡𝑡𝑡𝑡 × 𝑒𝑒𝑒𝑒 𝛼𝛼𝛼𝛼∙𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 × 𝐾𝐾𝐾𝐾𝛽𝛽𝛽𝛽 × 𝑒𝑒𝑒𝑒 −𝑅𝑅𝑅𝑅∙𝑇𝑇𝑇𝑇   … 

ここで， 亀裂進展速度 PPV ，亀裂発生時間
K ， ǡ定数，冷間加工度  ，α冷間加工度の係数，応力拡大係数 MPa√m ，β応力拡大係

数の影響係数，活性化エネルギー -PRO ，気体

定数 -PRO・. ，絶対温度 .

である．

応力拡大係数については，今回の試験はいずれも見かけの.  MPa√m の条件で実施されているため，. の一定値とし，βについてもとした．

また，活性化エネルギーについては，図に示すよ

1.0E+04

亀裂発生時間Crack
initiation time K(h)127

うに&:材と&:材についてはN-PRO程度の値が得られているが，&:材については活性化エネル

N-PRO

ギーが求められなかったことから，今回の検討では

1.0E+03

&:材のデータは最適化対象に含めなかった．
N-PRO

1.0E+02

活性化エネルギーが求められた&:材及び&:1.0E+01
0.0013図

4.3.2
 係式の検討結果
関関係式の検討結果

10%CW
20%CW
30%CW

0.00140.0015-1
1/Temperature
温度 .(K )0.0016高温大気中亀裂発生時間の試験温度依存性材について，係数の最適化を行ない，及びαを決定した．最適化に際しては式  の対数をとって式  に変形したうえで，マイクロソフト社の表計算ソフトウ

ェア([FHOのソルバー機能 *5*法  による非線形最適

４
粒界キャビティ生成型機構に基づ
4.3．３
粒 界キャビティ生成型機構に基づく
く亀裂
発生時間の評価
亀裂発生時間の評価
 裂発生時間の関係式の検討
4.3.1
亀
亀裂発生時間の関係式の検討

化を行なう を用いて係数の最適化を行なった．
ln (1

𝑡𝑡𝑡𝑡𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖) = ln(𝐶𝐶𝐶𝐶𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑡𝑡𝑡𝑡 ) + 𝛼𝛼𝛼𝛼 ∙ 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 + 𝛽𝛽𝛽𝛽 ∙ ln(𝐾𝐾𝐾𝐾) −𝐸𝐸𝐸𝐸𝑎𝑎𝑎𝑎

𝐶𝐶𝐶𝐶∙𝑇𝑇𝑇𝑇… 

最適化により得られた及びαを表に示す．また，冷間加工度及び温度をパラメータとした粒界キャ

この値を用いて式  により亀裂発生時間を計算した

ビティ生成型機構による亀裂発生時間を評価する関結果を図に示す．&:材，&:材共に実測値と計係式を検討した．寺地らは，高温大気中の亀裂進展速算値の間に良好な対の相関が認められた．また，デ度について，3:5次系模擬水環境中と同様にアレニウ

ータ点数が点と少なく統計的な評価は困難だが，残ス型の温度依存性が認められ，冷間加工度依存性につ

差 実測値－計算値 の標準偏差はKで，残差の平均

いても図と同様に指数関数的な影響が見られること

値はKであった．

を報告している．このような知見を踏まえて，亀裂

進展速度と亀裂発生時間の逆数が，温度及び冷間加工

表度に対して同様の依存性を示すと想定し，亀裂進展速

最適化対象度式として提案されている式 



をもとに亀裂発生

時間の逆数で整理した式  を用いて関係式を策定した．式  の係数を得られたデータに対して最適化す
ることでキャビティ生成型による亀裂発生時間を算

定数 

最適化結果

冷間加工度の係数 α

最適化結果
6.12×10
INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6

128

5000

分ではなく腐食作用が6&&発生に及ぼす促進効果につ

20%CW
30%CW
1:1

いては必ずしも明らかになっていないため，引き続き定荷重試験を継続し，発生段階の知見を拡充することが重要と考えられる．

3000

R

1.0E+06

1000

0

0

1000

2000

3000

(Measured) Initiation time (h)

4000

5000

R

R

R

 &

R

 &

20%CW
30%CW
20%CW
30%CW

1.0E+07

2000

R &  &  &  &1.0E+08発生時間(h)
亀裂発生時間K

亀裂発生時間計算結果(Calculated) Initiation
time (h) K

4000

&:
&:



3:5 環境中 ,166
3:5 環境中 311/



1.0E+05

幅が数 μm の亀裂状の開口

1.0E+04
1.0E+03

1.0E+02

亀裂発生時間 試験結果  K
1.0E+01

図

最適化後の式  による亀裂発生時間の1.0E+00
0.0013

計算結果と試験結果の比較

0.00140.00151/温度 (1/K)

0.00160.0017

温度 .

図

最適化後の式  により得られた亀裂発生
時間と温度の逆数との相関 得られた関係式による亀裂発生時
4.3.3
得
価
られた関係式による亀裂発生時間の評価
間の評
得られた関係式により，&:材及び&:材について亀裂発生時間と温度の逆数との相関を求めた結果を試験データと共に図に示す．
3:5プラントの運転温度である320℃では亀裂発生
時間は取得されておらず式  を外挿した評価とはなるが，試算すると&:材で約年となり，&:材
ではその倍程度の約年となる．このことから，固体中のキャビティ生成のみを因子として考慮すると亀裂発生に至るまで，&:材で耐力を若干上回る03Dの応力が生じる荷重条件下で年程度のオーダーとなり，冷間加工度や応力が小さくなるとさらに長期間を要することが示唆された．
また，図に360℃の3:5次系模擬水環境中で得られた丸棒引張試験片による定荷重試験結果  及び%1&7試験片による定荷重試験結果  を併せて示すが，式  を低温側へ外挿して得られた線よりも短時間でノッチ先端に亀裂状の開口が認められている．これらは3:5次系模擬水環境が亀裂の発生を促進したことを示唆する．その原因として腐食作用が6&&発生に対して何らかの促進効果を及ぼしたことが考えられる．
ただし，荷重条件や亀裂の発生評価方法が高温大気中の亀裂発生試験の結果とは異なるため，直接比較には注意を要する．現段階では6&&発生に関する知見は十

5.
結
言言
５．結

77合金において，粒界キャビティ生成型の6&&の発生を検討するため，，及びの冷間加工材を用いて，360℃～475℃の温度範囲で高温大気中のクリープ試験で亀裂発生時間を取得し，粒界キャビティ生成に対する冷間加工度依存性や温度依存性を系統的に把握した．得られた結果は以下の通りである．
・亀裂発生時間の冷間加工度依存性については，冷間加工度の増大とともに亀裂発生時間が短くなる傾向であり，その要因として冷間加工を付与すること
により粒界におけるキャビティ生成量が増加する
ことが考えられた．
・亀裂発生時間の温度依存性については，&:材及び&:材でアレニウス型の温度依存性が認められ，亀裂発生時間の平均的な傾きから算出された活性化エ ネル ギー は &: 材 が N-PRO ， &: 材 がN-PROであった．&:材については，今回のデータでは高温となるほど亀裂発生時間が短くなる
傾向は確認できなかった．
・冷間加工度，温度，活性化エネルギーをパラメータとしてキャビティ生成型機構による亀裂発生時間を算出する関係式を検討し，その係数を&:材及INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6

び&:材の亀裂発生時間のデータに対して最適化

GLIIXVLRQRIYDFDQFLHVDWFUDFNWLSV”

した結果，これらの試験データを良好に再現する関&RUURVLRQ    

係式が得られた．
・得られた関係式により，&:材について320℃にお129 '57LFH6/0HGZD\13ODWWVDQG-:
6WDLUPDQG“&UDFN*URZWK7HVWLQJRQ&ROG

ける亀裂発生時間を試算した結果，粒界のキャビテ:RUNHG$OOR\LQ3ULPDU\:DWHU

ィ生成のみを因子として考慮すると亀裂発生に至(QYLURQPHQW”3URFRIWKHWK

るまで約年との結果が得られた．冷間加工度や,QWHUQDWLRQDO&RQIHUHQFHRQ(QYLURQPHQWDO

応力が小さくなるとさらに長期間を要することが'HJUDGDWLRQRI0DWHULDOVLQ1XFOHDU3RZHU

示唆された．

6\VWHPV—:DWHU5HDFWRUVSS&RORUDGR

・360℃の3:5次系模擬水環境中で得られた定荷重試
験結果と比較すると，高温大気中の結果よりも短い

86   0%7RORF]NR0-2OV]WDDQG60

時間でノッチ先端に亀裂状の開口が認められておBruemmer, “One DimensionDO&ROG5ROOLQJ

り，3:5次系環境における腐食作用が亀裂発生を促(IIHFWVRQ6WUHVV&RUURVLRQ&UDFN*URZWKLQ進し，その原因として粒界のキャビティ生成に対しAlloy 690 Tubing and Plate Materials,”て促進効果を及ぼしたと推定された．

3URFRIWKHWK,QWHUQDWLRQDO&RQIHUHQFH

RQ(QYLURQPHQWDO'HJUDGDWLRQRI0DWHULDOVLQ

1XFOHDU3RZHU6\VWHPV—:DWHU5HDFWRUVSS

参
考文献
参
 考文献

&RORUDGR86   3/$QGUHVHQ000RUUDDQG.
 実用発電用原子炉の法令報告事象について原

Ahluwalia, “SCC of Alloy 690 and Its Weld

子力安全委員会原子力事故・故障分析評価専門

Metals,” Proc. of the 15th International

部会事専第号平成年月日  &RQIHUHQFHRQ(QYLURQPHQWDO'HJUDGDWLRQRI

 %$OH[DQGUHDQX<<DQJ<&KHQDQG:-
6KDFN“7KH6WUHVV&RUURVLRQ&UDFNLQJ%HKDYLRURI$OOR\VDQG:HOGLQD3:5

0DWHULDOVLQ1XFOHDU3RZHU6\VWHPV—:DWHU
5HDFWRUVSS&RORUDGR86   70RVV'0RUWRQDQG+HDWKHU0RKU(QYLURQPHQW”3URFRIWK,QWHUQDWLRQDO“Evaluation of the Temperature Dependence

6\PSRVLXPRQ(QYLURQPHQWDO'HJUDGDWLRQRIRI$OOR\DQG$OOR\:HOG0HWDO6&&

0DWHULDOVLQ1XFOHDU3RZHU6\VWHPV:DWHU

Growth in Hydrogenated Water,” Proc. of the

5HDFWRUV9LUJLQLD%HDFK9$$XJXVW

WK,QWHUQDWLRQDO&RQIHUHQFHRQ 

(QYLURQPHQWDO'HJUDGDWLRQRI0DWHULDOVLQ) M.B. Toloczko, S.M. Bruemmer, “Crack*URZWK5HVSRQVHRI$OOR\LQ6LPXODWHG
PWR Primary Water,” Pacific Northwest

1XFOHDU3RZHU6\VWHPV—:DWHU5HDFWRUV7RURQWR&DQDGD   60%UXHPPHU0-2OV]WD152YHUPDQ1DWLRQDO/DE 1R311/6$ 5LFKODQG

and M.B. Toloczko, “Cold Work Effects on:$  

6WUHVV&RUURVLRQ&UDFN*URZWKLQ$OOR\ 60%UXHPPHU0-2OV]WDDQG0%

Tubing and Plate Materials,” Proc. of the

7RORF]NR“&ROG5ROOLQJ(IIHFWVRQ*UDLQWK,QWHUQDWLRQDO&RQIHUHQFHRQ%RXQGDU\'DPDJHDQG6WUHVV&RUURVLRQ&UDFN(QYLURQPHQWDO'HJUDGDWLRQRI0DWHULDOVLQ

*URZWKLQ$OOR\”3URF)RQWHYUDXG

1XFOHDU3RZHU6\VWHPV—:DWHU5HDFWRUV  

7RURQWR&DQDGD   .$ULRND7<DPDGD70L\DPRWRDQG7
7HUDFKL“'HSHQGHQFHRIVWUHVVFRUURVLRQFUDFNLQJRIDOOR\RQWHPSHUDWXUHFROGZRUNDQGFDUELGHSUHFLSLWDWLRQ—UROHRI $60(%RLOHUDQG3UHVVXUH9HVVHO&RGH&RGH
&DVH1$XJ   ==KDL07RORF]NR..UXVND 6Bruemmer, “Precursor Evolution and Stress

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-6

130

&RUURVLRQ&UDFNLQJ,QLWLDWLRQRI&ROG:RUNHG$OOR\LQ6LPXODWHG3UHVVXUL]HG:DWHU
Reactor Primary Water,” Corrosion, 73(10),   寺地巧山田卓陽岡本マキエ有岡孝司
“PWR1次系模擬水中における77合金冷間加工
材の6&&発生評価,” INSS JOURNAL, 9ROSS   寺地巧山田卓陽岡本マキエ有岡孝司
“PWR1次系模擬水中における77合金冷間加工
材の6&&発生評価 第報 ,” INSS JOURNAL,
9ROSS  ) K. Arioka, “Role of Cavity Formation on/RQJ7HUP6WUHVV&RUURVLRQ&UDFNLQJ
Initiation: A Review,” Corrosion, 76(2),SS   K. Arioka, Y. Iijima, T. Miyamoto, “Rapid
1LFNHO'LIIXVLRQLQ&ROG:RUNHG7\SH
$XVWHQLWLF6WHHODW–500°C,”,QWHUQDWLRQDO-RXUQDORI0DWHULDOV5HVHDUFK  SS   寺地巧宮本友樹福村卓也戸塚信夫山田
卓陽有岡孝司, “690 合金の6&&進展に及ぼす粒界キャビティの影響,“ INSS JOURNAL,
9ROSS   Dessault Systèmes Simulia Corp., Abaqus
User’s Manual Version 2017, Providence, RI 
 寺地巧山田卓陽岡本マキエ有岡孝司
“TT690合金の6&&に関する知見と今後の課題,”,166-2851$/9ROSS   77HUDFKL7<DPDGD70L\DPRWRDQG.
Arioka, “SCC Growth Behaviors of Austenitic
6WDLQOHVV6WHHOVLQ6LPXODWHG3:53ULPDU\Water,” Journal of 1XFOHDU0DWHULDOV  SS   /DVGRQ/HWDO“'HVLJQDQGWHVWLQJRIDJHQHUDOL]HGUHGXFHGJUDGLHQWFRGHIRU
QRQOLQHDUSURJUDPPLQJ”$&07UDQVDFWLRQVRQ
0DWKHPDWLFDO6RIWZDUH，9RO，,VVXH
SS  INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-7

131

TT690 合金の PWR1 次系模擬水中の腐食挙動への
溶存水素濃度と温度の影響
Influences…of…dissolved…hydrogen…and…temperature…on…corrosion…behavior…of……
Alloy…690…TT…in…simulated…PWR…primary…water…condition
笹岡

孝裕（Takahiro…Sasaoka）＊1

山田

卓陽（Takuyo…Yamada）＊1

有岡孝司（Koji…Arioka）＊1

要約
TT690 合金の PWR1 次系模擬水中の腐食挙動への溶存水素（DH）濃度と温度による影響について調べた．表面皮膜の形態は DH 濃度と温度により変化している様子が観察され，低DH 濃度条件では針状酸化物が，高 DH 濃度条件ではスピネル酸化物が形成することがわかった．
また，高温条件ほど針状酸化物の形成が支配的であった．内層酸化皮膜の厚さと試験時間から放物線速度定数 kp［m2/s］を求めた結果，腐食速度は高温側で大きくなる単純なアレニウス型の温度依存性ではなく，低温側で大きくなった．これは TT690 合金の腐食挙動に酸素等の拡散律速反
応以外の腐食機構が関係することを示唆する．
キーワード…PWR1 次系，TT690 合金，溶存水素濃度，皮膜厚さ

Abstract
The… effects… of… dissolved… hydrogen（DH）concentration… and… temperature… on…
the… corrosion… behavior… of… Alloy… 690… TT… in… the… simulated… PWR… primary… water… system… were…
investigated.…It…was…observed…that…the…morphology…of…the…outer…layer…oxide…film…changed…depending…
on…the…DH…concentration…and…temperature,…and…it…was…found…that…needle-like…precipitates…were…
formed…under…low…DH…concentration…conditions…and…spinel…oxides…were…formed…under…high…DH…
concentration… conditions.… In… addition,… the… formation… of… needle-like… oxide… was… dominant… at… the…
2higher…temperatures.…As…a…result…of…determining…the…parabolic…rate…constants…k［m/s］
from…the…
poxide…film…thickness…and…the…test…time,…it…was…found…that…the…corrosion…rate…did…not…show…the…
simple… Arrhenius-type… temperature… dependence…that… increased…on… the… high…temperature… side,…
but…that…increased…on…the…low…temperature…side.…This…suggests…that…the…corrosion…behavior…of…
Alloy…690…TT…is…related…to…a…corrosion…mechanism…other…than…a…diffusion-controlled…reaction…such…
as…for…oxygen.
Keywords

P… WR…primary…water…system,…alloy…690,…dissolved…hydrogen,…film…thickness

1. は
 じめに

圧水型軽水炉（PWR）プラントでは耐 PWSCC 対策として開発された TT690 合金への交換が進めら

軽水炉原子力発電所における１次系水質管理は，

れ，現在までのところ TT690 合金で実機における燃料の反応度制御，構造材の劣化抑制，腐食抑制に

PWSCC 発生の報告例はない．1 次冷却材の水質管よる系統線量低減等を目的としており，より良い水理においては，溶存水素（DH）濃度が燃料被覆管

（1）

．し

や構造材の腐食挙動に影響を与えることは従来からかし，
構造材の種類によっても水質の影響は異なり，

知られており，腐食生成物の発生および炉心への移蒸気発生器（SG）伝熱管として用いられている Ni

行抑制に関係している（4）．TT600 合金や TT690 合

基合金の一つである 600 系合金では，1 次冷却材応

金等の Ni 基合金から 58Ni が溶出すると，1 次冷却材

力腐食割れ（PWSCC）感受性をもつことが知られにより原子炉内へ持ち込まれ，燃料表面で析出してており，国内外で多くの発生・進展事例が報告され放射化されることにより主要放射性核種である 58Co

（3）
．そのため，600 合金を使用している加ている（2）となる．また Ni は Ni/NiO（金属 Ni と NiO）で熱力

質管理を達成するための検討がされてきた＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

技術システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-7

132

2.2 腐
 食試験

学的な安定状態が変化し，その形態変化点は DH 濃
（5）

．米国

度と温度に依存することが分かっている

電力研究所（EPRI）の報告においては，DH 濃度を

PWR1 次 系 模 擬 水 環 境 下（B:500… ppm，Li:2…

高くすることにより Ni を溶解度の低い金属 Ni とすppm） で， 試 験 温 度 が 290 〜 360 ℃，DH 濃 度 が 0ることで溶出を抑制し，原子炉内への移行を防ぐこ〜 45… cm3/kg の条件で 703 〜 4090… h 腐食試験した．

とが 58Co の発生を抑制する観点からは有効であると

なお 290℃条件のみ B 材を用いた．試験条件一覧に

（5）

している

．一方，国内の一部事業者においては，

ついて表２に示す．以降，試験条件は「温度 /DH

DH 濃度を低く管理することで Ni を溶解度の高い条件」で示す．

NiO 安定領域とし，燃料表面の付着クラッド量を低

2.3 皮
 膜観察

下させることで 58Co の発生を抑制する管理を検討している（6）．しかし，Ni の Ni/NiO 境界での熱力学的な安定状態の変化が，Ni 基合金の腐食挙動に影響

表面皮膜観察には電界放射型走査電子顕微しているとした場合，DH 濃度だけではなく温度環鏡（FE-SEM， 以 下 SEM と 略 す ）（Carl… Zeiss… 製

境も含めた腐食影響評価が，被ばく低減における最ULTRA55）を用いて試験片全体を観察した．
また，クロスセクションポリッシャー（CP）に適な DH 濃度条件の選定には必要である．

より断面試料を作製し，皮膜断面方向からの SEM本研究では被ばく低減と材料劣化抑制を目的と観察を行った．

したより良い水質条件策定のため，PWR1 次系模3

擬環境下で DH 濃度が０〜 45… cm /kg，試験温度が

3. 実
 験結果

290 〜 360℃の幅広い環境条件下で腐食試験した試
験材の酸化皮膜分析を行い，DH 濃度と温度による

3.1 表
 面皮膜観察TT690 合金の腐食挙動の変化を調べた．

2. 実
 験方法

腐食試験後の試験片表面皮膜を SEM 観察した結果，試験条件により異なる特徴を持つ皮膜が形成さ

2.1 供
 試材

れている様子が確認できた．表面皮膜観察結果一覧
について図１に示す．観察結果から，各試験条件下使用した供試材は 690 合金のラボ溶製材（Ａ材）

での TT690 合金の表面皮膜の形態として次の４種および実機相当材（Ｂ材）であり，材料の化学組成類に分類した．

を表１に示す．なお熱処理条件は，ともに 1,075℃の溶体化（水冷）処理後，700℃× 15… h の特殊熱①…NiO が形成されている処理（TT 処理）を施した材料である．材料表面は②…針状酸化物で表面全体が覆われている

3…µm のダイヤモンドペーストまで研磨を行った．

③…針状酸化物とスピネル酸化物が点在している④…スピネル酸化物のみ形成されている

表１690 合金供試材の化学組成（wt%）

C

Si

Mn

P

S

Cr

Fe

Cu

Ni

Ａ材

0.022

0.32

0.31

0.010

0.0016

28.86

8.86

0.06

61.05

Ｂ材

0.019

0.30

0.32

0.009

0.0006

30.18

9.42

0.04

59.25

表２

腐食試験条件温度［℃］

DH 濃度［cm3/kg］

290

320

330

340

350

360

０

-

-

-

1037…h-1037…h15815…h4090…h4090…h… 888…h888…h… 888…h30815…h… 715…h… 703…h… 703…h703…h… 811…h45817…h3778…h

3778…h… 874…h874…h… 874…hDH濃度>FPNJ@

図１

SEM による表面皮膜観察結果（一覧）

④

④

③

817h

815h

815h

④

④

②



3778h

715h

4090h

④

③

②



③

3778h ③703h ③

4090h

①



874h

703h

888h

1037h

③

③

③



③

874h ③703h ③888h①① NiOが形成されている ② 針状酸化物で表面全体が覆われている ③ 針状酸化物とスピネル酸化物が点在している ④ スピネル酸化物のみ形成されている











温度[℃]


0.5µm

874h

811h

888h

1037h

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133

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-7134

境であったと考えられる．600 合金について，Peng

なお，図１にはこの分類分けの結果を示した．
分類①では，表面全体が針状の酸化物と丸みを帯

ら（11）により類似の報告があり，低 DH 濃度条件でびた酸化物で覆われていた．また，10…µm 程度の大は NiCr2O4 の水素化によりアモルファスな CrOOH

きさの多角形の酸化物が点在した．類似の報告より層が形成され，CrOOH 層は保護性酸化皮膜（以降，

丸みを帯びた酸化物は岩塩型の特徴を持つ NiO，多保護皮膜とする）として機能する典型的な Cr2O3 と角形の酸化物は Ni，Cr，Fe を主体とする正八面体

比べ保護性が低く，環境水が母材に浸透しやすいた（7）．NiO にのスピネル構造の酸化物と考えられる
3

ついては DH 濃度 0…cm /kg 条件でのみ観察された．

め，より酸化が進行した厚い内層皮膜を形成する機構が提案されている（11）．

分 類 ② で は， 全 体 が 針 状 の 酸 化 物 で 覆 わ れ て

分類 B では，全体に渡って内層皮膜が形成されており，NiO やスピネル酸化物はほとんど確認できいる様子が見られた．例えば「320/15 条件」ではなかった．

表面全体に針状の酸化物が形成されていたが，断面分類③では，表面は小さなスピネル酸化物で覆われており，針状の酸化物が表面を覆う様子は見られ観察からも表面皮膜の形態がよく確認でき，厚く隙間の多いポーラスな様子が見られた．

ず，僅かに析出しているのみであった．比較的大き

分類 C では，ほとんど酸化が見られない部分と酸な酸化物についてもほとんど見られなかった．
分類④では，表面は直径が 0.1… µm 程度の小さな化されている部分に分かれている様子が見られた．

スピネル酸化物で覆われており，針状の酸化物は観B よりも表面皮膜は薄く密な層になっている様子で察されなかった．

あった．それぞれの分類について観察結果の中から（8）針状の酸化物については，NiO とする報告や（9）Bonaccordite（Ni2FeBO5）とする報告

断面方向から見た表面皮膜の形態として，分類 A，

代表例を図３に示す．

があるが，内層皮膜の腐食形態には表面皮膜との界面に近いによる 600…合金での電子線回折と EDS 分

合金内部に形成される保護皮膜が影響していると考析結果では NiO ではなくスピネル酸化物に近い組えられる．一般に Cr や Al 等により保護性のよい酸成が示されており Bonaccordite（Ni2FeBO5）と考化皮膜（Cr2O3 や Al2O3）が形成され，以降の腐食えられる．

反応を抑制することが知られている（12）．金属を空

（10）

寺地ら

気中で高温に加熱すると保護皮膜が形成されるが，3.2 皮
 膜断面観察

この皮膜が緻密で均一に表面を覆っているとした場
合，内層皮膜の成長反応はこの保護皮膜を通しての図２に各環境条件における皮膜断面を SEM 観察

物質輸送（金属イオンの外方拡散，または酸素イオ

した結果をまとめて示す．母材中へ酸素が侵入し内ンの内方拡散）により律速される．このような保護層酸化皮膜（以降，内層皮膜とする）が形成されて皮膜中のイオンの拡散に律速される内層皮膜の成長

おり，皮膜断面は表面皮膜同様に，DH 濃度と温度は，放物線則に従うことが知られている（13）．皮膜の環境条件により腐食形態が異なる様子が確認され厚さと時間との関係を表す放物線則を次式に示す．

た．それぞれの試験条件下での TT690 合金の皮膜
断面の形態として次の３種類に分類した．

X2 = 2kpt（1）

X は皮膜厚さ［m］
kp は放物線速度定数［m2/
ここで，，Ａ……内層皮膜がまだら状に深い領域まで形成してs］，t…は時間［s］である．
内層皮膜の成長が保護皮膜を通したイオンの拡いる
Ｂ…内層皮膜が全体に渡って形成している散に律速であると仮定し，皮膜厚さのデータから

Ｃ…内層皮膜が部分的に形成している（1）式により kp を求めることで試験時間の異なる試
験片の腐食影響を相対的に評価した．内層皮膜厚さと試験時間から求めた kp の計算結果をまとめて表３

なお，図２にはこの分類分けの結果を示した．
分類 A では，特徴的な酸化の様子が認められ，に示す．内層皮膜厚さについては，図３に示した表

まだら状に母材中の深い領域まで酸化されている様

面皮膜を除く母材表面から内層皮膜先端までを皮膜3子が見られた．これについて，DH 濃度… 0… cm /kg

厚さとして測定した．なお，分類 C では内層皮膜の条件では母材中への酸素の内方拡散が生じ易い環形成が部分的なため，全体観察から代表的とみなせDH濃度>FPNJ@

図２

SEM による皮膜断面観察結果（一覧）

B

B

B

817h

815h

815h

C

B

B



3778h

715h

4090h

B

C

B



C

3778h C703h C

4090h

A



C

874h

C

703h C

888h

1037h

A:内層皮膜がまだら状に深い領域まで形成している B:内層皮膜が全体に渡って形成している C:内層皮膜が部分的に形成している











温度[℃]


874h

703h

888h

C

C

C

A



0.5µm

874h

811h

888h

1037h

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135

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-7

136の形成と関係しているとした場合，DH 濃度…0…cm3/kg は保護性の低い皮膜が形成されている条件と考えられる．15，30，45…cm3/kg の DH 濃度条件では，kp は… 0… cm3/kg と比べ１〜２桁程度小さな値であった．また，温度条件によっても DH 濃度による傾向が異なり，DH 濃度の増加に伴い 290℃から 330℃条
件では kp は小さくなり，340℃から 360℃条件では 0…
cm3/kg を除き kp は大きくなる傾向が見られた．
kp を温度に対してプロットした結果を図５に示す．DH 濃度…15…cm3/kg 条件では，320℃から 360℃の範囲でより高温条件になるに従い kp が小さくなるD

分類$ 条件

傾向が見られ，1.6 × 10-21 〜 9.4 × 10-23［m2/s］で変化した．DH 濃度 30… cm3/kg 条件でも高温側で kp は低下傾向となり，これに反して DH 濃度… 45… cm3/kg
条件では 330℃から 340℃で kp が大きく上昇した．

4. 考
 察
4.1 表
 面皮膜形態と DH 濃度，温度の関係
表面皮膜の形態が DH 濃度と温度により変化する
ことについては Ni が Ni/NiO で熱力学的な安定状態が変化することが知られており（5），Ni/NiO 境界
E

分類% 条件

データが Attanasio ら（14） により報告されている．
また，寺地ら（10）は 600 合金について，DH 濃度と皮膜構造の関係性を検証するため NiO および NiFe2O4が水素により還元される平衡 DH 濃度を自由エネル
ギー変化（ΔG）と平衡定数を用いた理論式により求めている．表面皮膜観察結果を Attanasio らの境界データおよび寺地らの試験結果と合わせてプロットした結果を図６に示す．
表面皮膜の腐食形態の違いについて，先述した４種類の分類（① NiO が形成されている… ②針状酸化物で表面全体が覆われている… ③針状酸化物とスピネル酸化物が点在している… ④スピネル酸化物のみ形成されている）に分けてプロットした．NiO につF
図３

分類& 条件

SEM による皮膜断面観察結果（代表例）る箇所を選定し，測定した．

いては，DH 濃度… 0… cm3/kg 条件でのみ観察された．
Attanasio らの境界データにおいては「360/15 条件」と「350/15 条件」は NiO 安定領域と考えられるが，NiO は確認できなかった．NiO は高温環境下ではか得られた kp を DH 濃度に対してプロットした結果なり低い DH 濃度でも Ni に還元されること（15）が報を図４に示す．DH 濃度… 0… cm3/kg 条件では，他の条件と比べ kp は大きくなった．kp が大きい程試験時

告されており，NiO として析出することができな間に対してより内層皮膜厚さが厚い，すなわち酸化

針 状 酸 化 物 に つ い て は，Attanasio ら の Ni/NiOが進行している．この結果について，kp が保護皮膜境界で見た場合に Ni 安定領域となる環境条件下かったためと考えられる．

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表３

137

kp 計算結果…

［m2/s］
温度［℃］

DH 濃度［cm3/kg］

290

320

330

340

350

360

0

-

-

-

8.1 × 10-21-

1.2 × 10-20

15

7.7 × 10-22

1.6 × 10-21

7.9 × 10-22

9.6 × 10-22

2.0 × 10-22

9.4 × 10-2330

1.0 × 10

-21

-21

-21

-21

-21

45

3.4 × 10-22

図４

1.3 × 10

2.3 × 10

1.2 × 10

1.2 × 10

3.4 × 10-22

4.6 × 10-22

2.4 × 10-22

1.8 × 10-21

1.3 × 10-21

5.8 × 10-22

DH 濃度と kp の関係（左：290 〜 330℃

図５

右：340 〜 360℃）

温度と kp の関係の一部と，NiO が形成されていた環境条件で確認状酸化物については米国の PWR プラントで燃料できた．針状酸化物が部分的に形成されている様

表面の析出物として報告（16） があり組成分析の結子は他の環境条件下でも確認できたが，表面全体

果 か ら Bonaccordite（Ni2FeBO5） と さ れ て い る．

を覆うように析出している様子ではなかった．針Bonaccordite が形成された理由としてクラッドのINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-7

138

図６

表面皮膜形態と DH 濃度 , 温度の関係

Ni/Fe 比が高いことを挙げ，系統水中の Ni 濃度が面濃度，合金中の Cr のバルク濃度が関係している．

高いことを原因としている．系統水中の Ni 濃度が母材中の Cr 濃度は同一材料で同じと仮定した場合，高いことが Bonaccordite である針状酸化物が形成

合金表面の酸素濃度が高く，酸素の内方拡散が Crされる原因と仮定した場合，図６から針状酸化物のの外方拡散と比べ優先的に進んだ結果，酸素が内部形成が無くスピネル酸化物が主として形成されていに侵入して Cr をその場で酸化し，不連続な内層皮る領域が Ni の溶出が抑制された環境条件であると考えられ，PWR プラントの通常運転温度範囲であ膜が形成されると考えられる．図５より DH 濃度… 0…
cm3/kg 条件下では 340℃と 360℃で kp は他の DH 濃

る 290℃〜 320℃で考えると DH 濃度は約…30…cm3/kg

度より大きな値となった．また，図３（a）に示した以上になると考えられる．

ように，母材中の深い領域まで酸化が進行しており図中の Ni/NiO 境界データについて，寺地らの熱酸素の内方拡散が優先的に起こった結果と考えられ

力学データより計算した境界条件と比べ Attansio

る．このことから DH 濃度… 0… cm3/kg 条件等の極低

らの境界は低 DH 濃度側にシフトしている．これにDH 濃度条件では，保護性が低く拡散障壁としてのついては，熱力学データにより求められた Ni/NiO

機能を持たない皮膜が形成されている可能性が示唆

境界と違い Attanasio らは実験的に Ni/NiO 境界をされる．

求め，より低 DH 濃度側に真の境界があることを指
（14）

摘している

．

4.2 k p と DH 濃度，温度の関係

次に，温度による影響として図５に示したように，DH 濃度 15，30… cm3/kg では 290℃から 360℃の間で 360℃が最も kp が小さくなった．金属イオンの拡散が腐食速度に影響している場合，高温条件下
ほど拡散速度が増加するアレニウス型の温度依存保護性の高い酸化皮膜により，以降の腐食反応は性を示すと考えられ，得られた皮膜厚さの傾向と抑制されるため，kp が大きい結果は酸化皮膜の保護は一致しなかった．これについて明確な理由は分性が低く，酸化が進行しやすい環境条件であったとからないが，寺地ら（17）によるステンレス鋼の腐食考えられる．

においても同様の温度傾向が報告されている．寺

酸素と親和力の大きい Cr が酸化皮膜との界面に

地らの報告では一般的な PWR1 次系模擬水環境下

近い合金内部で酸化され，緻密で連続した Cr2O3 層（B:500…ppm，Li:2…ppm）DH 濃度 30…cm3/kg 条件でが形成されると以後の内部酸化は阻止され，Cr2O3

SUS316 ステンレス鋼を用いた腐食試験において，（12）層を通した拡散が律速となる．この連続した皮膜厚さが 250℃から 300℃の領域では温度上昇に

Cr2O3層が形成されるかどうかは酸素の内方拡散と，伴い増加し，300℃をピークに高温側で減少する傾Cr の外方拡散の大小により決まり，酸素の合金表

向が確認されている．寺地らはこの結果について溶INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-7139

液と表面皮膜での電気化学反応の影響について考察

皮膜形態の違いが腐食に影響している可能性が考えしており，高温側で電気化学反応が抑制されるためられる．

としている．高温側で抑制される理由については，

一方で寺地ら（10） の自由エネルギー変化による

水を酸化剤として金属の腐食反応が進行しているこ理論式から求めた Ni/NiO 境界付近で相対値が大き-+とが影響しており，水の乖離（H2O → OH +H ）がく，Ni/NiO 境界から離れた条件では小さくなる傾

高温側で抑制されるためとしている．今回観察さ向が見られた．600 合金において亀裂進展速度が3れた結果における DH 濃度 15 と 30…cm /kg 条件でもNi/NiO 境界付近でピークを持つことが報告（18） さ350 と 360℃の高温条件で，290 と 320℃の低温条件
よりも kp は小さな値となっており，金属の拡散現象れており，Ni/NiO 境界では形成される保護皮膜のが関係する保護皮膜の形成だけではなく電気化学反食にも関係している可能性が示唆された．

応が腐食に影響している可能性が考えられる．一方で DH 濃度…45…cm3/kg では高温側で kp が大きくなっ

5. ま
 とめ

ており異なる傾向となった．

形態が不安定になることが原因と考えられており腐PWR1 次系模擬環境下で TT690 合金の腐食に対

4.3 表
 面皮膜形態と k p の関係

する DH 濃度と温度の影響を調べ，以下の知見を

TT690 合金の表面皮膜形態と腐食影響を評価するため，最も kp が小さい値となった「360/15 条件」（1）…表面皮膜形態は DH 濃度と温度により大きく変での値を 1 とした場合の相対値を算出し図６に示し

濃度では粒状のスピネル酸化物が析出する．…

た．NiO が析出していた環境条件では他の表面皮膜

また，温度により同じ DH 濃度でも形態が変化

形態と比べて数十倍程度腐食影響が大きいことが分

する．

得た．
化し，低 DH 濃度では針状の酸化物が，高 DH

かる．表面皮膜形態と腐食影響を評価した結果と（2）…内層皮膜厚さについても DH 濃度と温度によりしては Hur ら（8）による報告があり，TT690 合金の変化し，低 DH 濃度では内層深くまで酸化が進

PWR1 次系模擬水環境下（B:1200…ppm，Li:2.2…ppm,…

行する．340 〜 360℃の高温側では高 DH 濃度

3330℃）での腐食試験結果として，DH 濃度 5… cm /3kg から 35… cm /kg へと増加させることで腐食速度2において酸化が進行し，290 と 320℃の低温側では抑制される傾向がある．この温度依存性に］が 72% 減少したことが確認されて［mg/（m ・h）

は単純なアレニウス型の拡散律速の腐食挙動のいる．腐食速度は Ni/NiO 境界を境に Ni 安定領域側

みではなく，電気化学反応による腐食影響が関で大きく減少しており，この理由として NiO が安ラスで保護性の低い酸化皮膜が形成され，緻密な酸係していることが考えられた．
（3）…kp は NiO 形成条件で大きな値となった．また，
Ni/NiO 境界では他の環境条件と比べ kp は大き化皮膜を形成している高 DH 濃度条件と比較して母く，形成される保護皮膜が不安定な形態となり材表面が系統高温水と接触する機会が増え，系統腐食に影響している可能性が示唆された．

定となるような低 DH 濃度条件では隙間の多いポー

中の B や Li は簡単に皮膜に吸着し濃縮されることで LiBO2 が形成され pH の低下を引き起こし，腐食を加速させるとしている．Hur（8） らの報告におい

謝
 辞

ては，
「330/5 条件」で隙間の多いポーラスな酸化

本研究の実施にあたり多大な協力を頂いた関西電物として針状の酸化物を観察している．本報告でも力（株）
寺地 巧氏，関電プラント（株）の村上 公治「320/15 条件」と「330/15 条件」で針状酸化物を観察したが，他の皮膜形態と比べ kp に大きな違いは見氏，黒崎 登氏に深く感謝いたします．

られなかった．この結果について，Hur（8） らは重量変化から腐食速度を算出しており，本報告の結果とは評価方法が異なるため直接比較が難しいが，NiO が形成されていた環境条件とでは内層皮膜の形態も異なるため，SEM 観察では判別できない表面

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-7

140

文
 献

high… temperature… hydrogenated… water,”…
Electrochimica…Acta,（2011）．

（1）… 乙 葉 啓 一， 石 榑 顕 吉， 内 田 俊 介， 原 口 和

（12）
…新居

知 嘉，“ 金 属・ 合 金 の 高 温 腐 食 ,”之，塚本雅昭，平野秀郎，塚田隆，山崎健

National… Research… Institute… for… Metals,…
治，布施元正，西村孝夫，磯部毅，瀧口英樹，（1980）．

“ 原子力の安全と信頼を支える水化学の役割
と課題

（13）
… 河村 憲一，B.…A.…Mohd…Hanafi，上田 光敏，

軽水炉時代の技術課題への取組み ,”…

丸山 俊夫，“ 合金の高温酸化皮膜表面におけ

日本原子力学会誌 Vol.… 49,… No.… 5,… pp365-370,

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（2007）．

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（2）… 渡辺 憲夫，“ 米国の加圧水型原子力発電所に

of…the…Ni/NiO…Transition…in…Ni-Cr-Fe…Alloys…

おける Alloy600 製圧力バウンダリ構成機器のand… Updated… Data… and… Ni-Cr-Fe… Alloys…

一次冷却材応力腐食割れ事例の分析 ,”（2006）．

and… Updated… Data… and… Correlations… to…

（3）… 原子力安全・保安院，“ 蒸気発生器一次冷却

Quantify… the… Effect… of… Aqueous… Hydrogen…

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… 山田

卓陽，青木

政徳，宮本

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巧，宮本

友樹，山田

卓陽，有岡

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… 寺地

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信夫，山田

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INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8

141

サポーサ
ト
サポ
ベ
ポー
ク
ート
タ
トベ
ー
ベク
マ
クタ
シ
ター
ン
ーマ
を
マシ
用
シン
い
ンを
た
を用
加
用い
圧
いた
水
た加
型
加圧
原
圧水
子
水型
炉
型原
の
原子
子炉
炉の
の
サポートベクターマシンを用いた加圧水型原子炉の
冷却材冷
喪
冷却
失
却材
事
材喪
故
喪失
時
失事
の
事故
漏
故時
洩
時の
口
の漏
径
漏洩
推
洩口
定
口径
手
径推
法
推定
の
定手
開
手法
発
法の
の開
開発
発
冷却材喪失事故時の漏洩口径推定手法の開発
Estimation
Estimation
Estimation
development
development
developmentusing support
using
using
vectorsupportsupportmachinevectorvectormachinemachineEstimation
developmentusing
supportvectormachineto evaluate
toto
theevaluateevaluatebreakthediameterthebreakbreakdiameter
duringdiameter
PWR
duringduringloss-of-coolant
PWR
PWRloss-of-coolant
loss-of-coolant
accident accident
accident
to evaluate the break diameter during PWR loss-of-coolant accident
*1
*1 *1
*1 ＊1
*1 *1
＊1
中村 晶（Akira…Nakamura）
晶 中村(Akira中村 晶Nakamura)
晶(Akira(AkiraNakamura),Nakamura)
楠木楠木
貴世志
, ,楠木
楠木
(Takayoshi
貴世志
貴世志(Takayoshi(Takayoshi
Kusunoki)Kusunoki)
Kusunoki)中村
貴世志（Takayoshi…Kusunoki）*1*1
中村 晶 (Akira Nakamura) , 楠木 貴世志 (Takayoshi Kusunoki)

要約
本論文では，安全パラメータ表示システム
要要
約約 本論文では，安全パラメータ表示システム
本論文では，安全パラメータ表示システム
SPDS から得られるデータを利用し，機械学習
SPDS
SPDS
から得られるデータを利用し，機械学習から得られるデータを利用し，機械学習
要約
本論文では，安全パラメータ表示システム
SPDS
から得られるデータを利用し，機械学習を用いて加圧水型原子炉の冷却材喪失事故を用いて加圧水型原子炉の冷却材喪失事故を用いて加圧水型原子炉の冷却材喪失事故
LOCA 時に原子炉冷却系統の漏洩口径を判断する手法を
LOCA
LOCA
時に原子炉冷却系統の漏洩口径を判断する手法を時に原子炉冷却系統の漏洩口径を判断する手法をを用いて加圧水型原子炉の冷却材喪失事故
LOCA発生後に圧力が時に原子炉冷却系統の漏洩口径を判断する手法を検討した．原子炉冷却材圧力の変化から，LOCA検討した．原子炉冷却材圧力の変化から，LOCA検討した．原子炉冷却材圧力の変化から，LOCA
発生後に圧力が発生後に圧力が4MPa 未満になる点までの間で時間
4MPa
4MPa
未満になる点までの間で時間未満になる点までの間で時間検討した．原子炉冷却材圧力の変化から，LOCA
発生後に圧力が 4MPa 未満になる点までの間で時間差分が最小になった時刻と，平均圧力変化率を特徴量として抽出した．技術計算言語
差分が最小になった時刻と，平均圧力変化率を特徴量として抽出した．技術計算言語
差分が最小になった時刻と，平均圧力変化率を特徴量として抽出した．技術計算言語
MATLAB を用MATLAB
MATLABを用を用差分が最小になった時刻と，平均圧力変化率を特徴量として抽出した．技術計算言語
MATLAB を用
いて，これらいて，これらいて，これら
2 つの特徴量の抽出および2 つの特徴量の抽出および2 つの特徴量の抽出および2 次の多項式カーネルを用いたサポートベクターマシン
2 次の多項式カーネルを用いたサポートベクターマシン
2 次の多項式カーネルを用いたサポートベクターマシン
いて，これら
2 つの特徴量の抽出および 2 次の多項式カーネルを用いたサポートベクターマシン1
で学習を行った．結果にばらつきを与える因子としては，原子炉冷却材系統の漏洩箇所，およびで学習を行った．結果にばらつきを与える因子としては，原子炉冷却材系統の漏洩箇所，およびで学習を行った．結果にばらつきを与える因子としては，原子炉冷却材系統の漏洩箇所，および
1 1で学習を行った．結果にばらつきを与える因子としては，原子炉冷却材系統の漏洩箇所，および
1
分毎のサンプリング値となる
分毎のサンプリング値となる
分毎のサンプリング値となる
SPDS のサンプリング時刻がある．これらのばらつきを与えてシビア
SPDS
SPDS
のサンプリング時刻がある．これらのばらつきを与えてシビアのサンプリング時刻がある．これらのばらつきを与えてシビア
分毎のサンプリング値となる
SPDS のサンプリング時刻がある．これらのばらつきを与えてシビア
アクシデント解析コードで計算し，計算の入力値の漏洩口径に対して学習したところ，推定値はアクシデント解析コードで計算し，計算の入力値の漏洩口径に対して学習したところ，推定値はアクシデント解析コードで計算し，計算の入力値の漏洩口径に対して学習したところ，推定値はアクシデント解析コードで計算し，計算の入力値の漏洩口径に対して学習したところ，推定値は相対誤差が±13%以内（標準偏差
相対誤差が±13%以内（標準偏差
相対誤差が±13%以内（標準偏差5.6%）であった．原子炉が停止してから5.6%）であった．原子炉が停止してから5.6%）であった．原子炉が停止してからLOCA 発生までの時間が
LOCA
LOCA
発生までの時間が発生までの時間が
相対誤差が±13%以内（標準偏差5.6%）であった．原子炉が停止してからLOCA 発生までの時間が0 分から 300分，60
分から
0 分から
分と変化しても，学習結果が有効であること確認した．事故対応によっては，
3030
分，60
分，60
分と変化しても，学習結果が有効であること確認した．事故対応によっては，分と変化しても，学習結果が有効であること確認した．事故対応によっては，0 分から 30蒸気発生器の分，60分と変化しても，学習結果が有効であること確認した．事故対応によっては，蒸気発生器の蒸気発生器の2 次側を用いた原子炉冷却材の冷却を行う場合もある．この場合には圧力変化が冷
2 次側を用いた原子炉冷却材の冷却を行う場合もある．この場合には圧力変化が冷
2 次側を用いた原子炉冷却材の冷却を行う場合もある．この場合には圧力変化が冷蒸気発生器の2 次側を用いた原子炉冷却材の冷却を行う場合もある．この場合には圧力変化が冷却に大きく影響されるため，推定が困難であった．余震等を考えると漏洩口径が事故進展途中で却に大きく影響されるため，推定が困難であった．余震等を考えると漏洩口径が事故進展途中で却に大きく影響されるため，推定が困難であった．余震等を考えると漏洩口径が事故進展途中で却に大きく影響されるため，推定が困難であった．余震等を考えると漏洩口径が事故進展途中で拡大する場合が考えられる．拡大するタイミングによって拡大前後の設定口径に近い推定値が得拡大する場合が考えられる．拡大するタイミングによって拡大前後の設定口径に近い推定値が得拡大する場合が考えられる．拡大するタイミングによって拡大前後の設定口径に近い推定値が得拡大する場合が考えられる．拡大するタイミングによって拡大前後の設定口径に近い推定値が得られ，実用に供することができると判断した．
られ，実用に供することができると判断した．
られ，実用に供することができると判断した．
られ，実用に供することができると判断した．
キーワード キーキ
機械学習，原子炉冷却材喪失事故，漏洩口径，安全パラメータ表示システム，
ワーー
ワドード 機械学習，原子炉冷却材喪失事故，漏洩口径，安全パラメータ表示システム，
機械学習，原子炉冷却材喪失事故，漏洩口径，安全パラメータ表示システム，
サポートベクターマシン
サポートベクターマシン
キーワード サポートベクターマシン
機械学習，原子炉冷却材喪失事故，漏洩口径，安全パラメータ表示システム，
サポートベクターマシン

Abstract This
Abstract
Abstract
paper describes
This
This
paper
paper
development
describes
describes
development
ofdevelopmenta break diameterof ofa break
a break
estimation
diameterdiametermethodestimation
estimation
with methodmachinemethodwithlearning
withmachinemachinelearning
learning
for a PWRThis
loss-of-coolant
forfora PWR
a PWR
loss-of-coolant
loss-of-coolant
accident(LOCA)
accident
accident(LOCA)
uses(LOCA)
thethatdata
thatusesobtainedusesthethedatabydata
obtaineda obtained
safetybybya safetya safetydisplay
parameterparameterdisplay
display
Abstract
paper
describes
development
ofthata breakdiameterestimation
methodwithparametermachinelearning
system(SPDS).
systemsystemThe(SPDS).
(SPDS).
time between
The
The
time
the
time
point
betweenbetween
when
the
point
point
time
difference
when
the
the
time
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of difference
reactordifference
coolantof ofreactorreactorpressure
coolant
coolant
becamepressurepressure
becamebecamefora PWR
loss-of-coolant
accident(LOCA)
thatthethe
uses
thewhendata
obtainedbya safetyparameter
display
the minimum
the
tothe
the
minimum
minimum
point
when
tobetween
tothethepoint
point
pressurewhenbecamethewhenthepressurepressurelessthanbecamebecame
4 MPa
less
less
after
than
than
4reactorMPa
4occurrence
MPa
after
after
theof
the
occurrencetheoccurrence
LOCA,
ofand
of
thethe
LOCA,
LOCA,
and
and
system(SPDS).
The
time
thewhenpoint
the time
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ofthe
coolant
pressure
becameaverage pressure
theaverageaveragedecreasingpressurepressure
rate
decreasing
decreasingare extracted
rate
rate
are
aslessareextracted
features.
extracted
asTheasfeatures.
features.
programming
The
The
programming
languageprogramming
language
language
isMATLAB
MATLABis isthe minimum
tothe
the
point
when
the
pressure
becamethan 4 MPa
after
the occurrenceof theMATLAB
LOCA,
and
used
to extract
used
used
data
to of
to
extract
these
extract
data
features
data
of
of
these
and
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to
featuresfeatureslearn them
and
and
to
using
to
learn
learn
a themsupport
them
using
using
vectora supporta machine
supportvectorvector(SVM)
machinemachinewith the
(SVM)
(SVM)
2nd
with
thethe2nd
2nd
the averagepressure
decreasingrate
areextracted
asfeatures.
The
programming
language
MATLABis withordertopolynomial
order
order
kernelpolynomial
function.
kernelkernelTherefunction.
function.
some
There
There
factors
areare
some
that
some
cause
factors
factors
deviations
that
that
cause
cause
in deviations
thedeviations
resultssuchinthetheasresults
results
such
as as
break
break
used
extract
data
ofpolynomial
thesefeatures
and
toare
learn
them
using
a support
vectormachine(SVM)inwiththebreak
2ndsuchlocationin thelocation
locationreactorin in
coolant
thethereactor
reactorpipingcoolant
coolant
andpipingpipingone-minuteandandthethesampling
one-minuteone-minutetimingsampling
samplingof
SPDS.
timingtimingAfterofsuchofSPDS.
SPDS.
data
are
After
Afterdatadataareareorderpolynomial
kernelfunction.
There
are thesomefactorsthat
cause
deviationsin theresults
as breaksimulatedinbythe
simulated
a severesimulated
accident
bycoolantbya severea severecode
accident
andaccident
the
input
code
and
break
and
thethediameter
input
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break
break
is learned
diameterdiameter
by is
theof
learnedisSVM
learned
with
byby
the
simulated
the
SVM
SVM
with
with
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simulated
simulated
data,
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locationreactorpipingandcodetheone-minutesampling
timing
SPDS.
After
data
are
the learning
resultthelearning
learning
shows
resulta result
relative
shows
shows
error
athe
relativea ofrelative
plusbreakerror
orerror
minus
of of
plus
plus
13%
or
and
minus
minus
standard
13%
deviationandstandard
standard
deviation
5.6%.
deviationIt
ofisof5.6%.
5.6%. It It
is issimulatedby thea severe
accident
code
and
input
diameteris orlearnedby13%
theandSVM
withofsimulated
data,
confirmed
thatconfirmed
confirmed
theseshowslearningthat
that
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learning
arevalidresults
even
ifare
valid
the
valid
time
even
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from
if the
ifand
the
the
time
reactor
time
from
from
shutdownthethereactorreactortoofshutdown
the5.6%.
shutdown
occurrencetotheoccurrence
occurrence
thelearning
resulta theserelative
error
ofresults
plusare
or
minus
13%
standard
deviationIt tois theof
LOCA changes
of of
LOCA
LOCA
from
changes0changesto 30
fromorfrom60
0 minutes.
to0valid
to
3030
or
or
60Depending
60
minutes.
DependingtheDepending
accident
onon
theresponse,
theaccident
accidentthereactor
response,
coolant
thethereactorreactorcoolant
coolant
confirmed
that
these
learning
resultsareevenifminutes.
thetimeonfromthereactorshutdown
toresponse,theoccurrence
may
be cooled
may
may
using
befrombecooledthecooledside
thesecondarysecondaryof the steam
side
side
of
generator.
ofthethesteam
generator.
generator.
theBecausepressure
Becausethechangethepressurepressure
is coolant
greatlychangechangeis isgreatlygreatlyof
LOCAchanges0secondary
tousing30usingorthe
60
minutes.
DependingonsteamtheBecause
accident
response,thereactoraffectedby theaffected
affectedcooling
by
in
the
this
the
coolingcoolingcase, side
in
thein
this
estimation
this
case,
theby
the
estimationtheestimation
learning
byBecausebytheresultthelearning
learning
isthe
notpressure
resultapplicable.
resultis changeisnotnotapplicable.
Considering
applicable.
Consideringmay
be cooled
using
theby
secondaryofthecase,steam
generator.
is greatly Considering
aftershocks
aftershocks
aftershocks
a big earthquake
when
when
big
a big
occurs,earthquake
earthquake
the leakoccurs,occurs,diameter
leak
may
leak
diameter
expanddiameterduringmay
may
expandtheexpandprogressduringduringofthetheprogress
progress
accident.
of ofthetheaccident.
accident.
affectedby whenthecoolinginthisacase,theestimationby thethethelearning
resultisnotapplicable.
Considering
Depending on
DependingtheDepending
onofonthethethe
timingexpansion,
timing
of of
the
the
anexpansion,
estimated
expansion,an
diameteranestimated
estimated
is closediameterdiameterto theisthe
input
is
close
close
diameter
to to
theof
the
input
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beforediameterdiameterand before
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whenatiming
big earthquake
occurs,theleakdiametermay
expandduringprogresstheaccident.
after the expansion,
after
the
and
the
expansion,
expansion,
it ofis judged
andandapplicable
it is
it judged
is judged
applicable
practical
applicable
use.
to to
practical
practical
use.
use.
Dependingonafterthetimingthe expansion,
an toestimateddiameteris closeto the input diameter before andafter the expansion, and it is judged applicable to practical use.

Keywords
machineKeywords
machine1.
1.

machineKeywords
Keywords
learning,
machinemachineloss-of-coolant
learning,
learning,
loss-of-coolant
accident,
loss-of-coolant
breakaccident,
diameter,
accident,
breaksafetybreak
diameter,parameter
diameter,safetysafetydisplay
parameterparameter
system,display
supportdisplaysystem,vectorsystem,supportsupportvectorvectormachinemachinelearning, loss-of-coolant accident, break diameter, safety parameter display system, support vector

は じ1.め
1.に
はは
じじ
めめ
にに
はじめに

業者は，過酷事故の発生を防止するための対策に努め
業者は，
業者は，
過酷事故の発生を防止するための対策に努め
過酷事故の発生を防止するための対策に努め業者は，過酷事故の発生を防止するための対策に努め
可搬型電源・ポンプ等の機器の設置だけでなく，防災
可搬型電源・ポンプ等の機器の設置だけでなく，防災
可搬型電源・ポンプ等の機器の設置だけでなく，防災
可搬型電源・ポンプ等の機器の設置だけでなく，防災
東京電力（株）福島第一原子力発電所事故後，原子東京電力（株）福島第一原子力発電所事故後，原子東京電力（株）福島第一原子力発電所事故後，原子訓練による緊急時対応能力の向上等の人的な対策に訓練による緊急時対応能力の向上等の人的な対策に訓練による緊急時対応能力の向上等の人的な対策に東京電力（株）福島第一原子力発電所事故後，原子訓練による緊急時対応能力の向上等の人的な対策に炉等規制法の改正により原子力安全規制が強化され，炉等規制法の改正により原子力安全規制が強化され，炉等規制法の改正により原子力安全規制が強化され，も努めている．
も努めている．
も努めている．
原子力規制庁は発電所の緊急時対策所
原子力規制庁は発電所の緊急時対策所
原子力規制庁は発電所の緊急時対策所
炉等規制法の改正により原子力安全規制が強化され，も努めている．原子力規制庁は発電所の緊急時対策所
過酷事故対策の強化が実施されてきている．
過酷事故対策の強化が実施されてきている．
過酷事故対策の強化が実施されてきている．
原子力事 原子力事
原子力事
や中央制御室の指揮者の判断能力向上のための訓練，や中央制御室の指揮者の判断能力向上のための訓練，や中央制御室の指揮者の判断能力向上のための訓練，
過酷事故対策の強化が実施されてきている．
原子力事や中央制御室の指揮者の判断能力向上のための訓練，*１（株）原子力安全システム研究所*１（株）原子力安全システム研究所*１（株）原子力安全システム研究所
技術システム研究所
技術システム研究所
技術システム研究所*１（株）原子力安全システム研究所 技術システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8142

および現場の対応力向上のための訓練が行われるよ(1)

うに指導している ．

径を把握することが重要である．プラントで計測される圧力・温度・水位等のパラメータは，漏洩流量を直中央防災会議の防災基本計画では原子力施設の事

接与える情報ではないため，漏洩流量を仮定した事象

故状態等の予測について，“原子力事業者は，原子力進展予測計算を行って計測パラメータと一致するか

施設の状態予測等を行うための機能を平常時から適どうかを繰り返す必要がある(4)．

切に整備するものとする”とされている(2)．また原子Naら (6) はLOCAの漏洩箇所の推定に確率的ニューラ

力災害発生時において，住民避難を行わせる必要があ

ル ネ ッ ト ワ ー ク （ Probabilistic Neural Network,

るか否かの判断には，原子力施設の事故の現状のみなPNN），漏洩口径推定にファジーニューラルネットワ

らず，事故の進展予測，収束対応戦略，その進捗状況

ーク（Fuzzy Neural Network, FNN）を用いて，2%以といった以下の情報を迅速かつ正確に把握する必要内の誤差で漏洩口径を推定できたと述べている．

(3)がある ．この事故の進展予測とは，例えば過酷事故

MAAP4を用いたシミュレーション結果から，原子炉容において注水等のプラント情報を用いて数値シミュ

器圧力や温度等の13のパラメータからPNNに学習させレーションを行い，プラント状態に即した予測計算にて，ホットレグ破断・コールドレグ破断・蒸気発生器

より炉心損傷時刻を求めること等を指す．このような細管破断の漏洩箇所を推定した．また13のパラメータ計算が行えれば，事故対応時に予測結果を踏まえた対から漏洩箇所に応じて2つを自動的に選定してFNNで策立案にも活用できる．

学習させて，漏洩口径を推定した．Leeら(7)は，機械

これまで原子力安全システム研究所（INSS）では加学 習 の サ ポ ー ト ベ ク タ ー 分 類 （ Support Vector

圧水型原子力炉（pressurized water reactor, PWR）

Classification, SVC）を用いて原子炉冷却材系統との原子力災害時の事象進展予測技術の開発を進めて蒸気発生器に関連するプラントパラメータを学習さきた(4)．プラントの事象進展予測にはシビアアクシデ

せ，LOCA時の漏洩口径推定に用いた．Choiら(8)は，Na

ント解析コードMAAP4(5)を用い，MAAP4の入力補助や発ら(6)と同様にFNNを用いて，Leeら(7)と同様に原子炉冷電所内被ばく線量評価等を組み合わせた事象進展予却材系統と蒸気発生器に関連するプラントパラメー

測システム（Incident Progress Prediction System,

タを学習させ，LOCA時の漏洩口径推定に用いた．これ

IPPS）として統合した．このシステムを用いて防災訓らの研究では推定誤差が数%と小さいものの，事故発練で事象進展予測をINSSが実施しているが，プラント

生後の時間経過と推定との関連については述べられ状態に即した予測のためには情報の把握，例えば冷却ていない．すなわち，非定常な変化を学習させる場合

材喪失事故（loss of coolant accident, LOCA）におに，事故発生から収束までの事故経過結果を与えて学

いては原子炉冷却系統からの漏洩流量または漏洩口習させたとする．しかし事故途中の過程では，事故収

図 1 加圧水型原子炉（PWR）の LOCA 時の一次冷却材圧力の変化例

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8

束までのデータが揃っていない．シミュレーション結

143

可能性を有している．

果を与えた学習から事故進展の途中で人の判断を補

本研究では，建部ら(9)の手法を改良し，データの前助できるデータが得られるかは，機械学習の重要な課処理による圧力低下率の抽出と，機械学習による予測

題である．

精度の向上と，事故時にモニタリングにより漏洩口径(9)

建部ら は，LOCA時の原子炉冷却材圧力の変化に着を判断できるような仕組みの構築を試みた．特に，図目し，配管からの漏洩口径を推定する相関式を作成し1のような事故後に得られる圧力変化の時刻歴から直た．PWRの一次冷却材系統（reactor coolant system,

接学習するのでは無く，事故状態が進展する中で得らRCS）の圧力がLOCAにより図1のように時間変化する時，れる情報から抽出される特徴量を学習に用いた．

建部らは圧力変化を飽和圧力まで急減（フェーズⅠ），
飽和圧力付近で圧力低下が抑制（フェーズⅡ），破断

2. 時刻歴データからの特徴量抽出

流が高クオリティ二相流となり減圧が促進（フェーズⅢ）と3つの状態に分けた．フェーズⅠから初期圧力

2.1 安全パラメータ表示システムSPDS

Psを，フェーズⅢから低下後圧力Pfを抽出し，それらの差を時間差で割ることで圧力低下率Rpを求め，Pf毎

安全パラメータ表示システム（safety parameterに設定した相関式から漏洩口径を推定した．MAAP4コ

display system, SPDS）は原子炉圧力や温度等の原子(10)

コードによる計算結果から推力発電所のプラント状態を，原子力災害発生時に原子定した漏洩口径の誤差は95%確率で8～12%であった．

力 規 制 委 員 会 緊 急 時 対 応 セ ン タ ー （ Emergency

この手法は，事前に計算された結果から求めた相関式

Response Center, ERC）を始め外部からも把握できるにより精度良く推定できる方法であるが，RCS圧力のシステムである．プラントパラメータや放射線レベル

挙動が複雑になるとPs・Pfを抽出する精度が悪くなる

等の各種運転監視パラメータが1 分間隔のデータとードもしくはRELAP5

して関係各所に伝送される．前述の事象進展予測シス
テムIPPSではSPDS により伝送されるプラントデータを活用し，事故の初期状態（漏洩の有無，機器の動作状況等）を把握し，事象進展予測に必要なシミュレー
ションの入力を作成している．LOCAにおいては原子炉
冷却系統からの漏洩流量または漏洩口径を把握することが重要であることは前章で述べた．これまでIPPS
では建部ら (9)の方法によりSPDSから漏洩口径を推定している．本研究ではSPDSを用いる仕組みはそのままで，建部ら(9)の方法を改良することを目指した．

2.2

前処理による特徴量抽出

前述のとおりSPDSは1分毎に運転監視パラメータを伝送する．伝送されたデータを数時間保存すると図2のように時々刻々とデータが更新される．この更新される時系列データを処理して漏洩口径を推定しなければならない．単純に図1のような圧力の時刻歴をニューラルネットワークで学習すれば，学習されたデー
タに対して推定精度が良くても，図2のように時刻が異なる，事故中のデータに対しては推定精度が悪くなると予想される．
本研究では，建部ら(9)が着目したLOCA時の原子炉冷
図 2 LOCA 発災後の原子炉冷却材圧力の時間経過

却材圧力の変化を用い，特徴量を抽出した後に機械学

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8

144

図 3 LOCA 発災後の原子炉冷却材圧力の変化
習で漏洩口径との関係を学習させることとした．建部らは，飽和圧力付近で圧力低下が抑制（フェーズⅡ）
された時間と，その前後の圧力差とを用いて，漏洩口(a) LOCA 直後径の相関式を求めた．この方法では1つの特徴量，すなわちフェーズⅡの持続時間（時間差）から算出された圧力変化率Rpに着目している．本研究では特徴量を増やすことで予測精度を向上させることと，できるかぎり早いタイミングで推定できることを目指し，時間差（フェーズⅡの持続時間）と圧力変化率を分けて定義することを試みた．具体的には図3のように，
1) 原子炉冷却材温度から計算される飽和蒸気圧
psvp と原子炉冷却材圧力 p との差 p-psvp が初めて
１MPa 未満になった点で LOCA フラグをセット．
LOCA フラグがたった状態で，p-psvp が 0.１MPa 未満になった点で，LOCA 発生と算定（時刻=tLOCA）
2) 時刻 tLOCA 以降，圧力が 4MPa 未満になる点まで(b) 圧力変化率の順次算出の間で，圧力の時間差分が最小（傾きが最大）になった時刻 tdPmin を求める．圧力変化が緩やかな場合は，最小点より前のウィンドウ内データから平均値で圧力変化率 dPmin を算出
3) 飽和蒸気圧から圧力変化が最小になるまでの時間τdPmin = tdPmin - tLOCA を算出
本研究では3)が建部らのフェーズⅡの時間差とは異なり，LOCA開始後に飽和蒸気圧近くまで下がった時点
から，4MPaにまで圧力が変化する時間でτdPminを定義した．4MPa以下では蓄圧注入系からの原子炉冷却材系統への注水が行われるため，圧力変化率の評価対象範囲外とした．
この定義に従ってプログラミングを行い，MATLAB
R2019b(11)で特徴量抽出と次章で述べる学習結果を適用した例を図4に示す．時間経過に従って，(a)～(c)(c) 圧力変化率の最小時刻の決定
図 4 事象進展に伴う特徴量抽出の例（3 インチ）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8145のように順に圧力pの変化が得られる．(a) LOCA直後，(b) 圧力変化率の順次算出，(c) 圧力変化率の最小時刻の決定，といった上記1)～3)の手順から，時間経過とともに変化するpから特徴量を抽出した．(a)ではtLOCAを決定したが圧力変化dPの算出は未実施，(b)では dPを 算 出 し つ つ 最 小 値 を 検 索 ， (c) で は 最 小 値
dPminとそれが得られた時刻tdPminを決定している．さらに各図の下半分には，この手順の結果として得られたdPminおよびτdPminから，次章で説明する機械学習結果で推定された漏洩口径（Estimated break diameter）
D* を示した．この例ではMAAP4に設定した漏洩口径（Break diameter）D = 3インチに対し，LOCA発生後
5分では2.5インチと推定し，7分では2.8インチと推定，
37分では3.1インチと推定して終了している（これ以降は最終推定値を保持）．このように，本研究では時々刻々のデータから予測することを目指した．
図 5 漏洩口径 D に対する圧力変化率 dPmin

2.3

事故シナリオ

本研究では，建部ら(9)の検討を踏まえ，全交流電源喪失により高・低圧注入系の起動に失敗した場合のLOCA時の原子炉冷却材圧力の変化を用いることとした．また，漏洩口径が1インチ以下では前述3)の飽和蒸気圧からの低下が非常に緩慢となり，漏洩口径推定を行うよりも早期にプラントの事故対応が進むため，
本研究の対象外とした．一方，漏洩口径が大きくなると後述するSPDSの1分毎のデータ転送では圧力変化を捉えることが難しくなるため，10インチ以上の場合も本研究の対象外とした．
これらの事故条件を入力し，MAAP4コードで計算された結果を次節以降の検討に用いた．

2.4

漏洩位置の影響

図 6 漏洩口径 D に対する時間差τdPmin

PWR 4ループプラントを対象に，漏洩（MAAP4コード

ば，例えば図5でdPmin = 0.03を縦に見ると青丸の7で設定した漏洩口径D）を原子炉冷却材系統の配管のインチから赤丸の8インチ以上までばらついており，各位置（クロスオーバーレグ，コールドレグ，ホット

誤差は (8-7) / ((7+8) / 2) = 13% 程度生じることレグ）に仮定し，計算した結果から先の前処理2)で得が予想される．

られたdPminに対してプロットした結果を図5に示す．

同様に4ループプラントを対象に，漏洩口径Dに対漏洩位置により同じ漏洩口径に対してもdPminにばらする圧力変化の時間τdPminを図6に示す．一見すると漏つきが生じていることがわかる．SPDSの情報から直接

洩口径の大きな所で誤差が少ないように見えるが，図には漏洩位置についての情報が得られないため，この5に近い表示にするために横軸を1/τdPmin として図7にばらつきの回避は難しく，次章で述べる機械学習によ示すと，図5よりも誤差が大きくなることが予想される推定誤差に影響する．もしdPminだけから判断すれる．SPDSは1分毎に伝送されるため，漏洩口径が大きINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8

146

図7 図
漏洩口径
7 漏洩口径D に対する
D に対する
1/τdPmin1/τdPmin
くなり圧力変化が急になると，くなり圧力変化が急になると，時間分解能による誤差
時間分解能による誤差

図8 図
サンプリング時間を変えた時の8 サンプリング時間を変えた時の
漏洩口径
漏洩口径
D に対する圧力変化率
D に対する圧力変化率
dPmindPmin

-3
-3
-3
-3
τdPminが4×10
τdPminが4×10と5.5×10と5.5×10が大きくなる．
が大きくなる．
これが横軸1/
これが横軸1/にプロットされる点が多い理由である．同じ1/にプロットされる点が多い理由である．同じ1/
τdPmin τ=dPmin =
-3
-3
で見ると，
で見ると，
漏洩口径は7.5インチから9.5インチ
漏洩口径は7.5インチから9.5インチ
4×104×10

までばらついており，(9.5までばらついており，(9.5– 7.5)– /7.5)((9.5+7.5)/ ((9.5+7.5)/ 2) / 2)= 24%程度の誤差が予想される．
= 24%程度の誤差が予想される．

2.5 2.5
サンサ
プン
リプ
ンリ
グン
時グ
刻時
の刻
影の
響影響
SPDSが1分毎に伝送されるデータであるため，計測
SPDSが1分毎に伝送されるデータであるため，計測値にはサンプリングされるタイミングの影響がある
値にはサンプリングされるタイミングの影響があると考えられる．この点を確かめるため，MAAP4の計算と考えられる．この点を確かめるため，MAAP4の計算
開始から30秒後，60秒後の2条件で時間をおいてから
開始から30秒後，60秒後の2条件で時間をおいてからLOCAを発生させた計算を，
LOCAを発生させた計算を，すべての漏洩口径に対してすべての漏洩口径に対してτdPminをプロット行った．漏洩口径に対してdPmin,
行った．漏洩口径に対してdPmin,
1/τdPmin1/をプロットした結果を図8,
した結果を図8,9にそれぞれ示す．30秒後，60秒後と9にそれぞれ示す．30秒後，60秒後という時間はサンプリングに対する誤差として影響すいう時間はサンプリングに対する誤差として影響す
ると考え，
ると考え，
プロットは0秒後を示した図5と同じ色を用
プロットは0秒後を示した図5と同じ色を用いて凡例で分けていない．図8を見ると赤，緑，青のいて凡例で分けていない．図8を見ると赤，緑，青の図9 図
サンプリング時間を変えた時の9 サンプリング時間を変えた時の
漏洩口径
漏洩口径
D に対する
D に対する
1/τdPmin1/τdPmin

プロットがそれぞれの分布傾向を維持しつつばらつ
プロットがそれぞれの分布傾向を維持しつつばらつきを示しており，誤差を生じていることがわかる．
きを示しており，誤差を生じていることがわかる．

3. 特
3. 徴特
量徴
を量
用を
い用
たい
機た
械機
学械
習学
と習
推と
定推
精定
度精 度
の確の
認確認

τdPminの2つの特徴量から漏τdPminの2つの特徴量から漏前章で検討したdPmin,
前章で検討したdPmin,
洩口径Dを機械学習で推定することとした．機械学習
洩口径Dを機械学習で推定することとした．機械学習にはMATLABにはMATLAB
R2019bを用いて，推定手法としては，二R2019bを用いて，推定手法としては，二次多項式カーネルを用いたサポートベクターマシン
次多項式カーネルを用いたサポートベクターマシン（Support（Support
VectorVectorMachine,Machine,
SVM）回帰を採用した．
SVM）回帰を採用した．

3.1 3.1
SVMに
SVよ
Mに
るよ
漏る
洩漏
口洩
径口
量径
の量
推の
定推定

学習データ量が少ないため，Leave-one-out検証を行
学習データ量が少ないため，Leave-one-out検証を行い，その結果をもって推定の精度としている．また，い，その結果をもって推定の精度としている．また，

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8147

図 12 図原子炉停止から
12 原子炉停止からLOCA までの時間間隔がLOCA までの時間間隔があった場合の漏洩口径あった場合の漏洩口径
D に対する推定値
D に対する推定値
D*
D*（漏洩位置：クロスオーバーレグ）（漏洩位置：クロスオーバーレグ）

図 10 図漏洩口径
10 漏洩口径D に対する推定値
D に対する推定値
D*
D*

例えば地震で原子炉が自動停止した後に，
例えば地震で原子炉が自動停止した後に，
数回の本
数回の本
震・余震でLOCAが発生するような状況を考えると，原震・余震でLOCAが発生するような状況を考えると，原子炉停止からLOCA発生までの時間間隔に対して前章
子炉停止からLOCA発生までの時間間隔に対して前章の前処理および学習結果からの推定が有効かどうかの前処理および学習結果からの推定が有効かどうかを確認しておく必要がある．
を確認しておく必要がある．
時間間隔なしのデータか
時間間隔なしのデータか
ら前節で学習させた結果を用いて，ら前節で学習させた結果を用いて，原子炉停止から30
原子炉停止から30
分後，60分後の2条件でLOCA発生までの時間間隔を入分後，60分後の2条件でLOCA発生までの時間間隔を入れたMAAP4の計算結果から推定した結果を図12に示す．
れたMAAP4の計算結果から推定した結果を図12に示す．
図12では3～4インチで時間間隔無しに対して時間間
図12では3～4インチで時間間隔無しに対して時間間隔がある場合の推定結果が過大評価となっているが，隔がある場合の推定結果が過大評価となっているが，0.5インチ程度の差異であり，実用上は問題ないと判0.5インチ程度の差異であり，実用上は問題ないと判
断した．
断した．
*

*

図 11 図漏洩口径
11 漏洩口径D に対する推定値
D に対する推定値
D の相対誤差
D の相対誤差
SVMのハイパーパラメータはMATLABの回帰学習器を用
SVMのハイパーパラメータはMATLABの回帰学習器を用

3.3

蒸
3.3気発
蒸生
気器
発を
生用
器い
をた
用強
い制
た冷
強却
制の
冷影
却響
の影響

いて最適化した．
いて最適化した．
学習結果を用いた漏洩口径Dに対して推定値D*を
学習結果を用いた漏洩口径Dに対して推定値D*を
*
*
の相対誤差
の相対誤差
プロットした結果を図10に，プロットした結果を図10に，また推定値D
また推定値Dを図11に示す．図11からは2インチ以上10インチ以下を図11に示す．図11からは2インチ以上10インチ以下

地震等で送電系統に損傷が生じて外部電源を喪失
地震等で送電系統に損傷が生じて外部電源を喪失
し，かつ非常用発電機の起動に失敗する全交流電源喪
し，かつ非常用発電機の起動に失敗する全交流電源喪
失時には，原子炉冷却材を冷却するためPWRでは蒸気
失時には，原子炉冷却材を冷却するためPWRでは蒸気発 生 器発を生用器いをた用2い
次た
系2強次制系冷強却制（冷intentional
却 （ intentionalの範囲では概ね相対誤差が±13%以内の範囲では概ね相対誤差が±13%以内（標準偏差5.6%）（標準偏差5.6%）
depressurization
depressurizationof the ofsteam
the generator
steam generator
secondarysecondaryで推定できていることが分かる．
で推定できていることが分かる．
side, side,
IDSG）が行われる．全交流電源喪失時のLOCA
IDSG）が行われる．全交流電源喪失時のLOCA発生を考えると，発生を考えると，
原子炉冷却材が冷却されれば圧力が原子炉冷却材が冷却されれば圧力が

3.2 原
3.2子炉
原停
子止
炉か
停ら
止Lか
OCら
A発
LO生
CAま
発で
生の
ま時
で間
の時 間
低下し，
低下し，
LOCAによる圧力低下と重なる場合が考えられLOCAによる圧力低下と重なる場合が考えられの影響の影響る．このような状況では，3.1節で前述した圧力低下
る．このような状況では，3.1節で前述した圧力低下

148

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8率による学習をもとにした漏洩口径推定には，影響を受けることが予想される．冷却を行うための蒸気放出に必要な主蒸気逃し弁の開操作を原子炉停止から30分後に実施すると同時にLOCA発生，もしくは主蒸気逃し弁開放からさらに30分後にLOCA発生と2ケースの仮定を置いてMAAP4の計算を行った．その結果を用いて漏洩口径を推定した結果を図13に示す．
IDSGから30分後にLOCA発生した水色のプロットを見ると，漏洩口径Dに対して推定値D*はすべて約3.5インチとなっているが，漏洩口径が3.5インチということではない．これはIDSGによる原子炉冷却材圧力が3.5インチ漏洩に相当する低下率で下がっていることを示している．そのため，IDSGを行うと今回開発した推定手法では漏洩口径を推定できない．
図14にはIDSGから30分後にLOCA発生の条件で，設定した漏洩口径が2インチの場合の，原子炉冷却材圧力の変化を赤線で示す．図中には図1の青線，すなわちIDSG無しの2インチ漏洩のデータも示している．IDSG
無しでLOCA発生のみの場合には図1に示したとおり，
漏洩口径が2インチの場合に原子炉冷却材圧力がほぼ一定で推移するフェーズⅡが60分近く継続した．一方，
IDSGから30分後にLOCA発生する図14の赤線では，IDSG
開始（時刻：30分）直後に圧力は降下開始し，IDSG
のみで圧力が3MPaまで低下し，その後LOCA（時刻：60分）が生じる．結果としてLOCAによる圧力低下はほとんど見られない．そもそも，このような条件では原子炉冷却材圧力から漏洩口径を推定することはできな

図 13 蒸気発生器を用いた原子炉冷却材系統の冷却（IDSG）を行った場合に，冷却と LOCA 発生
が同時（LOCA+IDSG），または 30 分後に LOCA 発生（LOCA 30min after IDSG）の 2 条件での漏洩
口径 D に対する推定値 D*（漏洩位置：クロスオーバーレグ）
い．
一方，IDSGと同時にLOCA発生する図14の緑線では，平均的な圧力低下率ではIDSGのみの赤線よりも大きくなり，図13では約5インチの漏洩口径と推定された．
しかし図1に見られたフェーズⅡの挙動が見られないなど，青線と同じ2インチの漏洩口径と推定することはできない．

図 14 蒸気発生器を用いた原子炉冷却材系統の冷却（IDSG）を行った場合に，冷却と LOCA
発生が同時（LOCA+IDSG），または 30 分後に LOCA 発生（LOCA 30min after IDSG）の 2 条件
での一次冷却材圧力 p の変化（漏洩位置：クロスオーバーレグ）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8149

変化が見られないことから，漏洩拡大までの時間間隔が変化しても同じ値に推定されていることは妥当であり，かつ初期漏洩口径を推定値できている．

4. 結論
本研究では，安全パラメータ表示システムSPDSから得られる原子炉圧力や温度等の原子力発電所のデータを利用し，機械学習を用いて冷却材喪失事故LOCA
時に原子炉冷却系統の漏洩口径を自動的に判断する手法を検討した．原子炉冷却材圧力の変化から2つの特徴量を抽出し，機械学習の入力とすることを考えた．
2つの特徴量とは，LOCA発生後に原子炉冷却材圧力が4MPa未満になる点までで圧力の時間差分が最小（傾き図 15 LOCA が発生した初期の漏洩口径 D’と漏洩が拡大するまでの時間 tincrease を変えた場合の圧力 p の変化（漏洩位置：クロスオーバーレグ）が最大）になった時刻tdPminと，その時点より前の平均
圧力変化率dPminである．
シビアアクシデント解析コードMAAP4により計算した結果からSPDSのデータに相当する原子炉冷却材圧力を計算した．この2つの特徴量の抽出を機械学習も

3.4

漏洩口径の拡大の影響できる技術計算言語MATLABで行い，さらにMAAP4の入力で設定した漏洩口径を用いて2次多項式カーネルを

LOCAが生じて以降，数回の余震により漏洩口径が拡用いたサポートベクターマシンSVMで学習を行った．

大する可能性もある．初期の漏洩口径D’と口径が拡大

ここで，原子炉冷却材圧力の前処理結果にばらつきをするまでの時間tincreaseの組み合わせは様々なパターン

与える因子としては，原子炉冷却材系統の漏洩箇所，が考えられるが，ここでは拡大後の漏洩口径を8イン

および1分毎のサンプリング値となるSPDSのサンプリ

チと固定して，D’は主に2インチ，tincreaseを10～60分とング時刻である．

組み合わせた計算から漏洩口径を推定した結果を図15に示す．

学習の結果，入力値の漏洩口径Dに対して推定値D*の相対誤差は概ね相対誤差が±13%以内（標準偏差

図15で初期漏洩口径D’が2インチの場合，比較的短5.6%）で推定できた．現実のLOCA事象では，原子炉がい時間間隔である10分で8インチに拡大した場合には，停止してからLOCA発生までの時間は変化する．30, 605インチと推定されている．しかし20分以上間隔が開分後にLOCA発生した場合は，同時に発生したと仮定しいた場合には初期口径に近くなり，2.5～3.5インチとた上記の相対誤差の範囲で推定できることを確認し推定されている．間隔が開けば初期口径での漏洩と途た．一方事故対応によっては，蒸気発生器を用いた原中で拡大した影響が分離されやすいため，D’に近い推

子炉冷却材の冷却を行う場合もあるが，この場合には定結果が得られることは実用的である．運用上は，初原子炉冷却材圧力の変化が蒸気発生器を用いた冷却期口径から事象進展予測を開始し，圧力変化から口径に大きく影響されるため，推定が困難であった．また，が拡大した後にはその変化を感度解析にて求めるこ

余震等を考えると漏洩口径が事故進展途中で拡大すとで対応できる．

る場合が考えられるが，拡大するタイミングによって一方，初期漏洩口径D’が6インチの場合，時間間隔が10～60分と変わっても同じ値になり，約6インチと推定された（図中では水色のプロットに他のデータがは拡大前後の設定口径に近い推定値が得られ，実用には供することができると判断した．
以上のように本研究では，LOCA発生時の漏洩口径を，隠れている）．計算結果の圧力変化を別途確認するとプラントパラメータを用いた機械学習により推定が6インチから8インチへと拡大しても挙動にほとんど可能になることが示された．今後，学習する対象を広150

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-8

げ，事故進展の途中で人の判断を補助できるシステムの構築が期待される．

(9) 建部恭成，吉田至孝，原子力災害事象進展予測に用いる冷却材漏洩口径推定手法の開発，日本原子力学会和文論文誌，Vol.11, No.4, pp.304-315

謝辞(2012).
(10) U.S. NRC, RELAP5/MOD3 Code Manual,

MATLABを用いた前処理および機械学習については，
マスワークス合同会社の池上徹氏にご協力をいただ
いた．ここに記して謝意を表する．

NUREG/CR-5535, INEL-95/0174, Vol. 7, Rev. 1(1996).
(11) MathWorks, MATLAB help.
https://jp.mathworks.com/help/matlab/index.h

引用文献(1) 原子力委員会, 平成30年度版原子力白書,(2019).
(2) 中央防災会議, 防災基本計画 (2020).
http://www.bousai.go.jp/taisaku/keikaku/pdf/
kihon_basicplan.pdf(3) 原子力規制庁, 第11回原子力事業者防災訓練報
告会説明資料, (2019).
https://www.nsr.go.jp/data/000275094.pdf(4) 吉田他, 原子力災害時事象進展予測技術の開発－これまでの開発状況と今後の課題－, INSSJOURNAL Vol. 21 RV-1 (2014).
(5) 北海道電力他, 重大事故等対策の有効性評価に係るシビアアクシデント解析コードについて（第３部ＭＡＡＰ）, 原子力規制委員会第102回原子力発電所の新規制基準適合性に係る審査会合資料
1-2-5 (2014).
https://warp.da.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/110
68782/www.nsr.go.jp/disclosure/committee/yuu
shikisya/tekigousei/power_plants/h26fy/index_h26fy.html(6) Man Gyun Na, et al., Estimation of breaklocation and size for loss of coolant accidents
using neural networks, Nuclear Engineering and
Design, 232, pp.289-300 (2004).
(7) Sung Han Lee, et al., Diagnostics of Loss of
Coolant Accidents Using SVC and GMDH Models,IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol.58,
No.1, pp.267-276 (2011).
(8) Geon Pil Choi, et al., Estimation of LOCA BreakSize Using Cascaded Fuzzy Neural Networks,
Nuclear Engineering and Technology, Vol.49,
pp.495-503 (2017).

tml

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9151

統計的安全評価における代替統計モデルの適用（実機条件の不確かさ解析に対する適用性の検討）
Application…of…Surrogate…Models…for…Statistical…Safety…Evaluation…
（Investigation…of…Applicability…to…Uncertainty…Analysis…for…PWRs）
木下郁男（Ikuo…Kinoshita）＊1

要約
加圧水型原子炉の冷却材喪失事故を対象に，最適評価コード RELAP5 による不確かさ解析に対して代替統計モデルを構築し，統計的安全評価における代替統計モデルの適用性を検討した．代替統計モデルによる 95% 累積確率値の計算精度を確認する方法として，交差検証法の適用性を検討した．RELAP5 不確かさ解析との比較により，代替統計モデルが 95% 累積確率値を予測する汎化性能があることの判定は，学習データを用いた交差検証によって推定可能であることを確認した．したがって，交差検証を行い 95％累積確率値の予測精度を確認した代替統計モデルを用いることにより，統計的安全評価が可能であると言える，少ないデータ数で効率的に 95% 累積
確率値の予測精度のよいモデルを構築するために，適応的サンプリング法の有用性を検討した．
RELAP5 不確かさ解析との比較により，適応的サンプリングを繰り返すことにより，95% 累積確率値の計算誤差が収束すること，および 95％累積確率値の計算誤差は学習データに対する交差検証によって推定可能であることを確認した．以上より，95% 累積確率値を目標値とした適応的サンプリングにより代替統計モデルを更新し，交差検証により計算精度を推定することによって，95% 累積確率値の計算精度が高い代替統計モデルを効率的に構築することができると言える．
キーワード…統計的安全評価，代替統計モデル，不確かさ解析，交差検証，適応的サンプリング

Abstract
Application… of… a… surrogate… model… for… statistical… safety… evaluation… was… discussed…
in…the…present…paper…on…uncertainty…analysis…by…the…RELAP5…code…for…loss…of…coolant…accidents…
in… PWRs.… Cross… validation… techniques… were… applied… to… verify… the… prediction… capability… of… the…
surrogate…model…for…the…95th…percentile…values…of…the…safety…evaluation…parameters.…Comparison…
with…the…RELAP5…uncertainty…analysis…results…confirmed…that…the…generalized…performance…of…
the…surrogate…model…for…the…95th…percentile…value…prediction…could…be…estimated…using…the…cross…
validation…on…the…training…data…set.…From…the…results…it…was…concluded…that…the…surrogate…model…
whose…prediction…accuracy…for…the…95th…percentile…values…was…confirmed…by…the…cross…validation…
could…be…used…for…the…statistical…safety…evaluation.…The…effectiveness…of…the…adaptive…sampling…
technique…was…verified…to…improve…the…prediction…accuracy…for…the…95th…percentile…values…using…
a… small… number… of… training… data.… Comparison… with… the… RELAP5… uncertainty… analysis… results…
confirmed…that…the…prediction…error…of…the…95th…percentile…values…converged…by…repeating…the…
adaptive…sampling…and…the…prediction…errors…were…able…to…be…estimated…by…the…cross…validation…on…
the…training…data…set.…Therefore,…the…surrogate…model…with…high…accuracy…for…the…95th…percentile…
value…prediction…was…able…to…be…effectively…constructed…by…improving…the…surrogate…model…using…
the…adaptive…sampling…procedure…with…the…target…of…the…95th…percentile…values…and…confirming…
the…model…prediction…accuracy…using…the…cross…validation…on…the…training…data…set.
Keywords…Best…Estimate…Plus…Uncertainty（BEPU）,…surrogate…model,…uncertainty…analysis,…cross…validation,……
adaptive…sampling

1. 緒
 言

する最適評価コードの使用とその解析結果の不確かさを評価する統計手法を組み合わせた統計的安全評

原子力プラントの安全性について十分な精度での（1）価手法（Best…Estimate…Plus…Uncertainty,…BEPU）

議論を行うためには，事故時の諸現象を忠実に模擬が必要となる．統計的安全評価手法は，最適評価＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

技術システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9152

コードの V&V（検証と妥当性確認），関連パラメー

データ数で効率的に 95% 累積確率値の評価精度のタの不確かさの定量化，および解析結果に対する不よいモデルを構築する適応的サンプリング法を提案

確かさの評価を実施し，合理的な裕度の評価を行し，その有用性を検討する．

う．統計的安全評価手法は，米国，韓国，スペインなどの国で規制に採用されており，日本でも採用が検討されている．日本では 2008 年に日本原子力学（2）が策定され，
会標準「統計的安全評価の実施基準」

2. 統
 計的安全評価と代替統計モデル
図１は，統計的安全評価における不確かさ評価の

現在，本手法の最新知見を反映した改訂作業が行わ概要を示す．統計的安全評価は以下の手順で実施す

れている．

る．①最適評価コードの入力パラメータの不確かさ

統計的安全評価では，安全解析コードを用いた多を特定し，確率分布として定量化する．②入力パラ

数回のモンテカルロ計算により統計的安全評価値をメータの不確かさ分布からサンプリングを行って最求める．
安全解析コードは計算コストが大きいため，

適評価コードによる解析を行い（図中の赤字で示

多数回のモンテカルロ計算を実施可能な計算時間です），これらの解析結果を集計して出力パラメータ行うためには，安全解析コードよりも計算コストのの不確かさ分布を求める．③出力パラメータの不確小さな代替統計モデルの適用が有効である．代替統

かさ分布から統計的安全評価値を求める．通常，統計モデルは，解析コードの入力と計算結果との間

計的安全評価値は 95% 累積確率値で与えられる．

の関係を近似するように学習されたモデルである．
NUREG/CR-5249（1） において米国原子力規制委員①入力パラメータの不確かさの特定と定量化会（NRC）が提唱した応答曲面法も代替統計モデ
ルの一種である．また，近年の機械学習手法の進展により，高度な機械学習モデルを用いた代替統計モ（3）（4）

デルの研究も行われている．しかしながら，統計的安全評価において重要となる 95% 累積確率値
に対する代替統計モデルの計算精度についての検討
は , これまで十分に行われていない．
統計的安全評価に代替統計モデルを適用するにあ

入力パラメータ
入力パラメータ
入力パラメータ
不確かさ
不確かさ
不確かさ
赤線が入力パラメータのサンプリング②入力パラメータの不確かさの組合せ
最適評価コードによる解析

たっては，適切な学習モデルおよびモデルパラメー
タを選択することにより，95％累積確率値の予測に③解析結果に対する不確かさ評価

対する過学習を回避し，学習データ以外のデータに

最適評価

対する汎化性能を有することの確認が必要となる．
（5）

前論文

で は，ROSA/LSTF に お け る 小 破 断

LOCA（冷却材喪失事故）模擬実験の不確かさ解析

出力パラメータ
不確かさに対して，２次線形回帰（交互作用あり）による代

統計的安全評価(95%累積確率値)

替統計モデルを適用した．本ケースに対して，汎化性能の確認に交差検証法が有用であることを示した．また，
順序統計法と比較して，同じ数の学習デー
タで 95% 累積確率値の評価精度のよい代替統計モ
デルを構築できることを示した．

サンプル入力パラメータによる解析値

図１

統計的安全評価における不確かさ評価

統計的安全評価においては，95% 累積確率値は最適評価コードの直接計算で得られた確率分布から直本論文では，実機プラントにおける小破断 LOCA

接評価するのが厳密であるが，これでは計算コスト

事象の不確かさ解析に対して，代替統計モデルの適が大きくなることが課題となる．計算コストを削減

用性を検討する．代替統計モデルとして，前論文のするために，順序統計法や代替統計モデルを適用しモデルを拡張し，２次線形回帰（交互作用あり）とて 95% 累積確率値の評価が行われている．

ガウス過程回帰を組み合わせた代替統計モデルを適（7），統計理論から所定の確信度を順序統計法は（6）

用する．前論文と同様に，汎化性能の確認に対す有する評価値を得るために必要なサンプル数（解析る交差検証法の有用性を検討する．また，少ない

ケース数）を定めて不確かさを評価する方法である．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9153

解析ケース数を抑えることにより，計算コストを削制できるが，代替統計モデルの構築のために多くの減することを意図している．不確かさパラメータの最適評価コードによる計算が必要となり，統計的安数に依存せずに適用でき頑健性があるが，95％累積

全評価の計算コスト削減のために代替統計モデルを

確率値を統計的に高めに評価するため，統計的安全

適用する意義が失われる．統計的安全評価に代替統

評価値にこのバイアスが含まれることになる．

計モデルを適用するにあたっては，解析対象の複雑

代替統計モデルは，最適評価コードの入力と出力との関係を近似するように少数のサンプル（学習度に応じて適切な代替統計モデルを構築することが重要であると言える．

データ）から学習されたモデルである．図２に，代本論文では，実機プラントにおける小破断 LOCA

替統計モデルの概念図を示す．代替統計モデルは最事象の統計的安全評価を対象に，代替統計モデル

適評価コードよりも計算コストが小さいため，多数の適用性を検討する．燃料被覆管最高温度（PCT）

回の計算が可能であり，これから得られる確率分布の不確かさ解析に対して，２次線形回帰（交互作用から直接的に 95% 累積確率値を評価することがであり）とガウス過程回帰を組み合わせた代替統計モ

きる．したがって，適切な代替統計モデルを構築す

デルを適用する．このモデルによる 95% 累積確率

れば，代替統計モデルは順序統計法よりも高い精値の評価に汎化性能があることを確認するために，

度で 95% 累積確率値を評価することが可能となる．

交差検証法の有用性を検討する．また，少ないデー

また，入力パラメータと出力パラメータの関係の分

タ数で 95% 累積確率値の評価精度のよいモデルを

析も，代替統計モデルを用いた感度解析により可能

構築するために，適応的サンプリング法の有用性を

となる .

検討する．
学習データ

3.

 ELAP5 コードによる実機プラントをR対象とした不確かさ解析

3.1 対
 象事象
最適評価コード

図２

代替統計モデル

代替統計モデル

対象事象は４ループ加圧水型軽水炉（PWR）における小破断 LOCA 時高圧注入系不作動事象とし一方，代替統計モデルを統計的安全評価に適用す

た．PWR プラントの小破断 LOCA 時には１次系がるにあたっては，学習データ以外のデータに対する

高圧状態で冷却材が喪失していくため，高圧注入系

モデルの汎化性能の確認が必要である．すなわち，の作動に失敗すると蓄圧注入系による注水が遅れ，代替統計モデルを用いた 95% 累積確率値が，最適炉心損傷に至る可能性がある．このためアクシデン

評価コードを用いた 95％累積確率値と一致するこ

トマネジメント策として蒸気発生器を利用した２次とを保証するためには，学習データ以外のデータに

側強制減圧操作が行われる．

対するモデルの計算精度の確認が必要である．

表１に，不確かさ解析のベースケースとして設定

統計学や機械学習では，代替統計モデルが，学習した主要な解析条件を示す．破断口位置は，加圧器

データに対しては適合しているが，未知のデータに接続ループの低温側配管とし，破断差サイズは１，

対しては適合できていないことを，そのモデルが過３，５インチとした．
また，２次側強制減圧の条件は，学習（または過剰適合）していると言う．一般に，

炉心出口温度が 350℃に達してから２分後（運転員

過学習の要因としては，モデルの自由度が大きすぎ

操作遅れを考慮）に主蒸気逃がし弁を全開にするもることと，学習データが少なすぎることが考えられのとした．

る．統計的安全評価に代替統計モデルを適用するに前 論 文（5） で 対 象 と し た ROSA/LSTF に お け る

あたっても，
これらの観点からの検討が重要である．

小破断 LOCA 実験では，２次側強制減圧の操作は代替統計モデルを単純で自由度を小さいものとすれ

破断後 600 秒と決まっていた．しかし，本論文の解ば過学習を抑制できるが，あまり単純なモデルでは，

析条件では，破断口径の違いによって２次側強制減

代替統計モデル自体の精度が悪いものになる可能性

圧の開始時刻が変化し，事故の事象進展も変わってがある．また，学習データを多くすれば過学習を抑くる．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9

154

表１
項

3.2 燃
 料被覆管最高温度の不確かさ解析

主要解析条件目

解析条件

最適評価コード RELAP5/MOD3（8） を使用して，破断場所

加圧器接続低温側配管

破断サイズ

１，３，５インチ

3.1 節の解析条件をベースケースとし，RELAP5/

初期炉出力

定格

原子炉トリップ

加圧器圧力低MOD3 コードの計算モデルの不確かさを変化させタービントリップ

原子炉トリップと同時

安全注入信号加圧器圧力低主給水

原子炉トリップと同時に停止

補助給水

破断 60 秒後，全ループ給水

主蒸気逃がし弁

自動作動

高圧注入

不作動

蓄圧注入

全ループ作動低圧注入

全ループ作動２次系強制冷却炉心出口温度≧ 350℃到達後，遅れ時間２分で主蒸気逃し弁を全開

不確かさ解析は，日本原子力学会標準（2）に則って実施した．安全評価パラメータは PCT である．
表２に，不確かさを考慮する重要現象とそれに対応する RELAP5 コードの計算モデル，および定量化
した入力パラメータの不確かさを示す．
入力パラメータの不確かさ分布から，ランダム・
サンプリング法により 1024 ケースのパラメータの

表２
重要現象

た統計解析を実施した（9）．概要を以下に示す．

組み合わせをサンプリングし，各破断口径に対して解析を実施した．1024 ケースの解析結果を集計し，重要現象と入力パラメータの不確かさ

RELAP5 モデル

不確かさパラメータ

最小

最大

ヒストグラム
一様分布

崩壊熱（10）1979年度版 ANS 標準データ 崩壊熱乗数

0.98

1.02

被覆管酸化（10）

Cathcart 相関式

酸化膜厚さ乗数

0.91

1.16

被覆管変形（10）FRAP-T6 モデル

バースト温度乗数

0.86

1.07

露出炉心熱伝達（11）Dittus-Boelter 相関式

熱伝達係数乗数

0.58

1.88

（13）
炉心内相間摩擦（12）EPRI 相関式

相間摩擦係数乗数

0.13

3.00

（10）
伝熱管凝縮熱伝達（層流）
Nusselt 相関式

熱伝達係数乗数

0.56

1.44

（10）
伝熱管凝縮熱伝達（乱流）
Shah 相関式

熱伝達係数乗数

0.64

1.66

伝熱管入口 CCFL（14）CCFL 相関式

CCFL 定数

0.70

0.80

低温側配管水平層状化（15）Taitel-Dukler 式

水平層状化判定乗数

0.20

4.63

ダウンカマ相間摩擦（16）Kataoka-Ishii 相関式

相間摩擦係数乗数

0.58

1.60

一様分布

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9

200

確認した．

160

表３に，PCT の不確かさの統計値を示す．5% 累
積確率値および 95% 累積確率値は，以後，単に５％値あるいは 95% 値とも言う ,表３
項目N = 1024  ȏǦȐ

PCT の 95% 累積確率値は一定値に収束することを

155

120
80

PCT の不確かさの統計値

40

破断口径

0

１インチ

３インチ

５インチ

5% 値

1024.71161.9752.8

平均値

1067.11237.0

869.0

95% 値

1116.41342.4

957.2

200

歪度

-0.90

0.85

-0.67

160

尖度

2.69

1.20

0.14

のヒストグラムを示す．前論文（5） で対象とした
ROSA/LSTF における小破断 LOCA 実験の不確かさ解析では，PCT の分布は正規分布に近い分布と980

1020 1060 1100 1140 1180 1220
ȏȐ（a）１インチ破断

N = 1024  ȏǦȐ

図 ３ に， 全 1024 ケ ー ス に 対 す る PCT 不 確 か さ

940

120
80
40

0

1050

1130

なった．しかし，本論文で対象とする実機における不確かさ解析では，PCT の分布は正規分布とは異１ イ ン チ 破 断 で は，1,000K 以 下 の 低 温 領 域 でPCT の分布が分離している．しかし，これは 95%
値の評価に大きな影響を及ぼさないと考えられる．
３インチ破断では，PCT の不確かさ分布は高温度
側で裾野の広い分布となっている．代替統計モデル
を不確かさ解析に適用するにあたり，PCT の 95%
値の計算精度に留意が必要である．５インチ破断
では，PCT の不確かさ分布に双峰性が確認できる．
このピークの単純な分離は困難と考えられ，精度の良い代替統計モデルの構築において留意が必要で
ある．

4.1 代
 替統計モデルの適用
本節では，3.2 節で説明した RELAP5 コードによ

1370

1450

（b）３インチ破断
200

N = 1024

160
120
80
40

0
600 660 720 780 840 900 960 1020 1080
ȏȐ（c）５インチ破断

図３

4. 代 替統計モデルによる不確かさ解析

1290
ȏȐ  ȏǦȐ

なる．

1210

PCT の不確かさのヒストグラム（9）にそれと RELAP5 計算との誤差を評価するガウス
過程回帰モデル（17） を構築し，これらの和によって不確かさ解析の代替統計モデルとした．ガウス
過程回帰モデルのハイパーパラメータの最適化にる不確かさ解析を参照解析として，代替統計モデル

は MATLAB… R2020b（The… MathWorks,… Natick,…

の不確かさ解析への適用性を検討する．

USA）を使用した（18）．目的関数評価の最大数を 30

本論文では，RELAP5 コードによる不確かさ解析結果を対象に，RELAP5 計算を近似する２次の線形回帰モデル（交互作用あり）を構築し，さらとして，ベイズ最適化によりハイパーパラメータを推定した．
3.2 節の RELAP5 による不確かさ解析を対象とし

156

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9て，少数のサンプルを学習データとして構築したを用いて統計解析を行い，PCT の不確かさ分布を
RELAP5 解析結果と比較した．学習データ数は，
順序統計法と比較する目的で，93 サンプル，124 サ
ンプル，153…サンプル，181 サンプルとした．
図４に，代替統計モデルによる不確かさ解析によCumulative total value [-]代替統計モデルにより，RELAP5 解析と同じ乱数1り得られた PCT の累積確率分布を RELAP5 による

0.8
0.6

0.2

900

950

学習サンプル数が増加するにしたがって，代替統計モデルによる累積確率分布は RELAP5 計算に近づき，１インチ破断と３インチ破断では，153 サン

1

Cumulative total value [-]えられる．

となった．５インチ破断では，181 サンプル（赤線）

0.8
0.6

モデルが過剰適合している場合は，95％値の評価の精度が悪い．したがって，代替統計モデルを不確かさ解析に適用するにあっては，代替統計モデルが学

95%(RELAP5)

0.4

Average(RELAP5)

5%(RELAP5)

0.2（b）３インチ破断
1

Cumulative total value [-]では，モデルの表現力に対して学習データが少なく，

1250

PCT [K]

率分布は中温度領域で RELAP5 計算と一致していこのように，代替統計モデルによる不確かさ解析

1200

N = 1024

お，５インチ破断では，181 サンプルでも，累積確を表現する十分な性能がないためと考えられる．

1150

RELAP5
Surrogate 93
Surrogate 124
Surrogate 153
Surrogate 181

で RELAP5 計算とほぼ一致する結果となった．な

５インチ破断の不確かさ解析で現れる分布の双峰性

1100

01000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500

プル（青線）で RELAP5 計算とほぼ一致する結果

ない．これは，本研究で用いた代替統計モデルは，

1050（a）１インチ破断て，代替統計モデルによる不確かさ解析結果は，

ルが学習データに対して過剰適合しているためと考1000

PCT [K]

93 サ ン プ ル（ 橙 線 ） で は， 各 破 断 口 径 に 対 し価した．これは，学習データ数が十分でなく，モデAverage(RELAP5)

5%(RELAP5)

照計算（黒線）による 5% 値，
平均値，
95% 値を示す．

RELAP5 計算と比較して 95% 累積確率値を過大評

95%(RELAP5)

N = 10240.40参照計算と比較して示す．黒破線は，RELAP5 参

RELAP5
Surrogate 93
Surrogate 124
Surrogate 153
Surrogate 181

RELAP5
Surrogate 93
Surrogate 124
Surrogate 153
Surrogate 181

0.8
0.6

95%
(RELAP5)

N = 1024

0.4

0Average(RELAP5)

5%(RELAP5)

0.2

600

650

700

750

800

850

900

950

1000 1050

PCT [K]

習データに過剰適合していないことの判定が重要で（c）５インチ破断あると言える．
図５に，PCT の 95% 値についての代替統計モデ

図４

PCT の累積確率分布

ルと順序統計法による評価の比較を示す．
順序統計法は，統計理論から所定の確信度を有す

代替統計モデルによる 95% 値の評価は，学習デー

る評価値を得るために必要なサンプル数（解析ケー

タ数が，93 サンプル，124 サンプル，153 サンプル，ス数）を定めて不確かさを評価する方法である．必181 サンプルと多くなるにしたがって精度が向上す

（7）

によると，

ることが分かる．１インチ破断と３インチ破断では安全評価パラメータのサンプルを大きい順から並べ

153 サンプルで RELAP5 計算とほぼ一致し，５インた場合，95% 信頼水準で95% 累積確率値が上位２位，

チ破断では 181 サンプルで RELAP5 計算とほぼ一致

３位，４位，５位に位置するために必要なサンプル

している．

要なサンプル数を決定する Wilks の式

数は，それぞれ 93 サンプル，124 サンプル，153 サ
ンプル，181 サンプルである．

代替統計モデルによる評価を順序統計法と比較す
ると，３インチ破断では，何れの学習サンプル数

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9

1250

Wilks
Surrogate
RELAP595% PCT [K]

1200
1150

価するために，交差検証法の適用性を検討する．
図６に，k 分割交差検証の概念図（k=5 の場合）
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
Number of Train Data (-)

を示す．まず，学習データを k 分割する．このうち１つのデータセットを検証用にして，残りのデータセットで学習したモデルを検証する．以下，これをk 回繰り返して実施する．このように，交差検証で

1450
Wilks
Surrogate
RELAP5

1400

95% PCT [K]4.2 交
 差検証法の適用対する 95% 値の予測精度をその学習データから評（a）１インチ破断

は各データが検証データと学習データとして利用されるため，評価が特定のデータに偏らない．このため，交差検証による評価は学習データ以外のデータに対して汎化性能があると考えられる．特に分割数1350が学習データ数と同じ場合は，一個抜き交差検証と

1300
1250

果は順序統計法よりも悪化する場合が有る．

本節では，代替統計モデルの学習以外のデータに

1100
1050

157

いう．本論文では，交差検証として一個抜き交差検証を用いた．
90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
Number of Train Data (-)

学習データ（b）３インチ破断
k 分割 （k=5の場合）

1100
Wilks
Surrogate
RELAP595% PCT [K]

1050

検証用

学習

学習

図６

交差検証法

学習

学習

Fold 1
Fold 2

1000

Fold 3950
900

Fold 4
Fold 590 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
Number of Train Data (-)（c）５インチ破断
図５

PCT95% 値の順序統計法との比較

4.1 節で示した代替統計モデルによる不確かさ解析を対象に，学習データに対する交差検証による
95% 値の計算精度から，全データに対する 95% 値のについても代替統計モデルの方が評価精度が良い．

計算精度が推定可能か検討した．

一方，１インチ破断では，学習サンプル数が 93 の

図 ７ に， 学 習 デ ー タ 数 93 の 場 合 に 対 す る 交 差

ケースで順序統計法の方が評価精度が良い．５イン検証の適用結果を示す．黒線が RELAP5 計算によチ破断では，学習サンプル数 181 以外のケースで順る PCT の累積確率分布，赤線が代替統計モデルに序統計法の方が評価精度が良いか同程度である．

よる PCT の累積確率分布，緑線が交差検証による

以上のように，代替統計モデルを不確かさ解析に

PCT の累積確率分布である．

適用するにあたっては，対象とする不確かさ解析の

図７に示すように，各破断サイズについて，代複雑度に応じて適切なモデルを構築し，適切な数の替統計モデルによる累積確率分布は RELAP5 計算

学習データを用いなければ，その 95％値の評価結の累積確率分布とほぼ完全に一致している．しかINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9

158

1
0.8
0.6

ȏǦȐȏǦȐ

1
RELAP5
Surrogate
Cross Validation

N = 93

0.6

N = 181

0.4

0.4

0.2

0

RELAP5
Surrogate
Cross Validation

0.8

95%
(RELAP5)

0.2

95%
(CV)

0

900

950

1000

1050

1100

1150

1200

1250

95% 95%(RELAP5) (CV)

900

950

1000

1100

1150

1200

1250

ȏȐȏȐ（a）１インチ破断（a）１インチ破断

1

1
RELAP5

Surrogate

0.8

0.6

ȏǦȐȏǦȐ

RELAP5

Surrogate

0.8

Cross Validation

N = 93

Cross Validation

N = 181

0.6
0.4

0.4
0.2

95%
(CV)

95%
(RELAP5)

95% 95%(RELAP5) (CV)0.2

01000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500

01000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500

ȏȐȏȐ（b）３インチ破断（b）３インチ破断ȏǦȐ

RELAP5
Surrogate
Cross Validation

0.8

0.6

RELAP5
Surrogate
Cross Validation

0.8

N = 930.6

0.4

N = 181

0.4

95%(RELAP5)0.2600ȏǦȐ

1

1

0

1050

650

700

750

800

850

900

95%
(CV)

950 1000 1050

0.2

0

600

ȏȐ

交差検証法の適用（学習データ数 93）

650

700

750

800

850

900

950 1000 1050

ȏȐ（c）５インチ破断
図７

95% 95%(RELAP5) (CV)（c）５インチ破断
図８

交差検証法の適用（学習データ数 181）

し，これは過学習であり，図４で見たように，全による累積確率分布と交差検証による累積確率分布

1024 のデータに対する累積確率分布は RELAP5 とはほぼ一致している．これは，モデルが汎化性能

代替統計モデルで大きく異なる．一方，交差検証法を獲得するために十分な学習データ数が得られてによる累積確率分布は，過学習の影響を反映していることを示していると考えられる．実際，図４

RELAP5 計算の累積確率分布と異なるものとなり，で見たように，学習データ数 181 の場合の代替統計

図４の全 1024 データに対する RELAP5 計算の累積モデルでは，全 1024 データに対して代替統計モデ

確率分布と類似した分布となっている．

ルの累積確率分布と RELAP5 計算の累積確率分布

図８に，学習データ数 181 の場合に対する交差検はほぼ一致している．なお，５インチ破断では，代証の適用結果を示す．この場合は，代替統計モデル

替統計モデルによる累積確率分布は中温度領域で

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9

159

RELAP5 計算と一致していない．これは前述したに，代替統計モデルを用いて不確かさ解析を行い，ように，本研究で用いた代替統計モデルは，５イン

PCT の累積確率分布を求める．さらに，この 95%

チ破断の不確かさ解析で現れる分布の双峰性を表現

値に対応する入力点から最も近いサンプリング点する十分な性能がないためと考えられる．しかし，（本論文では５点）を新たな学習点として選択する．

代替統計モデルと交差検証による累積確率分布はほそして，これらの学習点に対して RELAP5 計算をぼ一致しており，95％値評価のための汎化性能の確行い，これらの結果を学習データに追加して代替統認には問題が無いものと考えられる，計モデルを更新する．

以上のように，代替統計モデルを不確かさ解析に適応的サンプリングの手続きにより，全データに適用するにあっては，学習データを用いた交差検証

対する RELAP5 コードによる 95％値に近いデータを行うことにより，95％値評価の汎化性能を確認すが学習データに追加されることになり，代替統計モ

ることができると判断される．

デルの 95% 値の計算精度が向上することが期待で
きる．

4.3 適
 応的サンプリングの適用

図 10 に，適応的サンプリングを適用して構築した代替統計モデルによる 95% 値の計算誤差を，学

本節では，なるべく少ない学習データによって習データ数と対応して示す．横軸が学習データ数，

95% 累積確率値の評価精度の良い代替統計モデルを縦軸が代替統計モデルによる 95% 値の計算誤差で構築する方法として，適応的サンプリングの有用性ある．

を検討する．

赤丸が，全 1024 データに対する代替統計モデル

適応的サンプリングは，目標値に向けて，効率的による 95% 値の計算誤差である．各破断サイズにに学習データを選択する手法である．これまでに本

ついて，適応的サンプリングを繰り返すことにより，

手法は，PCT の制限値に対応する限界曲面を効率

計算誤差は小さくなっていることが確認できる．た

（19）
（20）

．本

だし，実際に代替統計モデルを用いて統計的安全評

論文では，本手法を統計的安全評価における 95％

価を行うためには，全 1024 データに対する計算誤値を効率的に計算するために修正して適用する．

差を，学習データのみから推定する必要がある．

的に計算するために適用されてきている

図９に，95% 値を目標値とした適応的サンプリン

青四角は，学習データに対する代替統計モデルにグの手続きを示す．適用的サンプリングは以下の手よる 95% 値の計算誤差である．4.2 節で確認したこ順で行う．初めに，学習点を選択する．本論文でとと同様に，各破断サイズについて，学習データには，93 個の学習点から開始した．そして，これら対する代替統計モデルによる 95% 値の計算誤差はを入力とした RELAP5 計算を行い，これらの結果

ほぼゼロである．

を学習データとして代替統計モデルを構築する．次緑三角は，学習データに対する代替統計モデルの交差検証による 95% 値の計算誤差である．4.2 節
で確認したことと同様に，各破断サイズについて，• 学習点を生成（N=93）• RELAP5計算

全 1024 データに対する 95％値の計算誤差は，学習データに対する代替統計モデルの交差検証による
95% 値の計算誤差で凡そ推定できていることが確認• 代替統計モデルを作成／更新• 代替統計モデルを用いてＰＣＴの累積確率分布を作成• 95%値を評価

収束判定（交差検証）

Yesできる．
図 11 に，適応的サンプリングを適用した代替統計モデルによる 95% 値の計算結果を，学習データ数と対応して示す．ここでは，適応的サンプリング
Stop

No• 95%値の近傍点を学習点に追加（5点）• RELAP5計算

図９95% 値を目標 値とした適 応 的サンプリングの手 続きの手続きの収束判定として，代替統計モデルの交差検証による 95% 値の計算誤差がほぼゼロになることとした．図 11 には，RELAP5 による不確かさ解
析の結果を比較して示している．３インチ破断ではやや過小評価の傾向があるものの，適応的サンプ
リングを適用した代替統計モデルの更新によって，

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9

70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30

1250

All data
Train data
Cross Validation

Surrogate
RELAP51200

PCT [K]

Error [K]

160

1150

1100

90

100

110 120 130 140
Number of Train Data (-)

150

1050

160

90

70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30

1350

1300

90

100

110 120 130 140
Number of Train Data (-)

150

1250

160

90

100

110 120 130 140
Number of Train Data (-)

150

160

（b）３インチ破断
1100

All data
Train data
Cross Validation

Surrogate
RELAP51050

PCT [K]

Error [K]160

Surrogate
RELAP5

1400

1000
950

90

100

110 120 130 140
Number of Train Data (-)

150

900

160

（c）５インチ破断
図 10

150

1450

All data
Train data
Cross Validation（b）３インチ破断
70
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30

110 120 130 140
Number of Train Data (-)（a）１インチ破断

PCT [K]

Error [K]（a）１インチ破断

100…適応的サンプリングを適用した代替統計モデルによる 95% 値計算の誤差の変化

90

100

110 120 130 140
Number of Train Data (-)

150

160

（c）５インチ破断
図 11…適応的サンプリングを適用した代替統計モデルによる 95% 値計算の変化

95% 値の計算結果は RELAP5 計算値とほぼ一致しの計算精度が高い代替統計モデルを効率的に構築すていることが分かる．

ることができると言える．

以上のように，95% 値を目標値とした適応的サン
プリングにより学習データを生成して代替統計モデ
ルを更新し，交差検証により 95% 値の計算精度を推定することによって，全データに対する 95% 値

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9

5. 結
 言

161

準：2008”,…AESJ-SC-S001:…2008（2009）．
（3）… D.… Mandelli,… C.… Smith,… A.… Alfonsi,… C.… Rabiti,…

統計的安全評価では，最適評価コードを用いた多J.… Cogliati,… H.… Zhao,… I.… Rinaldi,… D.… Maljovec,…

数回のモンテカルロ計算により統計的安全評価値を

P.… Talbot,… B.… Wang,… V.… Pascucci,… “Reduced…

求める．
これを実施可能な計算時間で行うためには，order… model… implementation… in… the… risk-

最適評価コードよりも計算コストの小さな代替統計

informed… safety… margin… characterization…

モデルの適用が有効である．

toolkit,”… INL/EXT-15-36649,… Idaho… National…

本論文では，実機プラントの小破断 LOCA 事象を対象に，RELAP5 コードによる不確かさ解析にLaboratory（2015）．
（4）… A.…Alfonsi,…C.…Wang,…J.…Cogliati,…D.…Mandelli,…C.…

対して代替統計モデルを構築し，統計的安全評価に

Rabiti,…“Status…of…adaptive…surrogates…within…

おける代替統計モデルの適用性を検討した．

the…RAVEN…framework,”…INL/EXT-17-43438,…

代替統計モデルによる 95% 累積確率値の計算精Idaho…National…Laboratory（2017）．

度を確認する方法として，交差検証法の適用性を（5）… 木下郁男，“ 統計的安全評価における代替統検討した．RELAP5 不確かさ解析との比較により，計モデルの適用（不確かさ解析への適用性

代替統計モデルが学習データに過剰適合せずに汎化に 関 す る 検 討 ）”,… INSS… JOURNAL,… Vol.27,…

性能を有することの判定は，学習データを用いた交

pp.219-230（2020）．

差検証によって推定可能であることを確認できた．

（6）… S.S.…Wilks,…“Statistical…prediction…with…special…

したがって，交差検証を行い 95％累積確率値の予reference…to…the…problem…of…tolerance…limit,”……

測精度を確認した代替統計モデルを用いることによ

Annals… of… Mathematical… Statistics,… 13,…

り，統計的安全評価が可能であると言える．

pp.400-409（1942）．

少ないデータ数で効率的に 95% 累積確率値の評（7）… A.… Guba,… M,… Makai,… P.… Lenard,… “Statistical…

価精度のよいモデルを構築するために，適応的サンa s p e c t s … o f … b e s t … e s t i m a t e … m e t h o d - I , ”…

プリング法の有用性を検討した．RELAP5 不確か

Reliability… Engineering… and… System… Safety,…

さ解析との比較により，適応的サンプリングを繰り80,…217-232（2003）．

返すことによって，95% 累積確率値の計算誤差が収（8）… The… RELAP5… code… development… team,…

束することを確認できた．また，95％累積確率値の“RELAP5/MOD3… code… manual”,… NUREG/

計算誤差は，学習データに対する交差検証による計

CR-5535（1995）．

算誤差で推定可能であることを確認できた．

（9）… I.… Kinoshita,… M.… Murase,… “Uncertainty…

以上より，95% 累積確率値を目標値とした適応的a n a l y s i s … o f … s m a l l … b r e a k … L O C A … w i t h…

サンプリングにより代替統計モデルを更新し，交差

HPI… failure… in… PWRs:… A… comparison… of…

検証により 95％累積確率値の計算精度を推定する

uncertainty… of… quantification… between…

ことによって，95% 累積確率値の計算精度が高い代Monte… Carlo… and… Wilks’… formula… approach,”…

替統計モデルを効率的に構築することができると言Proceedings… of… the… ANS… Best… Estimate…

える．

Plus… Uncertainty… International… Conference

引
 用文献

（BEPU2018），BEPU2018-149,… Lucca,… Italy,…
May…13-19（2018）．
（10）… 鳥毛俊秀，木下郁男，山田実，“ 小破断 LOCA…

（1）… B.…Boyack,…R.…Duffey,…G.…Wilson,…P.…Griffith,…G.…

時高圧注入系不作動事象への統計的手法適用…

Lellouche,… S.… Levy,… U.… Rohatgi,… W.… Wulff,… N.…

〜被覆管酸化，崩壊熱，被覆管変形および伝

Zuber,… “Quantifying… reactor… safety… margins:…

熱管凝縮に係る RELAP5 モデルの不確かさの…

Application… of… code… scaling,… applicability,…

定量化 ”,…INSS…JOURNAL,…Vol.21,…pp.213-222

a n d … u n c e r t a i n t y （ C S A U ） e v a l u a t i o n…

（2014）．

methodology…to…a…large…break,…loss-of-coolant…

（11）… T.… Torige,… I.… Kinoshita,… “Application… of… the…

accident,”…NUREG/CR-5249（1989）．

statistical… safety… evaluation… method… to… the…

（2）
… 日本原子力学会 ,… “ 統計的安全評価の実施基

small… break… LOCA… with… high… pressure…

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-9

162

injection… failure（Quantification… of… the…

（20）
… I.… Kinoshita,… “A… Limit… Surface… Prediction…

uncertainty…of…uncovered…core…heat…transfer…

for… PWR… LOCA… Transient… Using… Adaptive…

model），”… Proceedings… of… the… ASME… 2013…

Machine…Learning…Techniques,”…Proceedings…

International… Mechanical… Engineering…

of… the… 29th… European… Safety… and… Reliability…

Congress… &… Exposition（IMECE2013），…

Conference（ESREL2019），ESREL2019-378,…

IMECE2013-64305,…San…Diego,…CA,…November…

Hannover,… Germany,… September… 22-26

13-21（2013）．

（2019）．

（12）… 木下郁男，鳥毛俊秀，山田実，“ 炉心内相間
摩擦にかかる RELAP5 モデルの不確かさの定量化 ”,…INSS…JOURNAL,…Vol.24,…pp.201-210（2017）．
（13）… I . … K i n o s h i t a , … T . … T o r i g e , … M . … Y a m a d a ,…
“Uncertainty… quantification… of… the… RELAP5…
interfacial… friction… model… in… the… rod… bundle…
geometry,”… Journal… of… Nuclear… Engineering…
and… Radiation… Science,… Vol.2,… No.2,… 021003（2016）．
（14）… 楠木貴世志，村瀬道雄，冨山明男，“ 蒸気発
生器に伝熱管下端における気液対向流制限に関する研究のレビュー ”,… INSS… JOURNAL,…
Vol.24,…pp.211-220（2017）．
（15）… 鳥毛俊秀，木下郁男，山田実，“ 小破断 LOCA…
時高圧注入系不作動事象への統計的手法の適…
用；（9）重要現象に係るモデル不確かさの定…
量化（伝熱管凝縮熱伝達，低温側配管水平層状化）”,… 日本原子力学会 2014 春の大会 ,… L24（2014）．
（16）… C.… Clark,… J.P.… Schlegel,… T.… Hibiki,… M.… Ishii,… I.…
Kinoshita,…“Uncertainty…in…RELAP5/MOD3.2…
calculations…for…interfacial…drag…in…downward…
two-phase… flow,”… Annals… of… Nuclear… Energy,…
Vol.…94,…pp230-240（2016）．
（17）… C.E.… Rasmussen,… C.K.I.… Williams,… “Gaussian…
Processes… for… Machine… Learning,”… the… MIT…
Press,… Cambridge,… Massachusetts,… London（2006）．
（18）… MathWorks,… MATLAB… ドキュメンテーショ
ン，https://jp.mathworks.com/help/matlab/
help-and-support.htmel（19）… C.… Parisi,… et… al.,… “Automatic… limit… Surface…
Search… for… PWR… Transients… by… RELAP53D/RAVEN…Codes,”…Proceedings…of…the…ANS…
Best…Estimate…Plus…Uncertainty…International…
Conference（BEPU2018），BEPU2018-264,…
Lucca,…Italy,…May…13-19（2018）．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-10

163

MAAP における ISLOCA のモデル化
Modeling…an…interface…system…LOCA…in…the…severe…accident…analysis…code…“MAAP”
楠木

貴世志（Takayoshi…Kusunoki）＊1

高木俊弥（Toshiya…Takaki）＊1

要約
東京電力福島第一原子力発電所事故を踏まえ，これまで原子力発電所緊急安全対策，
シビアアクシデント対策他として導入された設備を MAAP プラントモデルに組み込み，動作を確認してきた．本稿では当研究所で開発した事象進展予測システムを用いて多様な事故シナリオに迅速に対応するため，高浜発電所 3/4 号機の安全性向上評価に記載されている起因事象をもとに，事前に MAAP においてモデル化しておくことが望ましい起因事象の検討を行った．その結果，インターフェイスシステム LOCA（ISLOCA）を抽出し，MAAP においてそのモデル化を行った．
「高浜３号炉及び４号炉…重大事故等対策の有効性評価」に基づき，モデルの動作確認を行った結果，事象発生後約１時間以降は１次冷却材圧力及び１次冷却材温度は有効性評価より高くなる傾向となったが，プラント挙動はおおむね再現することができた．
キーワード…MAAP，シビアアクシデント，モデル化，インターフェイスシステム LOCA

Abstract
From… a… consideration… of… progression… of… the… 2011… Fukushima… Daiichi… Nuclear…
Power…Station,…apparatuses…introduced…as…power…station…emergency…safety…measures…and…severe…
accident… measures… in… power… stations… were… incorporated… into… the… MAAP… plant… model.… In… this…
paper,…in…order…to…respond…quickly…to…various…accident…sequences…using…the…Incident…Progress…
Prediction…System,…we…examined…the…initiating…events…that…should…be…modeled…in…advance…based…
on…the…initiating…events…described…in…the…safety…improvement…analysis…reports.…As…a…result,…the…
ISLOCA（interface…system…LOCA）was…extracted…and…modeled.…We…verified…the…operation…of…the…
model… based… on… “Effectiveness… evaluation… of… measures… against… serious… accidents… of… Takahama…
No.…3…and…No.…4…reactors”…and…found…that…after…the…event…occurred…the…primary…coolant…pressure…
and…the…primary…coolant…temperature…tended…to…be…higher…than…the…effectiveness…evaluation…after…
about…1…hour.…The…plant…behavior…showed…a…similar…trend…to…that…of…the…data.
Keywords…MAAP,…severe…accident,…modeling,…interface…system…LOCA

1. は
 じめに

る各種の緩和設備についてのモデルを備えている．
また，核分裂生成物（Fission…Product,…FP）に関す

MAAP（Modular… Accident… Analysis… Program）

る物理現象をモデル化しており，事故時に炉心溶融

コードは，1980 年代の初めに米国 FAI 社（Fauske…

に伴って原子炉容器や原子炉格納容器内等に放出さ&… Associates,… LLC.） に よ っ て 開 発 さ れ， 米 国

れる FP の挙動についても取り扱うことが可能であEPRI（Electric…Power…Research…Institute）が所有る．このように，広範囲の物理現象を取り扱うこと権を有するコードである．現在も EPRI を中心としが可能な総合解析コードであり，想定される様々なた MAAP ユーザーズグループのもとで保守及び改事故シナリオについて，起因事象から安定した状態，

良が進められている．

あるいは過圧・過温により原子炉格納容器が機能喪

MAAP は，シビアアクシデントの事象進展の各段階を網羅し，炉心，原子炉容器，原子炉格納容器

失するシビアアクシデントまで計算が可能であることが特徴である（1）．

内等で起こると考えられる重要な事故時の物理現象

上 述 し た よ う に，MAAP で は 原 子 力 プ ラ ン トをモデル化するとともに，工学的安全施設や炉心における様々な緩和設備を設定することが可能で損傷防止あるいは格納容器機能喪失防止で想定すある．これまで当研究所は関西電力の原子力プラ＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

技術システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-10

164

ントに導入されている各種の緩和設備について，

原子力災害発生時には，当研究所員が関西電力

MAAP でモデル化を実施し，原子力防災訓練等でから原子力災害発生の連絡を受け，事業本部に駆（2）．特に近年は，東京電力福島第一

け付け，システムの準備，起動等を実施した後に，原子力発電所事故を踏まえて日本の原子力発電所に

事象進展予測として再現解析（起因事象の同定をおいて発電所緊急安全対策，シビアアクシデント対含む），推移予測解析，アクシデントマネジメント

策他として導入された設備について重点的にモデル（Accident… Management,… AM）予測解析，放射性

使用してきた

（3）
（4）
（5）

．

物質放出量予測解析，レポート作成の順序で行うこ

一方，電力事業者は原子力災害時には限られた時ととなるため，限られた時間を効率よく解析に活用

間の中で事態の進展を予測して適切な影響緩和操作

することが重要となる．事象進展予測システムに搭を行うとともに，必要に応じて一般公衆の防護措置載されている MAAP は他のシステム解析コードにを行わなければならない．当研究所は関西電力の支比べて解析時間が短いことがその特徴の１つとして

援を行うため，原子力災害時には当研究所員が関西挙げられるが，実際の原子力災害時に事象進展予測

電力の原子力事業本部（以下，事業本部）に駆け付解析を実施することを想定した場合，当日のプラン

け事象進展予測を行うこととなっており，これまで

ト状況を反映した入力データの作成に要する時間は（6）．

可能な限り短縮することが望ましい．このため，当事業本部内に設置している事象進展予測システムを

研究所では関西電力の各原子力プラントに対応した

図１に，事象進展予測システムの概要を図２にそれMAAP の入力データを整備してきた．

化を実施してきた「事象進展予測システム」の開発を行ってきたぞれ示す．事象進展予測システムはプラントから逐

さらに，上述したように，近年では東京電力福島

次，送られてくる情報に基づき，MAAP を用いて第一原子力発電所事故を踏まえた緩和設備の設置に事態の推移予測を行い，今後の進展を予測するとと伴うモデル化を実施し，かつ代表的な事故シナリオ

もに，将来の影響緩和操作の有効性や放射性物質放の解析に必要となる設備等を MAAP でモデル化し出量の推定を行い，事故収束操作及び公衆防護措置ている．これらのデータをあらかじめ整備しておくに有益な情報を提供することを目的とするものでことにより，原子力災害発生時にもこれらの緩和設ある．

備を用いたより多くの事故シナリオの解析が可能となる．

ネッ ト ワ ー ク サーバーラッ ク
機 材 収 納庫本研究では，各電力事業者が作成している発電用原子炉施設の安全性の向上のための評価（安全性向

プラ ン ト 別サーバー上評価）に記載されている起因事象（重大な事故に至る事故進展の発生要因になりえる事象）
をもとに，事前に MAAP においてモデル化しておくことで原

ネッ ト ワ ーク
クライアントシステム
クライアントシステム
収納庫

図１

子力災害発生時にも効率よく解析が行える起因事象の検討を行った．関西電力の高浜発電所 3/4 号機の無停電電源装置（7）（8）

安全性向上評価

事象進展予測システム（原子力事業本部内）に記載されている起因事象を表１に示す．
表 １ に 示 し た 起 因 事 象 の う ち，MAAP 解 析 基

関西電力

SPDS伝送①盤（パラメータファイル，インクルードファイル③
プラント情報の取り込み①～⑤：起動順序

等）に整備されていなければ解析に多くの労力と時間を要し，原子力災害発生時に迅速に対応するこ

解析指示
進捗管理

とが難しい起因事象として，「インターフェイスシ
②

④a

④b

⑤

再現解析
チーフ

推移予測解析
チーフ

AM予測解析
チーフ

放出量予測
解析チーフ

レポート作成
履歴管理

再現解析
スタッフ

推移予測解析
スタッフ

AM予測解析
スタッフ

放出量予測
解析スタッフ②’

図２

事象進展予測システムの概要

ス テ ム LOCA（Interface… System… Loss-Of-Coolant…
Accident,… ISLOCA）」及び「運転時の異常な過渡
変化時において原子炉緊急停止（原子炉スクラム）が で き な い 事 象（Anticipated… Transient… Without…
Scram,… ATWS）」が考えられる．これらの事象について次に述べる．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-10

表１… 全性向上評価の確率論的安全評価（PRA）で安
対象としている起因事象
No.

起因事象

１

大破断冷却材喪失事故（LOCA）

２

中破断 LOCA

３

小破断 LOCA

４

極小 LOCA５

インターフェイスシステム LOCA

６

主給水流量喪失

７

外部電源喪失８ATWS

９

２次冷却系の破断

10

蒸気発生器伝熱管破損

11

過渡事象

12

原子炉補機冷却機能喪失

13

手動停止

165

コード M-RELAP5 を用いた ISLOCA の解析では，
余 熱 除 去 系 統（Residual… Heat… Removal… System,…
RHRS）から各種逃がし弁及び機器からの漏えいによる格納容器内及び格納容器外への流出を考慮しており，本研究でも同様の解析を実施できるようなモデル化を目的とした．これまでの当研究所のMAAP 解析基盤では，ISLOCA に特化した RHRS
及びこれに付随する各種の流出経路はモデル化されておらず，実際の原子力災害発生時に ISLOCA を解析する場合に，これらに関する多くの情報（各種
幾何データ，温度や圧力といった物理量，弁の開閉条件等）を入力データに追加することは時間の制約からできない．従って，こうした情報をあらかじめモデル化しておくこととした．

ISLOCA とは，原子炉容器に接続する高圧設計部
分と低圧設計部分（余熱除去系が含まれる）のイン
ターフェイスにおいて，隔離機能が喪失することに2.

M AAP のモデル化の概要

2.1 ノ ード及びジャンクション

よって，低圧設計部分に設計圧を超える圧力が発生

本稿では，MAAP… Version… 4（MAAP4）におけ

し，それにより機器破損を引き起こし，原子炉冷却

る ISLOCA のモデル化について説明する．MAAP4

材が原子炉格納容器外に流出する事象である（図３では，炉心部を多数のノードに分割し，炉心損傷等の赤色のマーク）．一方，ATWS とは，起因事象発の状態変化とそれに伴うノード間の質量及びエネル

生後の原子炉トリップに失敗することで発生するシギーを計算している（図４の黒色で示される部分）．

ナリオであり，厳密には起因事象ではないが，安全

ISLOCA のモデル化として，原 子 炉 容 器 から高性向上評価の分類に従って，本稿でも起因事象とし温側主冷却材配管（ホットレグ配管）からの冷却材

た．安全性向上評価では，ATWS は２次冷却系かの流出先となるノード及びそれらにつながるノードをらの除熱機能が喪失する事象が厳しく，蒸気発生器

新たに作 成した．余 熱 除 去 系 統の配 管（RHRS 配

２次側保有水が減少することにより補助給水が必要

管）（ノード14）をホットレグ配管からの冷却材の流となる主給水流量喪失，負荷の喪失及び外部電源喪出先となるノードとして作 成した．加 圧 器 逃がしタン（8）．これらのうち，本研究で失を対象としている（7）ク，及 び 冷 却 材 貯 蔵タンク（ノード15 及 び 16）をはまず ISLOCA についてモデル化を検討したので，

RHRS 配 管（ノード14）につながるノードとして作次章に述べる．

成した．さらに，それらのノードをつなげる以 下 の（9）

近年の有効性評価

におけるプラント過渡解析➢…ノード 14：RHRS 配管

格納容器内
原子炉冷却系統

燃料取替用水タンク

加圧器逃がし弁

蒸気発生器
加圧器

一次冷却材
ポンプ

原子炉補機
冷却水ポンプ➢…ノード 15：加圧器逃がしタンク➢…ノード 16：冷却材貯蔵タンク

加圧器逃がし
タンク

原子炉補機
冷却水
サージタンクジャンクション（ジャンクション29 〜 31）を作 成した．

➢…ジャンクション 29：RHRS 配管〜安全補機室➢……ジャンクション 30：…RHRS 配管〜加圧器逃が
しタンク

原子炉容器
余熱除去
冷却器

余熱除去系統逃がし弁

余熱除去系統隔離弁

余熱除去ポンプ

図３

余熱除去系統概要図➢…ジャンクション 31：…RHRS 配管〜冷却材貯蔵タンク➢…ジャンクション 32：…加圧器逃がしタンク〜…
格納容器（CV）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-10

166

黒色：既存部（EPRI作成）
青色：既存部（INSS作成）
赤色：本研究で作成

逃がし弁（ジャンクション３０）
加圧器逃がしタ ンク（ノード１ ５ ）R HR 系 統 配 管（ノード１ ４ ）RCS

逃がし弁
（ ジ ャ ン ク シ ョ ン ３１ ）

漏 えい

隔離弁

原子炉建屋
（ノード ９ ）

図４

冷却材貯蔵
タ ンク
（ノード１ ６ ）➢…垂直 or 水平のジャンクションを図４に示す．赤色で記載されている設備が本研究➢…幅［m］

で作成した設備となる．それ以外の黒色で記載され➢…高さ［m］ている設備は米国 EPRI により作成されている既存➢…長さ［m］

のモデル

格納容器
上部区画
（ノード３ ）

MAAP4 におけるモデルの概要（1）

作成した上述のノード及びジャンクションの概要

（1）

ラプチ ャ
ディ スク

であり，青色で記載されている設備は

これまでに原子力安全システム研究所（INSS）で作成していたモデルである．

2.2 イ
 ンプットファイルにおける
ノード設定➢…面積［m2］➢…ガスの流れを遮断する水位［m］

3. 解
 析条件
3.1 解
 析シナリオ

本研究では，MAAP のインプットファイルを作今回作成した MAAP における ISLOCA モデルの成し，上述したノード 14 〜 16 及びジャンクション

動作確認を実施した．解析シナリオは「高浜３号29 〜 31 のパラメータを設定した．設定したノード炉及び４号炉重大事故等対策の有効性評価（9）」にの主なパラメータ及びジャンクションの主なパラ

基づき，設定した．解析シナリオは公表されているメータを以下に示す．

有効性評価から読み取ることができる情報から設定した．

【ノードの主なパラメータ】

表２に示す通り，起因事象として，余熱除去系統
3➢…気体と液体の総体積［m ］

入口隔離弁の誤開又は破損による余熱除去系統の圧➢…フロアの高さ［m］

力上昇により，余熱除去系統からの漏えいが発生す➢…最大の特性総断面積［m2］るものとする．１次冷却材の漏えい個所として，余➢…エアロゾル沈着面積［m2］熱除去系逃がし弁の作動，余熱除去系機器等からの

2➢…総流路面積［m ］➢…イグナイターの数［-］

漏えいが発生するものとする．
事象発生後，余熱除去系逃がし弁，余熱除去系機➢…イグナイターの平均高さ［m］

器等からの漏えいにより１次冷却材圧力が低下する➢…PAR（静的触媒式水素再結合装置）の数［-］

ことで，トリップ限界値に到達し，原子炉は自動停止する．その後，非常用炉心冷却設備作動限界値に【ジャンクションの主なパラメータ】➢…ジャンクションのタイプ到達した後，非常用炉心冷却設備が作動することにより炉心に注水される．

➢…上流のジャンクション

事象発生の約 25 分後に主蒸気逃がし弁の開放に➢…下流のジャンクション

よる２次系強制冷却を開始するとともに，１次系かINSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-10

表２

解析シナリオ16

定格熱出力一定運転中０分（0:00）

事象発生
原子炉トリップ
LOCA 発生
余熱除去ポンプ使用不可

SI 信号発信

高圧注入ポンプ２台起動

余熱除去ポンプ入口逃がし弁「開」（但し，設定値以下になる場合は
RHRS 配管の圧力が 「閉」）
設定圧力到達余熱除去冷却器出口逃がし弁「開」（但し，設定値以下になる場合は「閉」）
SI 信号※発信 25 分後２次系強制冷却開始（主蒸気逃がし弁の開度 10%）62 分（1:02）

高圧注入ポンプから充てんポンプへ切り替え

420 分（7:00）

充てんポンプ停止
余熱除去ポンプ入口弁の閉止（隔離）※ SI 信号：安全注入信号

解析
有
効結
性果
評価

１次冷
１次
却冷
材却
圧材
力圧
(MPa〔
力(MPa〔〔gage〕〔gage〕
〕) 〕)

－

有効性評価

16

主要な事象

解析結果

12
12

8
8

4
4

0
0

※
※
0
0

1 次冷却材漏えいに伴う圧力低下
1 次冷却材漏えいに伴う圧力低下
余熱除去ポンプ入口逃がし弁
余熱除去ポンプ入口逃がし弁
吹き止まり圧力に到達（約 15 分）
吹き止まり圧力に到達（約 15 分）
2 次系強制冷却（約 25 分）
2 次系強制冷却（約 25 分）※余熱除去ポンプ入口逃がし弁※余熱除去ポンプ入口逃がし弁の開閉に伴う圧力変動の開閉に伴う圧力変動
1

2

3

4

5

6

1

2

時間3(時
時)

4

5

6

図５

時間(時
時)

１次冷却材圧力の時刻歴

350
350
300

有効性評価
解
析性
結評
果価
有効

2 次系強制冷却（約 25 分） 解析結果
2 次系強制冷却（約 25 分）

300
250
１次冷
１次
却冷
材却
温材
度温
(℃度
) (℃ )

経過時間

167

250
200

※
※

200
150
150
100
100
50

らの漏えい量抑制のため，事象発生の約 62 分後に充てん／高圧注入ポンプによる炉心注水について，

50
0

高圧注入から充てん注入へ切替えを実施する．その0後，余熱除去ポンプ入口弁（ツインパワー弁）を閉00

止することで漏えいは停止する（9）．

※余熱除去ポンプ入口逃がし弁※余熱除去ポンプ入口逃がし弁の開閉に伴う温度変動の開閉に伴う温度変動
1

2

1

2

図６

4. 解
 析結果

3
時 間 (時 )3
時 間 (時 )

4

5

6

4

5

6

１次冷却材温度の時刻歴100

作成した MAAP における ISLOCA のモデルを用す代表的なパラメータとして，１次冷却材圧力，１
次冷却材温度及び１次系注入流量の時刻歴をそれぞれ図５〜図７に示す．青線が本解析結果であり，赤線が有効性評価の結果を示している．
作成したモデルの動作確認の結果，事象発生後約１時間以降は１次冷却材圧力及び１次冷却材温度は有効性評価より高くなる傾向となったが，プラント
挙動はおおむね再現することができた．余熱除去冷
却器出口逃がし弁及び余熱除去ポンプ入口逃がし弁

80
１ 次 系 注 水 流 量 （Ｋｇ / ｓ ）いて，事象進展解析を実施した．プラント挙動を示

高圧注入流量充てん 流量解析結果

高圧注入から充てん注入への切り替え（約 62 分）

60

40

20

0

0

2

図７

4
時間（ 時）

68

１次系注入流量の時刻歴が吹き止まり圧力に到達する時間を比較すると，有流量は図７に示すように，高圧注入から充てん注入

効性評価では約７分と約 15 分であり，本解析ではへの切り替えも再現されている．

いずれも約 15 分であった．但し，図５及び図６に示されるような余熱除去ポンプ入口逃がし弁の開閉に伴う圧力・温度の変動等，本解析では再現するこ
16とができない事象もあった．ちなみに，１次系注入
有効性評価
力(MPa〔〔gage〕〕)

解析結果
12

8

1 次冷却材漏えいに伴う圧力低下
余熱除去ポンプ入口逃がし弁
吹き止まり圧力に到達（約 15 分）

168

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-10

5. ま
 とめ
当研究所ではこれまで発電所緊急安全対策，シビ
アアクシデント対策他として導入された設備のモデ

文
 献
（1）
… Electric… Power… Research… Institute,… MAAP4…
Users…Manual.

ル化を行ってきた．本研究では多様な事故シナリオ（2）… 川崎郁夫，高木俊弥，尾上彰，池田浩之，平に迅速に対応するため，安全性向上評価に記載され成 30 年度… 関西電力美浜発電所原子力防災訓ている起因事象をもとに，事前にモデル化しておく

練のプラント事象進展シナリオ解析，日本原ことが望ましい起因事象の検討を行った．その結子力学会 2019 年秋の大会 ,（2019）．

果，ATWS（運転時の異常な過渡変化時において（3）… 楠木貴世志，高木俊弥，中村晶，佐野直樹，

原子炉緊急停止（原子炉スクラム）ができない事象）

MAAP における福島第一原子力発電所事故と ISLOCA（ イ ン タ ー フ ェ イ ス シ ス テ ム LOCA）

を踏まえた発電所安全対策設備のモデル化，を抽出し，本研究では先ず ISLOCA のモデル化を

INSS…JOURNAL…Vol.…27（2020）
．

行った．

（4）
… 楠木貴世志，高木俊弥，中村晶，佐野直樹，

作成したモデルの動作確認の結果，事象発生後約

MAAP における 1F 事故を踏まえた発電所安１時間以降は１次冷却材圧力及び１次冷却材温度は

全対策設備のモデル化（その１），原子力学有効性評価より高くなる傾向となったが，プラント会 2020 年春の年会（2020）．

挙動はおおむね再現することができた．但し，余熱（5）… 楠木貴世志，高木俊弥，中村晶，佐野直樹，

除去ポンプ入口逃がし弁の開閉に伴う圧力・温度のMAAP における 1F 事故を踏まえた発電所安変動等，本解析では再現することができない事象も

全対策設備のモデル化（その２）
，原子力学

あった．

会 2020 年秋の年会（2020）．

今回抽出した２つの起因事象のうち，ISLOCA に（6）… 吉田至孝，山本泰功，楠木貴世志，川崎郁夫，

ついてはモデル化することにより対応したが，残り

柳千裕，木下郁男，岩崎良人，原子力災害時の ATWS についても万一の緊急時のための解析上

事象進展予測技術の開発… - これまでの開発状の事前準備ができないか検討する予定である．

況と今後の課題 -，INSS… JOURNAL… Vol.… 21

当研究所の MAAP 解析基盤については，関西電力原子力防災訓練時のプラント事象進展シナリオ解（2014）．
（7）… 関西電力株式会社，高浜発電所３号機

第１…

析に活用するとともに，原子力災害時においては事回安全性向上評価届出，…

象の推移を予測する事象進展解析に用いることとな

https://www.kepco.co.jp/energy_supply/

る．本研究で組み込まれたモデルについては，今後

energy/nuclear_power/info/review/

も解析結果を踏まえて様々な知見を蓄積するととも

takahama3_01.htmlに，新たな設備が導入された場合には反映を行い，更なる MAAP 解析基盤の充実を図る予定である．

謝 辞本研究にあたり，関西電力（株）河瀬宇宙氏には（8）… 関西電力株式会社，高浜発電所４号機

第１…

回安全性向上評価届出，…
https://www.kepco.co.jp/energy_supply/
energy/nuclear_power/info/review/
takahama4_01.html（9）… 関西電力株式会社，高浜３号炉及び４号炉…重資料収集及び開示にご協力いただいた．ここに厚く

大事故等対策の有効性評価，…

感謝します．

https://warp.da.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/…
11517338/www2.nsr.go.jp/data/000148110.
pdf…

,166-2851$/9RO17""

INSS JOURNAL Vol. 28 2021 NT-11





１

169

シ
アシ
ア
ク
シ
デ
ン
ト
演
習
ツ
ー
ル
の
改
良
の
シビ
ビア
ア
ビ
ク
ア
シ
ア
デ
ク
ン
シ
ト
デ
演
ン
習
ト
ツ
演
ー
習
ル
ツ
の
ー
改
ル
良
の
改改
良良
シ
ビ
ア
ア
ク
シ
デ
ン
ト
演
習
ツ
ー
ル
Improvementof
accident
practicetool
Improvement
Improvementof thethe severe
severeofof
theaccident
severepractice
accident
tool
practicetool
Improvement
thesevereaccident
practicetool
川崎 郁夫 ,NXR.DZDVDNL 高木 俊弥
7RVKL\D7DNDNL  
 
 
川崎
郁夫
川崎
,NXR.DZDVDNL
郁夫
,NXR.DZDVDNL高木
7RVKL\D7DNDNL
俊弥
＊1 …
   川崎
郁夫
,NXR.DZDVDNL高木俊弥7RVKL\D7DNDNL
7RVKL\D7DNDNL＊1 高木 俊弥
川崎 郁夫（Ikuo…Kawasaki）
高木 俊弥（Toshiya…Takaki）＊山本 治宗（Yoshinori…Yamamoto）
治宗 <RVKLQRUL<DPDPRWR ＊2+LUR\XNL,NHGD ＊
＊池田浩之
＊ ＊ 浩之（Hiroyuki…Ikeda）
＊＊2
＊ ＊
山本
池田
山本 治宗
山本
<RVKLQRUL<DPDPRWR
治宗
池田浩之池田浩之
+LUR\XNL,NHGD+LUR\XNL,NHGD

 
山本
治宗<RVKLQRUL<DPDPRWR<RVKLQRUL<DPDPRWR
池田浩之
+LUR\XNL,NHGD

要 約   東京電力福島第一原子力発電所事故の教訓を踏まえて開発した，シビアアクシデント
要 約   東京電力福島第一原子力発電所事故の教訓を踏まえて開発した，シビアアクシデント要約 
東京電力福島第一原子力発電所事故の教訓を踏まえて開発した，シビアアクシデント
要約
東京電力福島第一原子力発電所事故の教訓を踏まえて開発した，シビアアクシデント（6$）時の発電所の原子力緊急対策本部対応を疑似体験できる 6$ 演習ツールにおいて，緊急時活（6$）時の発電所の原子力緊急対策本部対応を疑似体験できる
6$ 6$
演習ツールにおいて，緊急時活（6$）時の発電所の原子力緊急対策本部対応を疑似体験できる
6$ 演習ツールにおいて，緊急時活（6$）時の発電所の原子力緊急対策本部対応を疑似体験できる
演習ツールにおいて，緊急時活動レベル（($/）判断基準の見直し等を反映して改良を行った．主な改良点は，($/ 判断基準の見動レベル（($/）判断基準の見直し等を反映して改良を行った．主な改良点は，($/判断基準の見動レベル（($/）判断基準の見直し等を反映して改良を行った．主な改良点は，($/判断基準の見動レベル（($/）判断基準の見直し等を反映して改良を行った．主な改良点は，($/判断基準の見直し等を踏まえた演習シナリオの新規作成，6$ 演習ツールのスキップ機能追加等である．改良し直し等を踏まえた演習シナリオの新規作成，6$
演習ツールのスキップ機能追加等である．改良し直し等を踏まえた演習シナリオの新規作成，6$
演習ツールのスキップ機能追加等である．改良し直し等を踏まえた演習シナリオの新規作成，6$
演習ツールのスキップ機能追加等である．改良した 6$ 演習ツールを 6$ 研修に用いた結果，($/ 判断基準の変更点について研修受講者の理解を深め
たた
6$ 6$
演習ツールを
6$ 6$
研修に用いた結果，($/($/
判断基準の変更点について研修受講者の理解を深めた 6$ 演習ツールを
6$
研修に用いた結果，($/ 判断基準の変更点について研修受講者の理解を深め
演習ツールを研修に用いた結果，判断基準の変更点について研修受講者の理解を深めることができたことを確認した．
ることができたことを確認した．
ることができたことを確認した．
ることができたことを確認した．
キーワードシビアアクシデント，演習ツール，緊急時活動レベル，警戒事態，施設敷地緊急事態，全面緊キーワードシビアアクシデント，演習ツール，緊急時活動レベル，警戒事態，施設敷地緊急事態，全面緊
キー
キワ
ーー
ワド
ーシビアアクシデント，演習ツール，緊急時活動レベル，警戒事態，施設敷地緊急事態，全面緊ドシビアアクシデント，演習ツール，緊急時活動レベル，警戒事態，施設敷地緊急事態，全面緊急事態，原子力災害対策特別措置法
急事態，原子力災害対策特別措置法
急事態，原子力災害対策特別措置法
急事態，原子力災害対策特別措置法
Abstract We developed the severe accident (SA) practice tool based on lessons learned in the accident at
Abstract
Abstractdeveloped
Wethe
developed
severeaccident
thethesevere(SA)accident
practice(SA)
toolpractice
based
ontoollessons
basedlearnedon onlessonsin thelearnedaccident
in of
the
at
accident
at at
AbstractWedeveloped
severeaccident(SA)practicetool
based
lessons
learnedin theaccident
the Tokyo We
ElectricPower
Company
Fukushima
DaiichiNuclearPower
Station.
Reflecting
thereview
the
Tokyo
ElectricPower
Company
Fukushima
DaiichiNuclearPower
Station.
Reflecting
thereviewoftheTokyo
ElectricPower
Company
Fukushima
DaiichiNuclearPower
Station.
Reflecting
thereviewoftheTokyo
ElectricPower
Company
Fukushima
DaiichiNuclearPower
Station.
Reflecting
thereviewof
EAL criteria, we utilized the developed SA practice tool. Major improvements were the creation of new
EAL
criteria,
weutilized
theSA
developed
SASA
practice
tool.
Major
improvementswerethecreation
of of
new
EAL
criteria,
weutilizeddeveloped
practice
tool.
Major
improvements
wereofofthenew
EAL
criteria,
weutilizedthedeveloped
practice
tool.
Major
improvements
werenewexercisescenarios
based
onthe
the
reviewofEAL
judgment
criteria
andtheadditionofthe theskipcreation
function
thecreation
exercisescenarios
onof
thereviewof SA
EAL
judgment
criteria
thetheadditionof theskip
functionof theexercisescenarios
basedon theofbased
review
EAL
judgment
andtheadditionofskip
functionofskiptheexercisescenarios
based
on
the
reviewof criteria
EAL
judgment
criteria
andtheadditionof thefunctionof theSA practicetool.
Asa result
using
theimproved
practice
tool
for
SAand
training,
we confirmedthat
practicetool.
Asusinga result
using
theimprovedSApractice
tooltool
forforSA
training,
wethatconfirmed
thatthatSApracticetool.
Asa resultofthe ofimprovedSApractice
toolforSAcriteria.
training,
weSA
confirmed
SA
tool.
As
a result
of
using
the
improvedSApractice
training,
we
confirmed
trainees
wereSA
able
topracticedeepentheirunderstanding
about
the
changesin the
EAL
were
able
to deepen
theirunderstanding
about
thethechangesin theEAL
criteria.
trainees weretrainees
able
to deepen
theirunderstandingabout
the changes
inEAL
criteria.
traineeswereable
to deepen
theirunderstanding
about
the
changesin theEAL
criteria.
Keywords severe accident，practice tool，Emergency action level，Alert，Site Area Emergency，General Emergency，Keywords
severeaccident，
severepractice
accident，
tool，Emergency
practicetool，
actionEmergency
level，Alert，actionSitelevel，
Area
Alert，
Emergency，
SiteSite
Area
GeneralEmergency，
Emergency，GeneralEmergency，Keywords
severeaccident，
practice
tool，
Emergency
actionlevel，
Alert，
Area
Emergency，GeneralEmergency，Act on SpecialKeywords
Measures
Concerning
Nuclear
Emergency
Preparedness
Act on SpecialAct
Measures
Concerning
Nuclear
Emergency
Preparedness
on Special
Measures
Concerning
Nuclear
Emergency
Preparedness
Acton Special
Measures
Concerning
Nuclear
Emergency
Preparedness



1.
じ1.め
めに
に じ め に
1. は
はじ
1. はは
じめに



（以下，本部構成員という）がそれぞれの事象判断（以下，本部構成員という）がそれぞれの事象判断（以下，本部構成員という）がそれぞれの事象判断（以下，本部構成員という）がそれぞれの事象判断（($/ 判断）を迅速かつ的確に実施して，関係各所に（($/ 判断）を迅速かつ的確に実施して，関係各所に（($/判断）を迅速かつ的確に実施して，関係各所に（($/判断）を迅速かつ的確に実施して，関係各所に
東京電力福島第一原子力発電所の事故の安全対策
通報連絡を実施しなければならない．
東京電力福島第一原子力発電所の事故の安全対策
東京電力福島第一原子力発電所の事故の安全対策
通報連絡を実施しなければならない．
通報連絡を実施しなければならない．
東京電力福島第一原子力発電所の事故の安全対策
通報連絡を実施しなければならない．
のうち，「事故時の判断能力の向上 対策  」  におこれらを踏まえて，本部構成員が 6$ 発生時に適切
 のうち，「事故時の判断能力の向上のうち，「事故時の判断能力の向上
対策  」対策
にお

」」
にお
これらを踏まえて，本部構成員がこれらを踏まえて，本部構成員が6$ 発生時に適切
6$6$
発生時に適切のうち，「事故時の判断能力の向上
対策におこれらを踏まえて，本部構成員が発生時に適切いて，シビアアクシデント 以下，6$ という 教育のな対応ができるようになることを目的として，6$ 理
いて，シビアアクシデント
いて，シビアアクシデント
以下，6$ という
以下，6$
教育の
という
な対応ができるようになることを目的として，6$な対応ができるようになることを目的として，6$
理
理理
いて，シビアアクシデント
以下，6$という教育の教育のな対応ができるようになることを目的として，6$
更なる充実が求められている．
解のための効果的教育・訓練ツールの検討を行い，本更なる充実が求められている．
更なる充実が求められている．
解のための効果的教育・訓練ツールの検討を行い，本解のための効果的教育・訓練ツールの検討を行い，本更なる充実が求められている．
解のための効果的教育・訓練ツールの検討を行い，本また， 年度から原子力災害対策特別措置法（以部構成員自らがプラント構成および応答，($/ 判断基
また，また，年度から原子力災害対策特別措置法
年度から原子力災害対策特別措置法（以（以部構成員自らがプラント構成および応答，($/部構成員自らがプラント構成および応答，($/
判断基
判断基
また，

年度から原子力災害対策特別措置法（以部構成員自らがプラント構成および応答，($/判断基
 項の「原子力災下，原災法という）  第  条の 第準等を知識として習得し，6$ 時の原子力緊急対策本
下，原災法という）下，原災法という）
第  条の 第
第第
条の
第
 項の「原子力災
準等を知識として習得し，6$準等を知識として習得し，6$時の原子力緊急対策本時の原子力緊急対策本下，原災法という）
項の「原子力災条の第 項の「原子力災
準等を知識として習得し，6$時の原子力緊急対策本
害対策指針」  において，原子力災害事前対策として部対応を模擬体験できる 6$ 演習ツールを開発した  ．
 
 
害対策指針」
害対策指針」
において，原子力災害事前対策として
において，原子力災害事前対策として部対応を模擬体験できる
部対応を模擬体験できる
6$ 演習ツールを開発した
6$6$
演習ツールを開発した．．．
害対策指針」
において，原子力災害事前対策として部対応を模擬体験できる
演習ツールを開発した
緊 急 事 態 区 分 及 び 緊 急 時 活 動 レ ベ ル (PHUJHQF\
6$ 演習ツールの訓練シナリオ用データは  種類あ
緊 急 事 態緊
区緊
急
分急
事
及事
態
び態
区
緊区
分
急分
及
時及
び
活び
緊
動緊
急
レ急
時
ベ時
活
ル活
動(PHUJHQF\レレ
ベベルル(PHUJHQF\
6$ 演習ツールの訓練シナリオ用データは6$6$
演習ツールの訓練シナリオ用データは
 種類あ  種類あ動(PHUJHQF\
演習ツールの訓練シナリオ用データは
 種類あ
DFWLRQOHYHO以下，($/ という が定められた．緊急
り，過去の防災訓練シナリオ解析    で実施した訓   
DFWLRQOHYHO以下，($/DFWLRQOHYHO以下，($/という が定められた．緊急というが定められた．緊急
り，過去の防災訓練シナリオ解析
り，過去の防災訓練シナリオ解析で実施した訓で実施した訓DFWLRQOHYHO以下，($/というが定められた．緊急
り，過去の防災訓練シナリオ解析で実施した訓練データを加工して作成したものと，研修用として
事態区分の設定は，レベル 「警戒事態 $OHUW以下，
事態区分の設定は，
事態区分の設定は，
レベル

「警戒事態
レベル

「警戒事態
$OHUW以下，
$OHUW以下，
練データを加工して作成したものと，研修用として
練データを加工して作成したものと，研修用として
事態区分の設定は，レベル 「警戒事態 $OHUW以下，
練データを加工して作成したものと，研修用として($/ の見直し内容を理解させるために作成したものが$/ という 」，レベル 「施設敷地緊急事態 6LWH$UHD
$/ という $/
」
，レベル
という
」
「施設敷地緊急事態，レベル
「施設敷地緊急事態
6LWH$UHD6LWH
$UHD
($/
の見直し内容を理解させるために作成したものが($/($/の見直し内容を理解させるために作成したものが
$/
という
」
，レベル
「施設敷地緊急事態
6LWH
$UHD
の見直し内容を理解させるために作成したものがある．
(PHUJHQF\以下，6( という 」，レベル 「全面緊急事(PHUJHQF\以下，6((PHUJHQF\以下，6(
という 」
，レベル
という
」
「全面緊急事，レベル
「全面緊急事ある． ある．
(PHUJHQF\以下，6(
という
」
，レベル
「全面緊急事ある．
関西電力㈱の原子力防災研修（シビアアクシデント
態 *HQHUDO(PHUJHQF\以下，*( という 」の  段階
態 *HQHUDO(PHUJHQF\以下，*(
態態*HQHUDO(PHUJHQF\以下，*(という 」の
という
 段階
」の
 段階
関西電力㈱の原子力防災研修
関西電力㈱の原子力防災研修（シビアアクシデント（シビアアクシデント*HQHUDO(PHUJHQF\以下，*(
という
」の
 段階
関西電力㈱の原子力防災研修（シビアアクシデント($/ 判断対応演習）において，この 6$ 演習ツールをとされている．$/ は  年度に新規追加され，6( はとされている．$/とされている．$/は  年度に新規追加され，6(はは

年度に新規追加され，6(
は($/はは判断対応演習）において，この($/($/
判断対応演習）において，この6$ 演習ツールを
6$6$
演習ツールをとされている．$/
年度に新規追加され，6(
判断対応演習）において，この演習ツールを活用し有効性を確認するとともに，研修実施後，演習
従来の原災法第  条，*( は従来の原災法第  条，
従来の原災法第従来の原災法第 条，*( は従来の原災法第条，*(は従来の原災法第 条， 条，
活用し有効性を確認するとともに，研修実施後，演習活用し有効性を確認するとともに，研修実施後，演習
従来の原災法第条，*(は従来の原災法第条，
活用し有効性を確認するとともに，研修実施後，演習
ツールに関する問題点，講師・受講者からの要望に対
 条に該当する．原子力発電所において事故が発生
 条に該当する．原子力発電所において事故が発生条に該当する．原子力発電所において事故が発生
ツールに関する問題点，講師・受講者からの要望に対ツールに関する問題点，講師・受講者からの要望に対条に該当する．原子力発電所において事故が発生
ツールに関する問題点，講師・受講者からの要望に対する改善策を検討し，それらを踏まえて 6$ 演習ツーした場合は，発電所の原子力緊急対策本部の構成員
した場合は，発電所の原子力緊急対策本部の構成員
した場合は，発電所の原子力緊急対策本部の構成員する改善策を検討し，それらを踏まえてする改善策を検討し，それらを踏まえて
6$ 演習ツー
6$6$
演習ツー
した場合は，発電所の原子力緊急対策本部の構成員する改善策を検討し，それらを踏まえて演習ツー
１（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所
１（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所
１（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所
１（株）原子力安全システム研究所技術システム研究所
２ 関西電力（株）
２ 関西電力（株）
２２
関西電力（株）関西電力（株）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-11

170

ルの改良を実施してきた．これまでの主な改良点は，

表  作成した原子炉停止機能喪失 $7:6 事象の($/ 説明資料表示等の演習ツールの機能追加，($/ 判

演習シナリオ

断基準の変更点を含む演習シナリオの作成，演習シナ

主要なイベント

リオ時間の延長，事象進展の早送り機能の強化等であ
る







．本報告は，前回報告 以降の 6$ 演習ツールの･地震発生
･外部電源喪失

改良について報告する．

･原子炉トリップ失敗（原子炉停止機能喪失）

$/（原子炉停止機能の異常または異常のおそ

2. 6$演習ツールの改良点

れ）



･$ 非常用ディーゼル発電機自動起動

2.1 演習シナリオの新規作成

･% 非常用ディーゼル発電機自動起動失敗 → 分後 $/（非常用交流高圧母線喪失または関西電力の原子力防災研修（シビアアクシデント

喪失のおそれ）

($/ 判断対応演習）は毎年実施されており，本研修の･$ 充てん／高圧注入ポンプ起動

受講対象者は  年に  回受講することとなっている．

･$ 電動補助給水ポンプ起動 年度に作成した研修用演習シナリオを用いた研･タービン動補助給水ポンプ起動

修は  年度で一巡したので， 年度は新規の研･格納容器内主蒸気管破断＆非常用炉心冷却装置

修用演習シナリオを作成する必要があった．

作動（安全注入信号）

また， 年度に ($/ の判断基準が一部見直しされた．主なものとして，「原子炉停止機能の異常」，･$ 余熱除去ポンプ起動
･$ 電動補助給水ポンプ停止

「原子炉冷却機能の異常」，「電源供給機能の異常」，･タービン動補助給水ポンプ停止

「停止中の原子炉に関する異常」，「使用済燃料貯蔵$/（蒸気発生器給水機能喪失のおそれ）

槽に関する異常」，「原子炉制御室等に関する異常」

6(（蒸気発生器給水機能の喪失）

等の判断基準の見直しがされた．

･$ 充てん／高圧注入ポンプ停止 年度の演習シナリオの新規作成にあたり，判･蒸気発生器ドライアウト（蒸気発生器広域水位

断基準の見直しがされた ($/ のシナリオを選択する

未満）

こととし，「原子炉停止機能の異常」，「使用済燃料*(（蒸気発生器給水機能喪失後の非常用炉心冷貯蔵槽に関する異常」の  ケースの演習シナリオを新却装置注水不能）

たに作成した．
「原子炉停止機能の異常」では，従来は原子炉トリ･炉心出口温度 350℃超過
$/（単一障壁の喪失または喪失のおそれ）

ップ信号の片系だけの動作が一定時間経過した場合･炉心出口温度 650℃超過

に $/ を判断することになっており，原子炉停止が発･被覆管破損

生した場合に原子炉停止機能喪失（$7:6）となれば，･炉心損傷検知

制御棒の挿入により原子炉を停止することができな*(（炉心損傷の検出）

いため $/ よりも先に *( を判断する必要がある．そのため，中央制御室から制御棒挿入操作が失敗した場合を $/ 判断に加えるとともに，全ての停止操作失敗（$/の原子炉停止操作に加え，現場での制御棒挿入操作失敗を含む）を *( の判断とするよう ($/ 判断基準が見直された．
また，原子炉緊急停止失敗時に，従来は原子炉の臨
界を抑制する 6$ 設備（$7:6 緩和設備やほう酸注入設
備）が考慮されていなかったため，6$ 設備による原
子炉停止を *( 判断に加えるよう ($/ 判断基準が見直
された．



･格納容器スプレイ作動設定値到達･格納容器スプレイ作動設定値到達（ 回目）→ 分後 6(（格納容器健全性喪失のおそれ）
･格納容器最高使用圧力到達*(（格納容器圧力の異常上昇）
*(（ つの障壁の喪失および  つの障壁の喪失
または喪失のおそれ）







INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-11

表  作成した使用済燃料貯蔵槽に関する異常事象の171なるよう設定するよう見直された．

演習シナリオ

今回の ($/ 見直し内容（判断基準）を演習に反映で主要なイベント

きるよう，シナリオ上機器が故障することになるタイ･地震発生

ミング等を検討し，原子炉停止機能喪失 $7:6 事象の･原子炉トリップ

シナリオ（表 ）および使用済燃料貯蔵槽に関する異･外部電源喪失

常事象のシナリオ（表 ）を作成した．なお，シナリ･原子炉冷却材漏えい発生（大口径）

オ中の赤字は今回採用した ($/ 判断基準の見直し事･非常用炉心冷却装置作動（安全注入信号）

象，青字は判断すべき ($/ である．
演習シナリオは美浜，高浜，大飯発電所での研修で$/（原子炉冷却材の漏えい）
$/（単一障壁の喪失または喪失のおそれ）

共通とし， つの演習シナリオで複数の ($/ 判断が要･$% 非常用ディーゼル発電機自動起動

求されるように、様々な故障が重なるように工夫して･$% 充てん／高圧注入ポンプ起動

いる．この演習シナリオを基にして発電所ごとに 6$･格納容器スプレイ作動設定値到達

解析コード 0$$3 による解析を実施した．解析時間は･$% 格納容器スプレイポンプ起動失敗

事象発生から格納容器最高使用圧力到達までとした．

･使用済燃料ピット水位低下確認

6$ 演習ツールでは発電所ごとにパラメータを表示さ･使用済燃料ピット水位出口配管下端確認せるため， 発電所×2 ケース，合計  ケースの安全$/（使用済燃料貯蔵槽の冷却機能喪失のおそ

重要パラメータ表示システム 63'6 の演習用データれ）を作成した．
演習実施後の講師による解説資料については，今回･$ 非常用ディーゼル発電機停止
→ 分後$/（非常用交流高圧母線喪失またはの ($/ 見直し内容を踏まえて，演習の事象の概要，必喪失のおそれ）

要とされた ($/ の判断，その解説等を作成した．解説･% 余熱除去ポンプ停止

資料の一例として，美浜  号機原子炉停止機能喪失

6(（原子炉冷却材漏えい時における非常用炉心$7:6 事象のものを図 ～ に示す．

冷却装置による一部注水不能）

･格納容器スプレイ作動設定値到達→ 分後 6(（格納容器健全性喪失のおそれ）



･再循環切替失敗*(（原子炉冷却材漏えい時における非常用炉心

冷却装置による注水不能）



･炉心出口温度 350℃超過

6(（ つの障壁の喪失または喪失のおそれ）



･炉心出口温度 650℃超過



･被覆管破損
･炉心損傷検知
図  演習内容の解説（）
*(（炉心損傷の検出）
･格納容器最高使用圧力到達*(（格納容器圧力の異常上昇）







「使用済燃料貯蔵槽に関する異常」では，従来は使

用済燃料ピット水位低下時，注水準備にかかる時間

（$/6( は１時間）は ($/ を判断しないこととしているため，$/ よりも先に 6(，*( を宣言しなければなら

ない場合がある．そのため，原子力事業者にて「一定の水位」（$/：使用済燃料ピット出口配管下端等）が



定義され，「一定の水位」となれば ($/ を判断（準備

時間の概念を削除）し，水位低下時に段階的な判断と図  演習内容の解説（）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-11

172



63'6 データの時間範囲内としており，過去の時間へのスキップも可能とすることで，効率的に演習を進められるようになった．







2.2.2原子 炉 下 部 キ ャ ビ テ ィ 注 水 ポ ン プ
2.2.2
 原
子炉下部キャビティ注水ポンプの



の運転
表示追加
運転表示追加

美浜  号機，高浜 ， 号機では事故時のアクシデ

ントマネジメント策として，本来は 6$ 時に原子炉下

部キャビティへの水張りのために設置された原子炉
図  演習内容の解説（）

下部キャビティ注水ポンプを使用した炉心注入，または格納容器スプレイを実施することがある．そのため，



美浜  号機，高浜 ， 号機の「訓練 $0 サマリ画面」

に，原子炉下部キャビティ注水ポンプの運転表示を追



加した．







2.2.3補助 給 水 系 ミ ニ マ ム フ ロ ー 運 転 中
2.2.3
 補
助給水系ミニマムフロー運転中



表示追
加
表示追加







美浜  号機，高浜 ～ 号機，大飯  号機の訓練



$0 サマリ画面において，補助給水系がミニマムフロー運転中の場合，流量は PK と表示される．電動およびタービン動補助給水ポンプが運転中であるのに

図  演習内容の解説（）

流量が PK のため，演習中に計器の誤りと誤解され

2.2 6$演習ツールの機能追加

る恐れがあった．そのため，美浜  号機，高浜 ～

号機，大飯  号機の「訓練 $0 サマリ画面」に，電研修実施後，6$ 演習ツールに関する問題点，講師・動およびタービン動補助給水ポンプのミニマムフロ

受講者からの要望に対する改善策を検討し，それらをー運転中が分かる表示を追加した．なお，本表示はミ踏まえて以下の 6$ 演習ツールの改良を実施した．

ニマムフロー運転をしている時のみ表示させること



とした．

2.2.1
キップ機能追加
2.2.1 ス
ス
キップ機能追加

2.2.4ト
レンドグラフの値表示機能追加
2.2.4
 ト
レンドグラフの値表示機能追加

長時間のシナリオを研修時間内で効率よく学習す

るため，事象進展の早送り機能の強化として，事象速

トレンドグラフで表示した時，デジタル値が読み取度を最大  倍速まで変更可能としていた ．しかしれなかったため，格納容器圧力のような縦軸のスパンながら，演習中に事象速度を早くし過ぎると，事象速が大きいパラメータについては ($/ 判断基準に達し

度の切り替え操作が間に合わず，確認すべき時間を過たかどうかの判断がしづらかった．そのため，図  のぎてしまうことがあった．6$ 演習ツールには事象のようにトレンドグラフで表示されている線にカーソ

後戻り機能を設けていなかったため，この場合最初かルを合わせた時に，縦軸のパラメータの値と横軸の時

ら事象進展をやり直す必要があった．そのため，指定間を表示できるようにした．

した時間まで早送り，早戻しできるようスキップ機能

を追加した．



スキップ機能は，事象進展を確認する「訓練プラン

トステータスサマリ画面」，「訓練 $0 サマリ画面」，「訓

練プラントステータス画面」，「訓練環境監視データ

（狭域）画面」に追加し，指定可能な時間は演習用

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 NT-11




173









解を深めることができたことを確認した．
解を深めることができたことを確認した．
今後も研修後の改善要望を踏まえた
6$ 演習ツール
今後も研修後の改善要望を踏まえた
6$ 演習ツール

改善を継続し，6$
演習ツールが更に効果的なものに改善を継続し，6$
演習ツールが更に効果的なものに

なるように努める．
なるように努める．

















 経済産業省ホームページ， 経済産業省ホームページ，“東京電力株式会社福“東京電力株式会社福

島第一原子力発電所事故の技術的知見について”
島第一原子力発電所事故の技術的知見について”
， ，





KWWSVZDUSGDQGOJRMSLQIRQGOMSSLGKWWSVZDUSGDQGOJRMSLQIRQGOMSSLGZZZQLVDPHWLJRMSVKLQJLNDL
ZZZQLVDPHWLJRMSVKLQJLNDL





引用引
文用
献文
 献




 トレンドグラフの値表示機能追加
図 図
トレンドグラフの値表示機能追加

SGI．
SGI．

 内閣府ホームページ，“原子力災害対策特別措置 内閣府ホームページ，“原子力災害対策特別措置

3. 3.
6$ 演
6$習演
ツ習
ーツ
ルー
をル
活を
用活
し用
たし
研た
修研
の修
実の
施実 施
結果結
と果
今と
後今
の後
課の
題課
 題

法”，KWWSZZZERXVDLJRMSVKLU\RXKRXULWVX
法”，KWWSZZZERXVDLJRMSVKLU\RXKRXULWVX
KWPO．
KWPO．









 原子力規制委員会，“原子力災害対策指針（令和 原子力規制委員会，“原子力災害対策指針（令和今回改良した6$ 演習ツールを活用し，
美浜，
高浜，
今回改良した6$ 演習ツールを活用し，
美浜，
高浜，

年月日一部改正）”，年月日一部改正）”， 
． ．

大飯の各発電所において，
年  6$
月に6$ 研修を実大飯の各発電所において，
年  月に研修を実 川崎郁夫，吉田至孝，岩崎良人“シビアアクシデ
 川崎郁夫，吉田至孝，岩崎良人“シビアアクシデ

施した．その結果，($/判断基準の変更点について研施した．その結果，($/判断基準の変更点について研ント演習ツールの開発と適用”，,166-RXUQDO，ント演習ツールの開発と適用”，,166-RXUQDO，修受講者の理解を深めることができたことを確認し修受講者の理解を深めることができたことを確認し9RO，33
9RO，33
 
． ．

た．た．

 川崎郁夫，吉田至孝，山本泰功，岩城隆則，“平 川崎郁夫，吉田至孝，山本泰功，岩城隆則，“平今後の課題として，種々の($/ を網羅するよう演習
今後の課題として，種々の($/ を網羅するよう演習

成年度福井県原子力防災訓練のプラント事象進
成年度福井県原子力防災訓練のプラント事象進

シナリオの充実を図っていく必要がある．また，6$
シナリオの充実を図っていく必要がある．また，6$

展シナリオ解析”，,166-RXUQDO，9RO，展シナリオ解析”，,166-RXUQDO，9RO，

研修の実施結果および受講者からの改善要望を踏ま研修の実施結果および受講者からの改善要望を踏ま33
33
 
． ．

えた演習ツールの改善を継続して実施することによえた演習ツールの改善を継続して実施することによ 川崎郁夫，中村晶，山本泰功，高橋俊佑，“平成 川崎郁夫，中村晶，山本泰功，高橋俊佑，“平成り，研修の効率化を図っていく必要がある．
り，研修の効率化を図っていく必要がある．

年度福井県原子力防災訓練のプラント事象進展
年度福井県原子力防災訓練のプラント事象進展

シナリオ解析”，,166-RXUQDO，9RO，
シナリオ解析”，,166-RXUQDO，9RO，33
33
 
． ．





 川崎郁夫，高木俊哉，尾上彰，池田浩之，“平成 川崎郁夫，高木俊哉，尾上彰，池田浩之，“平成年度関西電力美浜発電所原子力防災訓練のプ
年度関西電力美浜発電所原子力防災訓練のプ

ラント事象進展シナリオ解析”，,166-RXUQDO，
ラント事象進展シナリオ解析”，,166-RXUQDO，



9RO，33
9RO，33
 
． ．





 川崎郁夫，高橋俊佑“シビアアクシデント演習ツ 川崎郁夫，高橋俊佑“シビアアクシデント演習ツ

ールの改良”，,166
-RXUQDO，9RO，33
ールの改良”，,166
-RXUQDO，9RO，33

 研修風景
図 図
研修風景

 
． ．

 川崎郁夫，中村晶，高橋俊佑“シビアアクシデン 川崎郁夫，中村晶，高橋俊佑“シビアアクシデン

4. 結
4.論結
 論

ト演習ツールの改良”，,166-RXUQDO，9RO，ト演習ツールの改良”，,166-RXUQDO，9RO，33
33
 
． ．

東京電力福島第一原子力発電所事故の教訓を踏ま
東京電力福島第一原子力発電所事故の教訓を踏ま 原子力規制委員会，“原子力災害対策指針の緊 原子力規制委員会，“原子力災害対策指針の緊えて開発した，6$時の事象進展を疑似体験できる
えて開発した，6$時の事象進展を疑似体験できる
6$ 6$

急事態区分を判断する基準等の解説”，
急事態区分を判断する基準等の解説”， 
． ．

演習ツールについて，($/判断基準の見直し等を反映
演習ツールについて，($/判断基準の見直し等を反映
して改良を行った．
して改良を行った．








主な改良点は，($/判断基準の見直し等を踏まえた
主な改良点は，($/判断基準の見直し等を踏まえた



演習シナリオの新規作成，6$
演習ツールのスキップ
演習シナリオの新規作成，6$
演習ツールのスキップ

機能追加等である．本演習ツールを
6$ 研修に用いた機能追加等である．本演習ツールを
6$ 研修に用いた

結果，($/
判断基準の変更点について研修受講者の理結果，($/
判断基準の変更点について研修受講者の理

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-1

174

ルール逸脱防止のための職場討議用事例集の作成
Preparation…of…Case…Studies…for…Discussion…to…Prevent…Rule…Deviations
彦野賢（Masaru…Hikono）＊1

作田博（Hiroshi…Sakuda）＊1

要約
2000 年代初頭に技術者倫理に対する議論が活発化して以降，その扱う範囲は，法令遵守問題，企業の社会的責任（CSR）などへの関心の高まりとともにその扱う範囲は広がってきている．
本報では，その後電力業界で注目されることとなったルール逸脱防止のための対策の一つとして実施された職場討議用の事例集作成について述べる．2007 年度から 2020 年度までに 47 事例を作成した．さらに，討議のための視点を整理し事例との対応を示した．職場のリスクマネジメントの一助となれば幸いである．
キーワード…法令遵守，技術者倫理，事例討議

Abstract
Since… the… beginning… of… the… 2000's,… discussions… on… the… ethics… of… engineers… have…
become…active,…and…the…scope…of…the…issues…has…expanded…to…include…legal…compliance…issues…and…
corporate…social…responsibility（CSR）.…In…this…paper,…we…report…on…the…preparation…of…case…studies…
for…workplace…discussion…as…one…of…the…measures…to…prevent…deviation…from…the…rules,…which…has…
attracted…attention…in…the…electric…power…industry.…47…case…studies…were…prepared…from…FY2007…
to…FY2020.…In…addition,…the…perspectives…for…discussion…were…organized…and…the…correspondence…
with…the…cases…was…shown.…We…hope…that…this…report…will…be…of…help…to…risk…management…in…the…
workplace.
KeywordsC… ompliance,…Engineer…Ethics,…Case…Study

1. は
 じめに

いない，いわゆる，ルール逸脱とみられる事例が相次いで報告された（例えば関西電力，2006）．この2000 年代初頭に日本でも技術者倫理に関心が高事例の再発防止策として各社は，組織風土の改革，まってきた（藤本・杉原，2010）．原子力学会でもQMS（品質マネジメントシステム）の浸透，そし2001 年に倫理規程を制定していたが，原子力職場て教育訓練の充実を重点項目として取り組み，まに活用できる体系的な教育テキスト（事例集）はみた，原子力学会倫理委員会はこれらの組織的再発防られなかった．そこで原子力安全システム研究所

止策とともに，現場の技術者一人一人の知識（法令，（2003）は，技術者倫理をテーマとし原子力職場に手続き）と意識（技術者倫理，コンプライアンスな従事する技術者が実際に直面する倫理上の問題に対ど）の向上と浸透が強く望まれると提言した（鳥飼，する解決策を職場で討議するための解説書
（事例集）

2010）
．これらの問題提起から徐々に技術者倫理問を出版した．技術者倫理に関する体系的な教育を受

題は企業の社会的責任（CSR）など，リスクマネジ

けていない職場では，構成員がばらばらな立場，価メントも含んだ広範囲の組織の問題として，特に科値観，基準によって意思決定がなされるが，合理性学技術産業を中心に注目されるようになった．

と安全性とのジレンマを伴う判断課題を課すことに組織ぐるみの不正（バイオレーション）は論外とより組織としての一定の判断基準が構成員間で共有しても，たったひとりの社員が不祥事を起こしたこされるものと考えた．

とを発端として社会的に大きなニュースとして扱わその一方，2006 年に，国内電力会社の発電設備れるなど，企業のサステナビリティ（事業持続可能において法令や業務マニュアルの遵守が徹底されて性）にも影響する経営的な課題として捉える企業も＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

社会システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-1

175

今日では少なくない．技術はますます高度化・細分

職場風土を作り出すことができる．職員を対象とし化され，専門技術の判断はその現場の専門家でないた職場討議の手法としては，それぞれの職場で企画・とできなくなり，現場はそれぞれの専門家が的確な実施できる方法（各職場が段取り，短時間に，繰り判断をすることを前提に成り立っているといえる

返し継続的に，自らの職場に密着したテーマについ（中村，2012）．技術者倫理に代表されるこのようなて事例討議を行う）を採用した．

感性分析力，判断力を養う方法としては倫理に関する理解を深めることと並行し，実際にジレンマを疑似体験しながら少しでも良い対応策を普段から接す

2.2 討
 議の視点（チェックポイント）

る職場の仲間たちと議論しながら探求することが望

職場で事例を討議するにあたり，個々の職員がどましい教育方法であるとされる（原子力安全システのように受け止め，判断し，行動すべきかについて

ム研究所，2003）．

ある程度の指針を示すことが望ましい．実際に倫理

近年では，レジリエンスエンジニアリングの観点上の問題が発生した際に，その当事者は初めての経からの議論もなされている（大場，2021）．また，

験に当惑し不安にかられ，後から考えてみると信じ重森（2021）は従来の安全活動を管理的安全（完璧られない稚拙な選択をしてしまうことが見受けられな手順をつくりそれを管理，遵守することで作り上るものである．よりよい選択をするためには，討議げる安全）と呼び，ジレンマ状況の中でのさらなるの視点（チェックポイント）を整備しておくことが安全活動として Safety-Ⅱの概念とは異なる創造的望ましい．検討を開始した当初は，技術者倫理とし安全（想定外の事象や効率的な要求に対し都度創造ての知見しか有していなかったことから，法令遵守的な対応を採ることで作り上げる安全）という新たを含めた新たなチェックポイントを作成することとな安全概念を主張している．この創造的な対応力をした．技術者倫理としての従来の視点を基礎とし，高めるためには，人間関係スキルや認知的スキルな

代表的な企業がホームページで公表している法令遵

どのノンテクニカルスキル（リーダーシップ，
コミュ

守マニュアルを参考に，2008 年度におおよその共ニケーション，意思決定，チームワーク，ストレス通項を整理した．その後，細部修正を経て，現在はマネジメント）を発揮しないと実現しないとし，ジ以下の５分類（10 項目）に至っている．

レンマ問題発生とその対処に必要なスキルを高める手法としても，職場（課，グループ単位）による事
例討議が有効であろうと考えた．本報では 2007 年度以降に取り組んできた，ルール逸脱防止のための討議用事例集作成について報告する．

2. 討
 議の前提条件の検討
2.1 討
 議の方法

①基本をおろそかにしていませんか
・…業 務に慣れると，つい初心を忘れがちになります．
・…わかりきったことでも相互確認する努力を怠らないようにしましょう．
②思い込みで動いていませんか
・…勘や経験のみに頼って動いていると，本来見えるはずのものが見えなくなります．
③責任感を持って仕事をしていますか

技術者の倫理問題を扱う教育方法のひとつとして・…
「だれかがやってくれるはず」は禁物です．

行われている職場討議を，法令遵守（コンプライア

・…任された以上は自分の仕事と心得ましょう．

ンス）も含めた広範なジレンマ問題を解決するスキ・…常に緊張感を持ちましょう．

ル向上方法として用いることが望ましい．ジレンマ
問題を解決するためには，知識だけでなく自分がどのような手順で考えるかをサポートする知識が必要である．
定期的にケーススタディを行うことにより，法令遵守に関する感性を磨き，職場の上司や同僚と素直に議論し互いの考え方を理解し，倫理上の問題が発生し，ジレンマに直面した際に，少しでもより優れた対応策を粘り強く探求していくことができる④情報の伝達や公表を正しく行っていますか
・…自分の仕事は社会につながっていると認識しま
しょう．
・…隠蔽は禁物です．
⑤法令を遵守していますか
・…自分の仕事に関係する法律や規則は正しく知っておきましょう．
・…他者や組織の法令違反に気づいたときは，指摘INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-1

176

する勇気を持ちましょう．

3. 職
 場討議用の事例作成肝要である．技術者はそのような社会からの期待に最大限応えることで初めて技術を扱うことが許されていることを改めて肝に銘じたい．
技術である以上，リスクは必ず存在することから，一つ一つの類似事討議により参加者が自ら気付いたと実感してもら故の教訓を事例としそれを未然防止につなげるリス

うためには，様々なテーマが選択でき，繰り返し討

クマネジメントのひとつとして一助となれば幸いで議が行えるように多くの事例の提供が必要である．

ある．

本検討では，当該の原子力職場で発生した実事例に加え，それ以外の職場（他社の事例，原子力以外の職場の事例）で発生した事例であっても広く参考にした．対象事例については公開されている情報の範
囲内で，その事例の教訓となるポイントを整理した

引 用文献
藤本 篤・杉原 桂太（2010）．工学倫理の教科書の変遷 技術倫理研究，7,23-71.

うえで，実際の事例とは異なる場面に置き換えて作原子力安全システム研究所（2003）．技術者のモラ成しており，原子力職場だけでなく幅広い職場で応ル――モラルに対する感性を磨くために――

用可能な事例とした．

丸善プラネット．

具体的には，原子力職場での事例を中心に，公開

関西電力株式会社（2006）．当社発電設備にかかるされている情報（原子力安全推進協会運営のニュー点検報告書の提出について．シア）の範囲内で調査し，前述の討議の視点（チェッRetrieved from  https://www.kepco.co.jp/

クポイント）と照合し，より適切な事例の選択を行っ

corporate/pr/2007/0330-1j.html

た．事例の作成に当たっては，事象の背景や心理要（2021 年７月 19 日）．

因等を深堀し，不適切な行為が行われた背後要因を考えさせることができるような内容を含むように考慮した．
2007 年度から 2020 年度までに作成した事例数は，合計で 47 事例となった．事例の一覧と討議の視点との対応を表１に示す．これにより，職場で討議したいポイントに沿った事例を選択しやすくした．

4. ま
 とめ
本報は，2007 年度から 2020 年度までに実施してト オーム社．
日本原子力安全推進協会ニューシア．
html（2021 年７月 19 日）．
大場 恭子・吉澤 厚文・北村 正晴（2021）．レジリ
エンスエンジニアリングの考え方を活用した
技術者倫理教育の改善

工 学 教 育，69
（3）
，

3-10.
重森 雅嘉（2021）．ヒューマンエラー防止の心理学
日科技連出版社．

のための意識の向上と浸透に向けた職場討議の考え

目 春樹・宮越 直樹（2010）．原子力発電事業方と討議用事例の作成について述べた．

者の不正・不適切事例およびその再発防止策

東京電力福島第一原子力発電所事故以降，様々なに関する分析評価

対策によって，原子力発電所の安全性は一層高まっ

誌，9（4），347-359.

えで業務に誠実に取り組みながら，リスクを敏感に感じとり，思い込みで判断せず，躊躇せずに職場，
ひいては社会に伝達できるか否かに安全が帰着する
ことには変わりない．職場をとりまく環境は日々揺らいでいるからこそ事例による疑似体験は重要であり，私であったらどのように行動するか，どのように判断するかを定期的に皆で真摯に議論することが

Retrieved from http://www.nucia.jp/index.

鳥飼 誠之・小澤 通裕・鐘ヶ江 直道・谷 雅明・班る技術者（個人と集団）が，まずは法令を守ったう



中村 昌允（2012）．技術者倫理とリスクマネジメン

きた，現場技術者向けの倫理およびルール逸脱防止

たとはいえるだろう．しかし，そこに日々直接携わ

日本原子力学会和文論文

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表１
No.

タイトル

177

事例一覧および視点との対応
討議の視点（チェックポイント）

① -1

① -2

②

③ -1

③ -2

③ -3

…1

点検の死角

…2

ひび割れたボックスカルバート…3

ふぞろいな品質検査結果…4

排水管の亀裂…5信頼できる仕入れ先…6

３つのデータ〇…7

多すぎる従業員数〇…8

気難し屋の工作機械〇…9

点滴液の取り違え〇10

耐水パネルの厚み

11

矜持（きょうじ）の問題

12

だれの責任？

13

重要操作への立ち会い〇

14

防災設備の点検〇15

意欲的な新所長

16

使える人材

17

疑わしい言い訳

18

新工場の立ち上げ

19

暗黙の了解

〇

〇

〇

〇

20

取り違えられたデータ

〇

〇

〇

〇

21

信頼の置ける構造計算ソフト

〇

〇

〇

22

続行すべきか停止すべきか

23

危険な安全帯24

新支社長の孤軍奮闘

25

失敗を糧に

26

頼りになるベテラン社員

27

たとえほんのわずかでも

28

改善への遠い道のり

29

主語を言わない日本人

30

やるべきか、やらないべきか

31

いつもの作業で

④ -1

④ -2

〇
〇
〇
〇

⑤ -2

〇

〇

〇
〇

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〇

〇

〇

⑤ -1

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇
〇

〇
〇

〇

〇

〇

〇
〇

〇
〇

〇
〇

32

節穴

〇

ちょっとのつもりが

〇

〇

34

マニュアル神話

35

外壁崩落

36

清掃員のプライド

37

たぶん・・・だろう

〇

〇

38

モニターではわからないこと

〇

〇

39

そんなことがおこるとは・・思わなかった

〇

〇

〇

40

教えるだけだから、危なくない？

〇

〇

〇

41

気をとられて痛い目に〇42

チームリーダーが代わった後に43

おかしな検査データを見つけた新工場長

44

〇
〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇

〇
〇
〇

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〇

〇

〇
〇

〇

〇

〇

〇

光ケーブル切断で大損失！

〇

〇

45

架空の検査データの本当の問題〇

46

環境条件の確認不足で建てた実験小屋

47

勝手な計画変更で起こった一酸化炭素中毒

〇

合計

17

〇

〇

〇

〇

〇

〇
〇

〇

〇

〇

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22

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〇
21

〇

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〇
〇

〇

〇

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〇

33

〇

〇

〇
〇
〇

〇

〇

15

〇
11

24

〇
21

16

26

15

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-2

178

潜在リスク気付き支援研修における発想の転換を促すための工夫の検討
An…Examination…of…Measures…to…Promote…a…Change…in…Mindset……
for…Training…to…Support…Potential…Risk…Awareness作田博（Hiroshi…Sakuda）＊1

北村

正晴（Masaharu…Kitamura）＊2

要約
潜在リスク気付き支援研修を試行したときに，研修の主催者から研修対象者に対して発想の転換を促すための工夫があった方が良いとの意見があった．この背景には，研修の最初の質問として，「あなたが担当している業務において，起こってほしくない事象例を挙げてください．」と研修対象者に単に投げかけ，回答することを求めていることにある．このときに，研修対象者は新たな潜在リスクに気付くことよりも，既知のリスクにおいて十分な対策がとられていない，いわゆる残留リスクに意識を向けやすくなることを懸念した意見と考えられる．この意見への対応として，研修対象者が潜在リスクをより広くとらえることができるように，発想の転換を促すための研修プログラムにおける工夫・方策について検討したので報告する．
キーワード…潜在リスク，気付き，研修，発想の転換

Abstract
We… considered… the… training… organizer’s… opinion… that… it… is… better… to… devise… ways…
to… encourage… trainees…to… change… their… mindset… when…trying… training… to…support… potential… risk…
awareness.…Behind…this…thinking…were…the…replies…training…participants…gave…to…a…questionnaire…
request:…“Please…give…an…example…of…an…event…that…you…do…not…want…to…happen…in…the…work…you…are…
in…charge…of.”……From…the…answers…given,…we…considered…that…the…trainees…were…more…concerned…
that…they…would…be…more…likely…to…focus…on…the…so-called…residual…risk,…in…which…sufficient…measures…
are…not…taken…for…the…known…risk,…rather…than…in…being…aware…of…the…new…potential…risk.…In…this…
paper,…we…examined…ideas…and…measures…to…promote…a…change…of…mindset…in…training…programs…
so…that…the…potential…risk…can…be…understood…more…broadly…for…trainees.
Keywordsp… otential…risk,…awareness,…training,…change…in…mindset

1. は
 じめに

研修の最初の質問として，「あなたが担当している業務において，起こってほしくない事象例を挙げてレジリエンス・エンジニアリングで提唱されてください．
」と研修対象者に単に投げかけ，回答す

い る 質 問 群 RAG（Resilience… Assessment… Grid）

ることを求めていることにあると推測される．発想（E.Hollnagel ら，2014;…E.Hollnagel,…2019）をもとに，の支援をしないと，新たな潜在リスクに気付くこと

原子力発電所の職員へのインタビューなどを行い，より，既知のリスクにおいて十分な対策がとられて潜在リスクへの気付きを支援するための質問群をいない，いわゆる残留リスクに意識を向けやすくな開発した（作田ら，2019）．その後，電力会社原子ること，その結果として，本研修が目的としている

力部門の上位機関の職員を対象にした潜在リスク気

参加者の視野拡大や気づき能力向上が十分には進ま付き支援研修を 2019 年度に試行し，その有用性とないことを懸念しているものと考えられる．そこで研修に対する自由意見を確認した（作田ら，2020）．

本稿では，研修対象者が潜在リスクをより広くとら

自由意見の一つに「発想の視点の転換が必要．転換えることができるように，潜在リスクの発想の転換につながるような工夫があった方がよい．
」との声を促すための工夫・方策について検討したので報告

が研修の主催者からあがっていた．この背景には，する．

＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所＊ 2 （株）…
テムス研究所社会システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-2

179

2. 発
 想の転換を促すための工夫の検討

か．大津波襲来時には，標高の低い地盤に設置され

2.1 背 景となる認識

確実に想定できたはずである．その事態の延長線上ている海水ポンプ系が，機能を喪失することまではにある全電源が喪失する事態の想定は全くなされな

本研修では，「潜在リスクの気付き」に向けた活かったのであろうか．全電源喪失については，政府

動が従来も，これからも，原子力安全上重要な意味

事故調は「東京電力は，複数号機が同時に損壊故障を有するという考え方をとっている．その考え方のする事態を想定しておらず，
非常用電源についても，背景を以下のように整理した．

非常用 DG や電源盤の設置場所を多重化・多様化し

東 京 電 力 福 島 第 一 原 子 力 発 電 所（1F） 事 故てその独立性を確保するなどの措置は講じられてお（2011.3.11） は，日本 の「 原 子 力と社 会 」 の 関 係

らず，直流電源を喪失する事態への備えもなされてに最も影響を及ぼした事故であった．これらの事故かいなかったこと．また，このような場合を想定したらの教訓を考えると，そもそも原因事象について事前手順書の整備や社員教育もなされておらず，このよに想定していたのか否か，という課題がまず浮かびうな事態に対処するために必要な資機材の備蓄もな

上がる．以下，２つの場合に分けて課題を考察する．

されていなかった」と言及している（政府事故調，
2012）．全電源喪失が起きても 30 分以内に何らかの【ケース１】：想定がなされなかった場合

電源は復帰する，という安全解析の通例としてなさ

想定がなされなかったのはどうしてか，本当にれていた想定について，真剣に疑うことなく，結果予見不能であったのか，という問いについての答えとして「全電源喪失の想定はなかった」のではないが求められる．

かという推測が有力視される．
波高 10m を超える津波は想定しなくても，海水【ケース２】：想定がなされていた場合

ポンプ系が低い場所に設置されている実態を踏まえ想定はなされていたのに，どうして効果的な対処て，高潮＋台風による高波の複合作用で，海水ポン策が実装されなかったのか，という問いについてのプ系が障害を起こす懸念を感じた人はいなかったで回答の探究が必要になる．

あろうか．国会事故調は「2006 年には，福島第一原発の敷地高さを超える津波が来た場合に全電源喪

このような探究を徹底することなしに，企業が失に至ること，土木学会評価を上回る津波が到来し「安全を最優先にします」，「安全に終わりはない」

た場合，海水ポンプが機能喪失し，炉心損傷に至るなどと表明しても，実質的な成果は期待できない．

危険があることは，保安院と東電の間で認識が共有

2.2 課
 題の考察【ケース１】：想定がなされなかった場合されていた」と指摘しており（国会事故調，2012），2011 年３月 11 日以前でも，1F の設計について危惧を感じていた人はいたはずである．
2004 年のインド洋津波によるインド・マドラス

この状況設定に関しては，なぜ想定できなかった

原子力発電所の被害についても情報は入っていた．

のか，その想定力不足の背景要因は何か，という観2005 年に同国で開催されたワークショップには，点からの分析が考察の要点になる．以下では，1F

JNES，産業技術総合研究所，電力会社数社が参加事故の事例について，想定が全くされていなかった

したと報告されている（政府事故調，2012）．危惧という状況を前提として考察を進める．現実には，を想定した人はいたと思われるが，その後の津波対

一部の人間は想定していたと考えられるが，組織と策の検討状況を見るとその想定を我が事として実感しての想定はなかったという設定である．この場合した人は少なかったと推測される．

には，以下のような推論ができると思われる．

そこまで神経過敏になる必要はない，という認識

国の地震調査研究推進本部から津波襲来自体は警が東京電力内部でも，規制の側でも支配的であった

告されていたので，津波事象に関しては想定はなさように推測される．その背景として，「これまでな

れていた（これについては，次のケース２で論じる）．

んともなかったのだから，これからもまあ大丈夫だ

しかし警告はあったとしても，その警告が組織としろう」という正常性バイアスが影響した可能性もてどこまで真剣に受け止められていたのであろう

ある．

180

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-2

またそのような危険性を表に出して対策を論じる

チェックを依頼した．そしてその結果を待っていることに対しては，「これまで地元に対して『安全でうちに津波が来てしまった．むろん，不確実性が大す』と言い続けてきたのに，その実績と矛盾を起こ

きい津波現象の長期評価である以上，また対策をとしてしまう」とか，「これまで想定していなかった

るとすれば防潮堤などの建設費用は莫大となると想津波を想定するということは，反原子力運動家らに定されることから，慎重な態度に傾いたことは理解よる各地の法廷闘争に悪影響を与える」などの反できる．

対もあった可能性がある．国会事故調は，「東電は，

ここで「完璧な，徹底した」対応が重要なのでは新たな知見に基づく規制が導入されると，既設炉のない．警告があった場合，災害は待ってはくれない

稼働率に深刻な影響が生ずるほか，安全性に関することは自明である以上，何らかの対策はなされるべ

過去の主張を維持できず，訴訟などで不利になるときであったと考える．そのような「小規模だがそれいった恐れを抱いており，それを回避したいというなりに実効性のある対策」さえも考えることをしな動機から，安全対策の規制化に強く反対し，電気事いという姿勢は，原子力技術を担当する組織として業連合会を介して規制当局に働きかけていた」と指疑問を持たざるを得ない．

摘している（国会事故調，2012）．また，民間事故

一番簡単だが実効性のある対策の例は，中央制御

調は，「原発反対運動に対抗するため，原災リスク室の近傍に，計装系を生かし続ける容量を持つ直流を封じ込めようとしてきた．リスクを露わにすると電源を配備することであろう．あるいは 1F の 5,6 号

それを除去するまで原発の運転停止を求められる機においてなされていたように，地下室ではなく高ことを彼らは恐れた．
」と述べている（民間事故調，

い位置に非常用の電源を配備することも，防潮堤の

2012）
．

建設などに比べればはるかに低いコストでの効果的

これら「想定を表に出して論じること」への消極対策であったと思量される．しかし周知のように，的姿勢が支配的であった結果として，一度は想定さそのような事前措置はいずれも実施されることはな

れかけた問題事象は想定外状態のままで推移したのかった．

ではないかと推測される．

以上の考察からは，「想定外だったか否か」「想定可能か否か」という問いかけは裁判官の判断材料と【ケース２】：想定がなされていた場合しては重要であろうが，安全工学的にはさほど重要

この状況では，なぜ想定がなされたのに事前に対性はないことがわかる．巨大津波に関する事前警告

策はなされなかったのか，ということが主要な論点

は間違いなく存在した．ただし，そのような事態のになる．以下のような推論ができると思われる．

生起可能性（生起確率）は，電力会社側としての認21 世紀初頭までは，福島県沿岸に巨大津波が襲

識ではごく小さいものであった．そのため，小規模

来する可能性は明確には予見されておらず，その意

でもそれなりに実効性が期待される事前措置さえ考

味では想定外だったかも知れない．しかし，2002

えようとしない，または考えても実施しないという

年に地震調査研究推進本部が公表した「長期評価」

組織のバイアスにつながったと考えることが合理的によれば，不確実性は大きいにしても巨大津波襲来であろう．

の警告はなされたと言える．

だとすれば，原子力発電所を運用する側で留意す

このような事情から，想定自体は一部の社員にはべきことは，技術に詳しい現場実務者らを対象とし間違いなく知られていたはずである．このことはいて，以下のような訓練を実施するとともに，その成わゆる東電刑事裁判の中でも明らかにされている．

果を組織としての意思決定行動に反映させていく方

例えば，NHK 記事 “ 詳報 東電刑事裁判「原発事故策も具体化することであろう．

の真相は」”（NHK 記事，2019）によれば，検察審①……生 起する可能性は小さいと思われても，起き査会の起訴対象となった経営幹部は 2008 年２月のたら困ることについては，あえて思考実験的

通称「御前会議」において，波高 15.7 メートルの大に想定する．

津波についての警告を受けていたことは確実と思わ②……そ の想定された事象について，組織は「今はれる．それゆえ，状況としては「想定はされていた」

何もしない」または「その可能性を慎重に見とすることが実態に沿っているであろう．

極めてから対策する」という選択をするバイ

し か し， 東 京 電 力 は 慎 重 を 期 し て 土 木 学 会 へ

アス傾向を有することを自覚する．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-2

181③……そ の上で，「何もしない」ではなく，「完璧で原子力とは関係ない（起こり得ない）」という反応なくても，事象シナリオの苛酷度を低減でき

では，安全に責任を持つ人間として望ましくない．

る」事象緩和方策を策定する訓練を行う．

あえて共通要因を考えれば，この問題（例えば，特④……組 織は事象緩和方策にさえも消極的になるバ

定リスクの軽視，とか，集団同調圧力とか）は，我

イアスを有することを認識し，組織としてのが社（我が職場）でも起こり得る，という基本姿勢

行動を変容させる方策についても検討する．

が強く望まれる．そのような姿勢に立てば，他業種

3. 課
 題の整理以上述べたように，「懸念は感じても対応行為には踏み出さない」，「結果的に懸念はなかったことにしてしまう」という行動様式が，これらの事故の背の事例を題材にしても，それと通底する原因による事象が自社に起きることは想定できるはずである．
<例>
山陽新幹線博多駅発のぞみ 34 号の台車枠亀裂発生事故（2017 年 12 月 11 日）（JR 西日本，2017）：

後要因として存在すると思われる．組織が陥りやす

本件では博多駅発車直後から，客室乗務員らにいこれらの過誤を前提とすれば，「原子力安全の終よって異音，異臭が感知されていた．岡山駅から車わりなき向上」のために取り組むべき課題は，上記両保守担当社員が乗車したが，諸般の事情から意思の①〜④をより具体的に書き換えて次のように整理

決定に時間がかかり，結局停止したのは名古屋駅できると思われる．

においてであった．その結果，JR 西日本と JR 東海…

3.1 想 定する能力プラントになんらかの危険をもたらし得るが，これまでは想定されていないリスク事象を，まずは想定する能力の向上が必要である．
「そんなことは起きる可能性が極めて低い」と自分で主観的に判断して，想定から除外してはならない．ただ何もない条（特に前者）は安全を軽視したとの批判がなされた．
この事象に関して言えば，車両の移動は原子力発
電所ではむろん起きない．しかしながら早めに対応することが望ましい事象についての判断の先送りは十分に起こり得る．

3.2 想 定された事象について考える能力

件下で，この発電所で何が起きたら重大事故が懸念

本能力は，なぜ（我が社，我が職場では）未対策

されるか，と聞いても回答は困難かも知れない．そなのかを考える能力のことであり，次項との関連にの際に効果的な考察を進めるための補助指針としおいて，「問題の迅速な解決を妨げる要因」を考えて，以下のような問いかけについて考えたい．

るという意味を持つ．3-1 項で，それなりに厄介な
事象シナリオが想定されたとした場合，自然な展開（1）懸念される事象の想起として「そのような事象シナリオに対して我が社で「自分の職場で何が起きたら，自分としては深刻対応策が実装されていないのはなぜか」を明らかにに困りそうか」．この問いかけについて考察してもすることが重要である．理由の例として，例えば以らう．その際，抽象的に考えるのではなく，「我が下のようなことが考えられる．

事として」考えることで，地に足がついた発想が促進されよう．

• …社内に言い出しにくい雰囲気（例：… 同僚が業
務量の増大を嫌う，上司が現状維持指向型で問（2）他業種で経験された困難事象からの類推

題提起は一般に歓迎されない，言えばかえって「他業種で経験されたものと類似の事象が自社で

自分がネガティブな評価を受ける，他）がある．

起きるとしたら，どのようなシナリオか」．この問• …具体的な困難要因（例：この上カネのかかる

いかけについて考察してもらう．国内外で，また原提案など困る，業務量が日常的に多いため提示

子力産業だけでなく航空や鉄道，石油化学などの産された課題に対応する人の手配が到底できな業分野の事例を調べて，印象的な事象を対象としてい，他）がある．

取り上げる．
その際に，「他業種のことなので，そんな事例は「原子力安全の終わりなき向上」を目指すには，

182

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-2

上記のような要因解消への継続的な努力が必要であ夫の検討」で述べたように，「かなり起きにくい事ることは言うまでもない．

象であったとしても，それについて誰も全く考えた

3.3 リ
 スクを低減する行動力想定された事象に対して，「何もしない」すなわ

ことがない」という事態よりは，「そこまで神経過敏になる必要はない」という認識が支配的であるという事態が，日本の原子力組織では多いと推測されるからである．

ち「当該リスクは，そのまま保有する」という選択「起きにくいことを徹底して考える」よりも，ま肢は，もし当該事象が起きた場合の結果が深刻な影

ずは「想定はされたが，実質的に対処されていない響をもたらし得るなら避けたい．起きても我が社とままの事象について，何とか対策が実施される方向

して受け入れられる，という場合のみリスク保有は性を目指す」ということがここでの骨子である．

選択できる．この段階でリスク低減のための対策の発想法が重要な意味を持つ．
<例>

組織としてのこのようなプロアクティブな対処能力向上は，レジリエンス向上に直結する．
上 記 と は 異 な っ た 方 向 性 の 研 修 も あ り 得 る．

「巨大津波が来る懸念がある」というリスク指摘「想起しにくいことを考えることが，安全上はまずに対して：重要だ」という立場に立つならば，もっと別の補助「防潮堤を建造する」「建物を水密構造にする」「高指針を提示して，それに沿って考えを深める研修方

い場所に非常用大型電源装置を増設する」「配電盤式もあり得よう．具体的には，以下のような方向性を少なくとも１系統は地下階でなく上層階に設置すがある．

る」という完璧な（実際には完璧はあり得ないが）対処策発想法は，莫大な経費負担が見込まれるので，

方向性２：発想指向支援方式

現実に採用されにくい．結果として，想定された事「自分として困ることを考えてください」とか，

象シナリオは未対策のまま放置される恐れがある．

「他の事例から考えてください」という課題設定で

この「何もしない」という事態が起きることは回避

は，発想支援という観点から見ると支援不足である．

しなければならない．

より効果的な発想支援法としては，事前に適切な知

ここでは，完璧な対策に比べれば小規模・部分的見を付与し，考え方を習得してもらうことが考えらではあっても，相当な実効性が期待できる対策を考れる．ここでは，「どのような条件が満たされると，案する能力が望まれる．前述したように，「中央制

想定困難な事象が起きるか」という問いかけに対す

御室の近傍に，計装系を生かし続ける容量を持つ直るいくつかのヒントを提供する．

流電源を配備する」，「海抜の高い場所に非常用発電機を原子炉２基あたり１台設置する」，
あるいは「関<例>

連する配電盤類も高い位置に設置する」は，その例

A：極 低頻度だが起きると影響が大きい事象シナリオ

である．

4. 研
 修内容の構成

原子力の場合，1F 事故の反省もあって，自然災
害に関してはこのカテゴリーは相当稀な事象まで考慮されているように思う人が多いかもしれない．人によっては，「ここまで考えればもう十分であろう」

ここまでの考察に基づいて，「潜在リスクの発想と考える恐れもないわけではない．しかし，自然シの支援」を通じての潜在リスク気付き支援研修内容

ナリオについても想定規模が不測な事象は多々存在の構成について提案する．

するし，それ以外の事象もあり得る．

方向性１：対策指向支援方式< 参考例 >

「起こると困る事象例」について，比較的容易に• …巨大な太陽フレアの発生による広域停電は，す考えられる事象でもよいので，それに続けて，3.2,…

でに諸外国（カナダやスウェーデン）で経験され3.3 項のような設問について考察を深めていただきているが，同時に深刻な通信障害も生起し得る．

たい．その理由は，「2.… 発想の転換を促すための工• …異常高温や異常な降雨は各地ですでに経験され

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-2ているが，経験をはるかに超えた大寒波や大量降
雪の襲来も当然想定すべきである．

183

方向性１：対策指向支援方式
想定された懸念事象がなぜ対策困難であったの• …悪質なサイバー攻撃やバイオテロなどは，近未か，の要因を明らかにして，その要因解消を目指す

来にどのような形で生じるか予見さえ困難な例でことを骨子とする．この方式の方が，組織の中で，ある．それでもなお，これらの可能性や仮定的シ想定の自己限定やグループ浅慮を解消することにつナリオを想定しておくことは，ある程度の予備知ながるので，レジリエンス・エンジニアリングの本

識があれば可能である．

質に整合したアプローチである．

B：組み合わせ的に考えられてこなかったが，生起し得る事象シナリオ

方向性２：発想指向支援方式
視点を変えて，これまで発想の盲点になっていた

実際のトラブル事例などを見ると，「そのような

ような種類の事象を想定する能力向上を目指す．そ不幸な組み合わせが起きるのか」という事態が起きのためには，ただ「自由に発想してください」といてしまった例は少なくない．そのように，考えにくう従来のやり方ではなく，「どのような条件が満たい事象の組み合わせが大きなトラブルにつながるこ

されると，想定困難な事象が生じるか」という問いとを認識しておくことが，安全性向上のポイントでに関するいくつかのヒントを事前に提示する．このある．この観点からは，どのような事象の組み合わ方式であっても，従来は検討の範囲外であった事象

せが安全の脅威になり得るかを検討しておくことがが想定されたとするならば，結果的には組織のレジ必要と考える．

リエンス向上につながることが期待できる．

< 参考例 >

2019 年度の研修の試行では方向性１を指向した• …大量降雪後の異常低温による発電所構内の広範が，今後は方向性２についても指向することとした

囲な凍結と，それによる重機や電源車の移動困難

い．どちらの方向性の研修においても，気付きや発（一部配管の凍結を含む）

想を支援するための適切な事例（不適切な事例だけ
でなく，良好事例も含めて）の提供が重要と認識し

C：異種世界の干渉で起きる事象シナリオ
人間が考える因果関係は，機械の世界，電気の世
界，熱の世界，化学の世界，材料物性の世界，土木の世界，微生物の世界のように，特定の世界個々の中では相当に詳細に検討されている．その場合は，ている．今後，継続して事例の抽出，提供を行って
いきたい．

引
 用文献

対策も講じやすい．しかし異種の世界間の干渉が起C.P.Nemeth,…E.Hollnagel（編），北村正晴監訳（2017）．

きる場合には，考えが追いつかないことが少なくな

レジリエンスエンジニアリング応用への指い．電気ケーブル劣化を例とすると，誘導現象によ針，E.Hollnagel，第 12 章，レジリエントな組

る規格外高電圧の印加による劣化は同じ電気的世界織になるために，日科技連．

での事象なので想定しやすいが，調理場からの油脂

E.Hollnagel 他（編），北村正晴・小松原明哲監訳

雰囲気による化学的劣化などには注意が及びにく（2014）．実践レジリエンスエンジニアリング

い．このタイプの事例を示して考察を深めてもらう- 社会・技術システムおよび重安全システム

ことも，研修として意義が大きい．

への実装の手引き，E.Hollnagel，エピローグ，

5. ま
 とめ
2019 年度に試行した潜在リスク気付き支援研修

日科技連．
…
E.Hollnagel（著），
北村正晴・小松原明哲監訳（2019）．
Safety- Ⅱの実践… - レジリエンスポテンシャルを強化する，海文堂．

において得られた課題について検討し，研修プログ

ＪＲ西日本（2017）．新幹線車両の台車に亀裂など…

ラムの改良について提案した．研修の方向性の要点

が 発 見 さ れ た 重 大 イ ン シ デ ン ト に つ い て，…

をまとめると，以下の二点である．

https://www.westjr.co.jp/press/article/…
2017/12/page_11639.html

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-2

184

NHK 記事（2019）．詳報 東電刑事裁判「原発事故
の真相は」
，
…

…

https://www3.nhk.or.jp/news/special/
toudensaiban/
作田博・北村正晴（2019）．RAG を活用した潜在
リ ス ク の 気 付 き 支 援 に 関 す る 試 行，INSS…
JOURNAL,…26,…194-201.
作田博・北村正晴（2020）．潜在リスク気付き支援 研 修 の 試 行 と 展 望，INSS… JOURNAL,… 27,…
237-241.
東京電力福島原子力発電所事故調査委員会（国会事故調）（2012）．国会事故調報告書．
東京電力福島原子力発電所における事故調査・検証委員会（政府事故調）（2012）．政府事故調最終報告書．
福島原発事故独立検証委員会（民間事故調）（2012）．
調査・検証報告書．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-3

185

原子力発電所における安全文化の自己評価方策の検討（2）
情報収集のための質問紙調査の試行
Examination…of…self-assessment…of…safety…culture…in…nuclear…power…plants（2）…
Trial…of…the…questionnaire…survey…for…information…collecting
高城
前田

美穂（Miho…Takagi）＊1

余村朋樹（Tomoki…Yomura）＊2…

典幸（Noriyuki…Maeda）＊2

井上枝一郎（Shiichiro…Inoue）＊2

要約
日本の原子力事業者においては，安全文化の重要性が指摘され，安全文化醸成のための取り組みが行われている．安全文化醸成のためには，組織の安全文化を自ら評価し，健全な安全文化となるよう取り組んでいくという安全文化のセルフアセスメントが重要である．特に，原子力発電所の職員が自ら自分たちの安全文化を見つめ，継続的な改善につなげる機会を増やすことは大切である．これを支援するため，本検討は，安全文化の自己評価をより効果的かつ平易に行う方法として，評価に用いる情報を収集する質問紙の試行をおこなった．質問項目は，「健全な原子力安全文化の特性（INPO,… 2012）」（10… traits）を参考とする「健全な職場の姿」と自職場とのギャップの有無，更にその理由について，自由記述形式で回答を求めるものであった．試行の結果，目に見える現象や行動の背景にある状況や考え方についての情報が得られる可能性などが示された．これらの情報は，評価の担当者が組織の安全文化について考察を行うために有用で
ある．
キーワード

…安全文化，自己評価，健全な安全文化の特性（10…traits）

Abstract
The…importance…of…a…safety…culture…has…been…pointed…out…by…experts…in…the…Japanese…
nuclear…industry,…and…efforts…are…being…made…to…enhance…a…safety…culture.…In…order…to…enhance…
the… safety… culture,… its… self-assessment… is… required,… in… which… the… organization's… safety… culture…
is… evaluated… by… itself… and… efforts… are… made… to… create… a… healthy… safety… culture.… It… is… important…
for… nuclear… power… plant… staff… to… look… at… their… safety… culture… by… themselves… and… to… increase…
the… opportunities… for… continuous… improvement.… To… support… this,… the… present… study… tested… a…
questionnaire…to…collect…information…used…for…evaluation…as…an…effective…and…easy…method…for…selfevaluation…of…the…safety…culture.…The…question…items…are…free-form…descriptions…about…the…existence…
of…a…gap…between…the…“healthy…workplace”…and…the…responding…worker’s…own…workplace,…and…the…
reason…for…the…gap,…with…reference…to…“Traits…of…a…Healthy…Nuclear…Safety…Culture（INPO（2012））”（10…traits）.…As…a…result,…it…was…shown…to…be…possible…to…obtain…information…on…the…situations…and…
ideas…behind…the…observed…behavior…of…workers…and…their…actions.…This…information…is…useful…for…
assessors…in…considering…the…safety…culture…of…an…organization.
Keywords

s… afety…culture,…self-assessment,…Traits…of…a…Healthy…Nuclear…Safety…Culture（10traits）

1. 背
 景

選定し，原子力施設の設備や保安活動が，安全確保

1.1 安 全文化の自己評価

るかどうかを主眼に確認するパフォーマンスベースの上で本来果たすべき機能を発揮している状態であド検査を実施することを志向している（原子力規制

日本の原子力発電所においては，原子力規制委員委員会，2018）．原子力事業者は自ら課題を抽出し，会と原子力規制庁が実施する新検査制度の本格的

自主的に安全を向上させていくことが求められてな運用が 2020 年４月より開始された．新検査制度

いる．

は，リスク情報を活用することによって検査対象を＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所＊ 2 （公財）…
大原記念労働科学研究所

社会システム研究所

米国の原子力産業においても，安全の保証と継186

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-3

続的な改善のために，事業者による自己評価が重た．その一方で，質問紙による安全文化の評価は，要であることが認識されている（Carroll，1998）．

提唱されたアプローチの一部に過ぎないのではな

例 え ば 米 国 原 子 力 規 制 委 員 会（the… US… Nuclear…

いかという指摘もある（竹内，2012;… Guldenmund，Regulatory… Commission，以下「NRC」
）は，過去

2000）
．

10 年間の改善の要因の一つとして，NRC および事

竹内（2012）は一般的な質問紙（主にリッカート業者が「問題の根本原因を特定し，効果的な是正措尺度による点数の高低に基づいて，安全文化の良さ

置を確実にするためのイベントの自己評価」に重点／悪さを評価するもの）以外の手法や着眼点を採用を置いたことを挙げている．そして，よりパフォー

しているものに注目して，評価・測定手法の整理を

マンスベースの規制アプローチに移行するにつれ，行っている．
その中で，評価・測定手法の一つとして，

自己評価はますます重要になるであろうと述べてい

質問紙とその他の方法の組み合わせによる方法が示

る（Jackson，1996;…Carroll，1998）．

されている．これは「質問紙の回答を，環境，歴史，

安全文化の概念は，旧ソ連のチェルノブイリ原子

特定の課題という個別の文脈につなげる」ために，

力発電所事故を契機として，原子力施設の安全運

インタビューや行動観察といった様々な方法と組み転に不可欠な要素の一つとして提唱され（IAEA，合わせて行う試みである．IAEA（2016）
においても，

1991），以降，組織文化やその評価に対する知見が安全文化の自己評価の方法として，質問紙や文書の蓄積されてきた．安全文化や組織文化については

レビュー，観察，インタビュー等から得られた様々

様々な捉え方があるが，IAEA（2002）は安全文化

な量的および質的なデータを基に，分析・評価を行向上の方策として，安全文化の自己評価を提起し，う方法が提起されている．安全文化の評価では，質その中で，E.H.… シャインによる組織文化のモデル

問紙調査により得られる量的なデータはもちろんの（例えば E.H.… シャイン，2004）を，組織文化を検討こと，様々な質的および量的なデータ，指標等を用する際に有用なものとして紹介している．シャイン

いることによって，安全文化の特徴や組織の課題をによるモデルは，安全の向上のためには組織文化をより適切かつ具体的に把握することにつながると考考慮する必要があることを示しており，安全文化のえられる．

自己評価は，組織や組織構成員の活動を見つめ，改しかし，インタビューや観察などの方法は，分析・善することに他ならないことを示唆していると考え評価のための豊富なデータが集められる反面，実施られる．また，IAEA（2006）は安全文化の自己評には大きな資源を要する．特に，現場の職員による価を「安全文化を強化するための包括的なアプロー

自己評価を支援するためには，比較的平易かつ効果

チの一部」と位置付けており，
更に IAEA（2016）は，的に安全文化を評価する方法の開発が求められる．

自己評価を行うという行為自体が，組織の構成員の安全や安全文化に対する意識を高めることを指摘し
ている．

1.3 研
 究協力者（A 社）の評価の仕組み

組織の自己評価の方法の一つには，監査を担う部

本研究は A 社の協力を得て行った．A 社では安全署が，組織内の第三者的な立場から評価を行う方法

文化の自己評価を毎年実施している．A 社の安全文がある．一方，発電所の現場の職員が自ら安全文化化評価は，まず事業所の各部署の役職者が自部署のを見つめることも重要である．現場の職員が主体的

安全文化を評価し（A 社独自の安全文化指標に基づに自己評価を行うことによって，評価結果に対してく，自由記述形式による評価），次に，同事業所に積極的に取り組む意欲が高まり，継続的な改善が促

所属する評価担当者が，役職者による評価結果を含進されると期待できる．

む様々な情報を基に，事業所全体の安全文化の評価

1.2 安
 全文化評価の方法を行う．
安 全 文 化 評 価 の 手 順 は， 一 般 に… 1）情 報 収 集，2）
収集した情報に基づく安全文化の分析・評価，に安全文化を評価する方法については，これまで多整理できる．A 社の安全文化評価において，各部署

くの知見が蓄積されてきた．質問紙は安全文化の測の役職者による評価は，事業所全体の評価のための定・評価のための一般的な方法であり，妥当で信情報収集に相当する．この過程で豊富な情報が得ら頼できる質問紙の開発に多くの努力が払われてきれれば，安全文化評価がより適切に行われることがINSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-3期待できる．

2. 目
 的

187

報を得る．
質問紙では，まず「健全な職場」（18 項目）の姿が提示された上で，それぞれについて下記の設問への回答が求められた．

高城・余村・前田・井上（2020）は，情報収集のための平易かつ効果的な方法として，役職者が自部署を評価するための質問紙を作成した．本稿の目的は、この質問紙を試行し，得られる情報の特徴を確かめることとする．

3. 方 法高城他（2020）で作成された質問紙は，自由記述
形式であり，次のような情報を得ることを目指すも質問①……
「健全な職場」と比べた際のギャップを列挙して下さい質問②……ギ ャップがある理由（ギャップが無い場
合は，そう判断した理由や，良好な状況，
取り組み，その他気がかりな点）
質問③……ギ ャップを埋めるための取り組みや，こうした方が良いと思っていること
質問④……そ の他言いたいことを何でも書いてくださいのであった．
・目に見える組織の状況や組織構成員の行動の背景にある，状況や考え方についての情報・組織を幅広く多様な視点から評価した情報

また，質問紙の冒頭で，「健全な職場」の姿は理想であり，現状をより向上させるためにギャップを挙げてほしいという趣旨を伝えた．
A 社の役職者５名に質問紙を配付し，自部署の評

このような情報は，事業所全体の評価担当者が安全文化についての考察を行うきっかけや，あるいは，評価のための根拠となるものとして有用と考えられる．そこで下記（1）〜（3）の方針で質問項目を作成した．
（詳細は高城他（2020）を参照．
）

価を求めた．その結果，４名から回答を得た．実施
時期は 2019 年 11 月〜 12 月であった．

4. 結
 果
質問紙の回答は，比較対象として，A 社の役職者（1）…
「健全な職場」の姿（18 項目）を提示し，それによる前年度の評価結果（自由記述）を参考に，特ぞれについて，自職場とのギャップの有無とそ徴の検討を行った．以下に，前年度の評価結果にはの理由を尋ねる．それにより，現象や行動の記見られなかった点について記載がある回答の例を示

述のみでなく，その現象や行動の背景にある状

す．回答者（４名）はそれぞれ A 氏〜 D 氏と記す．

況や考え方についての情報を得る．

なお回答は，内容を変えない範囲で著者が表現を一（2）…
「健全な職場」の姿は，米国の原子力発電運転協会（Institute…of…Nuclear…Power…Operations）の「Traits… of… a… Healthy… Nuclear… Safety…
Culture（2012）（以下，『10traits』）」に示され部修正している．

4.1 現
 象や行動の背景にある状況や考え方る健全な安全文化の特性と，A 社独自の安全文【例１ B 氏の回答】化指標を包含するものを作成（18 項目）する．

〔提示された「健全な職場」の姿〕

それにより，幅広い観点から組織を評価した情（あなたを含めて）あなたの組織・部署・チーム

報を得る．

の長は，安全を確保するために，責任・権限・役割（3）…
「健全な職場」の姿は，
10traits の「個人の役割」

を明確に割り振り，それが上手く機能している．

「マネジメントの役割」「マネジメントの仕組み」の要素ごとに提示し，それぞれ「『個人の役割』〔…質問①（「健全な職場」と比べた際のギャップを列についてたずねます」等，何について尋ねるか

挙して下さい）の回答〕を強調して質問する．これにより「個人の役業務が輻輳しているときも，分担についての責任，
権限，役割を振り分けて対応しており，ギャップはないと思う．ただし，個業のライン的要素で業務遂割」「マネジメントの役割」「マネジメントの仕組み」という多様な視点から組織を評価した情INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-3

188

行を補完しているところもあると感じる．
〔質問②（ギャップがある理由）の回答〕
業務の輻輳を避け，個に頼る部分は組織による対応に移行していく．

4.2 1
 0traits を参考とした
幅広い観点からの評価【例３ A 氏の回答】〔提示された「健全な職場」の姿〕

B 氏は業務の責任・権限・役割の分担には大きな一人ひとりは，安全に焦点を当てて（focus して）問題はないとしつつ，「個業のライン的要素で業務必要な情報の伝達・交換を行っている．

遂行を補完しているところもあると感じる」と述べ

（例）

ている．
「個業のライン的要素」とは，組織体制として整備された体制を補完するような個人的なネットワークを意味すると思われる．そのようなネット
ワークが業務遂行を補完している部分もあると感じられているようである．

・…相手，内容，方法を考慮してリスクが小さくなるようにしている
・…どのような相手にも正直に残存リスクを伝えている
・…立ち話などの非公式なコミュニケーションの場でも安全を重視した言動を行っている【例２ C 氏の回答】

・…意思決定の理由を伝えている など〔提示された「健全な職場」の姿〕
あなたの組織（または部署）は，個人としてではなく，組織として以下のような幅広い方法で学び，有効に活用している．
・…自分たちの運転経験に加え，社内外の運転経験を主体的に収集し，組織として改善のチャンスを作っている・…自分たちの知識，技能を継続的に向上させるために，他の組織をベンチマーキングし組織として学んでいる・…自分たちの組織の状況や仕事の仕方を批判的な視点で組織としてチェックしている〔質問①の回答〕（ギャップは）なし〔質問②の回答〕
運転経験を含む社内外の知見を収集する仕組みがあり，必要に応じて安全性向上活動として計画しており，また，適宜ベンチマークしている．また，社風として，何故必要なのかを考える視点が根付いていると考える．

〔質問①の回答〕（ギャップは）なし〔質問②の回答〕
プライベートも含め，積極的なコミュニケーションに努めるようにしているところ，必要十分なリス
クにフォーカスできているかは不明．ただ，業務においてリスクを最小限にしようという意識は働いていると思われる．一方で，考慮するリスク低減として，原子力安全上のリスクかコストや時間を要する
ことのリスクかについては，ケースバイケースと思われる．
A 氏は「積極的なコミュニケーションに努めるよ
うにしている」と全般的に評価しつつ，安全に焦点を当てた情報の伝達・交換については，「必要十分なリスクにフォーカスできているかは不明」であると述べている．そして，リスクに関する考え方について，「考慮するリスク低減として，原子力安全上のリスクかコストや時間を要することのリスクかについては，ケースバイケースと思われる」と述べている．このような「安全に焦点を当てた情報の伝達・C 氏は「健全な職場」の姿と自職場にギャップは交換」に対する評価や，リスクに関する考え方につないとした上で，「社風として，何故必要なのかをいての回答は，比較対象として用いた前年度の評価

考える視点が根付いている」と，組織内で共有され結果では得られていない．

ていると思われる考え方を補足的に述べている．
【例４ A 氏，C 氏の回答】
以上のように，複数の項目で，回答者である役職〔提示された「健全な職場」の姿〕

者が，目に見える現象や行動の背景にある状況や考（あなたを含めて）あなたの組織・部署・チーム

え方を考察した回答が得られた．

の長は，安全に関わる意思決定について，十分に納INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-3

得できるまでは先に進まない判断が行われている．
（例）・…ルールに沿った厳密な判断が行われている
・…許容範囲だから良いというのではなく，より安全側に倒した判断が行われている
・…行った判断について，後の判断のために，意思決定の根拠を記録に残している

189

5. 考
 察
今回，高城他（2020）で作成した質問紙を用いて「健全な職場」の姿と自職場とのギャップの理由などを尋ねたところ，複数の項目で，目に見える現象や行動の背景にある状況や考え方についての情報が得られた．各部署の役職者は，ギャップの理由を尋ねられることによって，表面に現れた現象や行動〔質問①の回答〕

だけでなく，その背景にどのような状況や考え方（A 氏）…特に安全に関わる判断は慎重になされていがあるかということまで考察が促進されたと考えると思われるが，許容範囲なら問題ないという意識も感じられることがある．
（C 氏）…ギャップなし．業務の意思決定プロセスは，安全に関わる根拠を含めて判断しながら進めることになるよう規定されており，これに従って業務を遂行している．

られる．
（4.1）
また，幅広く，多様な視点から組織（各部署）を評価した情報を得るため，10traits と A 社独自の安全文化指標を包含する形で質問項目を作成した．その結果，質問項目に「安全に焦点を当てて（focus
して）必要な情報の伝達・交換を行う」や「安全に関わる意思決定」といった，従来の方法には含まれA 氏は安全に関わる意思決定について，「安全にていなかった視点に対応する，新しい情報が得られ関わる判断は慎重になされている」と全体に評価しることが示唆された．適切な視点を質問項目に加えた上で，時には，許容範囲なら受容するという傾向

ることによって，安全文化評価のためのより幅広いが感じられることもあると指摘している．また C 氏

情報が得られることが期待できる．
（4.2）

は，業務の意思決定プロセスが安全について考慮

更に「個人の役割」「マネジメントの役割」「マネされたものであることに基づき，「健全な職場」のジメントの仕組み」の要素ごとに「健全な職場」の姿とのギャップはないと評価している．いずれも，姿（18 項目）を提示して評価を求めたところ，三比較対象である前年度の評価結果に比べ，安全につの要素のそれぞれを念頭に組織を評価したと思わ関わる意思決定により注目した内容の回答が得られる回答が行われ，多様な視点から組織を評価した

れた．

情報が得られる可能性が示唆された．
（4.3）
これらの情報は，事業所全体の評価担当者が安

例３，例４とも，A 社の従来の方法には含まれて全文化についての考察を行うきっかけや，あるいいなかった「安全に焦点を当てて（focus して）必は，評価のための根拠となるものとして有用と考え要な情報の伝達・交換を行う」，「安全に関わる意思られる .

決定」という視点が加わったことにより，新たな情報が得られたと考えられる．

4.3 「個人」「マネジメント」
「マネジメントの仕組み」という
多様な視点からの評価

ただし，4.3 で言及した「個人の役割」「マネジメ
ントの役割」「マネジメントの仕組み」の要素は，それぞれが独立に存在しているのではなく，互いに関わり合って組織の活動が形成されていると考えられる．けれども，そのような要素間の相互関係
を，回答者である役職者が想定しているかどうかは判別できなかった．この点については，各部署の役

質問紙では，組織の状況を多様な視点から評価す

職者に，要素間の相互関係まで考慮することを求めることを目的として，10traits を参考に「個人の役るか否かには議論の余地がある．事業所全体の評価

割」「マネジメントの役割」「マネジメントの仕組み」のための情報として，各部署の役職者が要素間の相の要素ごとに「健全な職場」の姿（18 項目）を提互関係までを考慮した回答が必要か，あるいは，彼示した．回答の文言が提示された要素の視点から記らにそれを求めることが現実的かを検討する必要が述されていることから，役職者は三つの要素それぞある．

れを念頭に、
組織の状況を評価していると思われた．

更に言えば，本稿では，各部署の役職者による評190

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-3

価を，事業所全体の評価のための情報収集と位置づとの理解を促進するよう，評価の関係者にはたらきけているが，役職者による自部署の評価には，役職かけることが必要である．

者自身による自己評価（自部署に対する評価）という側面もある．IAEA（2006）は，原子力事業者の全ての階層の管理者が，業務の実績と安全文化の自

引
 用文献

己評価を行うことを推奨している．会社，事業所，

原子力規制委員会（2018）．原子力規制検査の概要

部門や部署といった各階層の管理者による自己評価について…資料１ 平成 30 年 11 月 19 日．…

は，それぞれの目的を明確にし，評価のために求め〈https://www.nsr.go.jp/data/000254917.pdp〉

られる知識や技能を確認する必要がある．

（2021 年７月 30 日）
．

6. お
 わりに
本稿では，平易かつ効果的な安全文化評価方法と…

Carroll,…J.…S.（1998）.…Safety…culture…as…an…ongoing…
process:… Culture… surveys… as… opportunities…
for…enquiry…and…change.…Work…and…Stress,…12（3），272-284.

して，情報収集のための質問紙調査の試行を行った．

Jackson,… S.（1996）．Challenges… for… the… nuclear…

その結果，今回用いた質問紙によって，安全文化に

power… industry… and… its… regulators:… the…

対する考察のきっかけとなる情報や，評価のための

NRC… perspective.… Speech… presented… at…

根拠となる情報など，安全文化評価のための情報がthe… Regulatory… Information… Conference,…

得られることが示された．

Washington,…DC,…9…April.

今後は，収集した情報を基に組織の安全文化を分International… Atomic… Energy… Agency（1991）．

析，評価する手順を検討する必要がある．特に，複Safety… Series… No.75… -… INSAG-4… Safety…

数の現象の背後にあると推察される共通の要素をど

Culture.

のようにして考察するか，また例えば 10traits で表International… Atomic… Energy… Agency（2002）．

現される様々な要素が影響し合っている組織文化を

Safety… culture… in… nuclear… installations…

どのように理解し，抽出するかなど，分析，評価のGuidance… for… use… in… the… enhancement… of…

具体的な方法を検討することが求められる．

safety…culture,…IAEA-TECDOC-1329.

また，組織文化の評価は，組織全体の文化的特E.H. シャイン．金井壽宏（監訳）・尾川丈一・片山徴が共通していることを前提としている．しかし，佳代子（訳）（2004）．企業文化－生き残りの…

一つの組織でも，そこに含まれるグループ毎に文化

指針 白桃書房．

的な特徴が異なるという指摘がある．すなわち，一International… Atomic… Energy… Agency（2006）．

つの事業所であっても，部門や部署によって文化的The… Management… System… for… Facilities… and…

な特徴に違いがあるということである．
この指摘は，

Activities,… IAEA… Safety… Standard… Series…

組織の文化を正確に把握することや対策立案に関わNo.GS-R-3.

るため，組織内のグループ毎の文化的特徴についても考慮する必要がある．
最後に，
本稿で試行した質問紙では「リーダーシッInternational… Atomic… Energy… Agency（2016）．
Performing… Safety… Culture… Self-assessment,…
Safety…Report…Series…No.83.

プ」や「意思決定」や「コミュニケーション」と

竹 内 み ち る（2012）． 組 織 の 安 全 文 化（ 安 全 風

いった安全文化の指標を基に「健全な職場」の姿を土）評価・測定の手法に関する試論．INSS…

想定した．しかし，「リーダーシップ」，「意思決定」，

Journal,…19,…10-19.

「コミュニケーション」は，日常業務を通して発揮

Guldenmund,… F.… W.（2000）．The… nature… of… safety…

され，普段の仕事の行われ方の中に現れるものであculture:… A… review… of… theory… and… research.…

る．ということは，安全文化の評価は，「普段の仕Safety…Science,…34,…215-257.

事の行われ方」を，安全という観点から文化的に評高城美穂・余村朋樹・前田典幸・井上枝一郎（2020）．

価することと言える．そのため，安全文化評価にあ原子力発電所における安全文化の自己評価方

たっては，一連の評価方法の検討を進めると共に，策の検討｢評価の対象は『普段の仕事の行われ方』である」

INSS…Journal,…27,…2-10.

情報収集のための質問紙の試作．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-3

Institute… of… Nuclear… Power… Operations（ 2012）．
Traits… of… a… Healthy… Nuclear… Safety… Culture,…
INPO-12-012.

191

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-4

192

コロナ禍においてテレワークはどれだけ浸透したのか？
How…Much…Has…Teleworking…Penetrated…During…the…COVID-19…Pandemic?
後藤

学（Manabu…Goto）＊1

濵野

和佳（Waka…Hamano）＊1

要約
コロナ禍においてテレワークがどれだけ浸透したのかを明らかにするため，テレワークの実施状況等を調べた継続調査を収集し，13 の調査結果を整理した．（1）テレワークの実施率は，１回目の緊急事態宣言時に最も高く，その後はそこまで高まらなかった．（2）労働者の主観的な報告によると，テレワークの生産性は，出社時と比べるとやや下回る傾向にあった．ただし，コロナ禍の長期化に伴って生産性に対する評価は回復しつつあった．（3）テレワーク経験者のテレ
ワーク継続意向は当初から強く，その傾向は継続している．以上の結果をふまえ，日本でのアフターコロナにおけるテレワークの発展可能性と課題について考察した．
キーワード…コロナ禍，テレワーク（在宅勤務），継続調査，仕事の生産性

Abstract
In…order…to…clarify…how…much…teleworking…has…penetrated…into…the…workplace,…we…
collected… the… continuous… surveys… that… investigated… the… implementation… status… of… teleworking…
during…the…COVID-19…pandemic…and…organized…about…the…results…of…13…surveys.…（1）Teleworking…
implementation…rates…were…highest…during…the…first…state…of…emergency…declared…in…Japan…and…
not…so…high…thereafter.…
（2）Teleworkers’…subjective…reports…showed…that…teleworking…productivity…
tended…to…be…slightly…lower…than…when…they…came…to…office.…However,…with…the…prolongation…of…
the… COVID-19… pandemic,… the… evaluation… of… productivity… was… recovering.…（3）Those… who… have…
experienced…teleworking…wanted…to…continue…teleworking…from…the…beginning,…and…that…tendency…
was…continuing.…Based…on…the…above…results,…we…considered…the…development…potential…and…issues…
of…teleworking…in…Japan…for…the…post-corona…workplace.
KeywordsC… OVID-19…pandemic,…teleworking（home…teleworking）,…continuation…survey,…work…productivity

1. 問
 題

宣言下でどのような政府方針が出されたか，また社会がどれだけの危機感を持って事態を受け止めたか

日本に新型コロナウイルス感染症の影響が出始め

等により影響される．したがって，ある一時点でのて１年半が経過した．2020 年１月〜 2021 年７月まテレワークの浸透状況を把握するのでは十分とはいでの間に，新型コロナウイルス感染者は，第１波かえず，継続的に把握することが重要である．

ら第５波と呼ばれる増加と減少を繰り返し，それに後藤・濵野（2020）は，2020 年７月までのコロ伴い４回の緊急事態宣言が発出された．政府は，緊ナ禍でのテレワークの実施状況，仕事の生産性，急事態宣言期間中，出社率７割削減を掲げ，職場へ

メリット・デメリット，継続意向について調査動向の出勤にかかる人流の抑制を図るため，テレワークを整理した．そこでは，テレワークの実施率が，第を推奨した．

１回目の緊急事態宣言（以下，１回目宣言）の発出

テレワークとは，在宅勤務，サテライトオフィス

時には３割程度であったが，宣言が全国拡大すると勤務，モバイル勤務の総称（総務省，2018）であるが，実施率が 60% にのぼると言及した．ただ，その後

コロナ禍においては，在宅勤務とほぼ同義で用いらもコロナ禍が長期化し，複数回の緊急事態宣言が発れていることから，本稿でも同様に用いる．コロナ

出されていることや，調査によって導入率・実施率

禍において，テレワークが企業に導入され，実際にに相当のばらつきが見られたこと，などを考慮し，従業員に利用されるかは，
緊急事態宣言下にあるか，

テレワークの導入率・実施率がその後どのように変＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

社会システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-4化したのかを再度整理することを試みたい．

193

れる．満足度と継続意向の二点の変化を確認するこまた，後藤・濵野（2020）は，１回目宣言下でとで，テレワークがどれだけ本当の意味で浸透し，は，各企業の体制が整っていないこと，個々人でもアフターコロナの時代にも受け入れられるのか見通

在宅勤務の準備が整っていないことなどを理由に，したい．

テレワークの生産性が十分に高まっていないことを

2. 目
 的

報告した．これについてもコロナ禍が長期化する中で，企業・個々人のテレワーク環境が整備され，働き方に慣れてきたことなど，生産性を高めるような（1）……コロナ禍を通じて，テレワークの実施率・導入要素が充実してきていると思われる．加えて，強制率がどのように推移しているのかを明らかにする．

的なテレワークから選択的なテレワークへと，勤務形態を個人の意思で決められるようになっている職（2）……テレワーク実施者は，コロナ禍を通じて，テレ場が増えてきたと推測され，その点でもテレワーク

ワークにおける仕事の生産性をどのように感じの生産性は高まってきている可能性がある．
そこで，ているのかを明らかにする．

導入率・実施率と同様に，テレワークの生産性につ（3）……テレワーク実施者は，コロナ禍を通じて，テレ

いても継続的なデータが得られている調査を整理しワークに対する満足度や今後の継続意向についたい．

てどのように感じているのかを明らかにする．

最後に，テレワーク勤務に対する満足度と，テレ

3. 方
 法

ワーク継続意向についても継続的な調査結果を整理する．
テレワークは，日本の会社組織の一体感やチー
ム単位での成果を重視する組織では馴染みにくいとテレワークの実施状況に関する継続調査として，

いう指摘がある（池田，2020）．テレワークが浸透

本稿では 13 の調査を取り上げた．これらの調査概したことにより，対面や電話でのコミュニケーショ

要を表１に示す．うち２つの調査では企業調査と個ン量が減り，オンラインでのコミュニケーション量

人調査の両方を実施していた．また，１つの調査でが増えた．そのため，テレワークでも，出社時と同は個人調査により，企業のテレワーク導入率と個人様に仕事相手とコミュニケーションがとれ，意思疎の実施率を両方問うていた（表１）．

通ができないと満足度は高まりにくいものと予想さ
表１

本稿で取り上げた 13 の調査

調査主体

調査名

企業／個人 導入率／実施率…1

東京商工リサーチ

新型コロナウイルスに関するアンケート

企業

実施率

…2

東京商工会議所

テレワークの実施状況に関する緊急アンケート

企業

実施率

…3

東京都

テレワーク実施率調査

企業

導入率

…4

東京都

多様な働き方に関する実態調査

企業／個人 導入率／実施率

…5

総務省

通信利用動向調査

企業／個人 導入率／実施率…6

日本生産性本部

働く人の意識に関する調査

個人

実施率

…7

パーソル総合研究所

新型コロナウイルス対策によるテレワークへの影響に個人
関する緊急調査

実施率

…8

内閣府

新型コロナウイルス感染症の影響下における生活意識・
個人
行動の変化に関する調査

実施率

…9

リクルートワークス研究所 全国就業実態パネル調査（JPSED）

個人

実施率

10

国土交通省

テレワーク人口実態調査

個人

導入率／実施率

11

LINE リサーチ

新型コロナウイルスに関する調査

個人

導入率

12

LINE・厚生労働省

新型コロナ対策のための全国調査

個人

実施率

13

大久保・NIRA

テレワークに関する就業者実態調査

個人

実施率

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-4

194

4. 結
 果

東京都（2020,… 2021k）の「多様な働き方に関す

4.1 テ レワーク導入率・実施率の推移
各種調査におけるテレワーク導入率・実施率を図る実態調査」では，都内の従業員 30 人以上の企業，
約２千社において，コロナ前（2019 年７月）には導入率が 25.1% であったが，2020 年７月は 57.8%，
12 月は 58.8% に増加した．

１に示した．導入率と実施率は厳密には問うている

また，東京都（2021a,…2021b,…2021c,…2021d,…2021e,…

ことが異なるが，テレワークの浸透状況を把握する

2021f,… 2021g,… 2021h,… 2021i,… 2021j）の「テレワーク

類似した指標であるため，両方をまとめて図示した．

実施率調査」でも，都内の従業員 30 人以上の企業，
約 400 社において，2020 年３月（１回目宣言前）は

4.1.1 テ レワーク導入率の推移

導入率 24.0% であったが，2020 年４月に 62.7%,… 12
月 51.4%… に増加した．さらに２回目の緊急事態宣テレワーク導入率を問うた調査を整理した．取り言下では，2021 年１月前半 57.1%,… １月後半 63.5%,…

上げた調査には，企業調査と個人調査が含まれる．

２月前半 64.8%,… ２月後半 58.7%,… ３月前半 59.0% と企業調査では，各社においてテレワーク制度が整備高く推移した．２回目宣言が明けると，３月後半

されているかどうか，個人調査では，あなたの勤務

56.4%,… ４月 56.6% と若干の低下が認められたもの

先ではテレワーク制度が導入されているかどうか，の，３回目宣言以降は５月 64.8%,… ６月 63.6%,… ７月を問うものであった．

61.9% と再び上昇した．

（1）企業調査（2）個人調査

総務省（2019,…2020,…2021）の「通信利用動向調査」

国土交通省（2019,… 2020,… 2021）の「テレワーク

では，常用雇用者規模 100 人以上の企業，約２千社

人口実態調査」では，就業者４万サンプルを回収において，2018 年９月の導入率は 19.1%,… 2019 年９し，勤務先にテレワーク制度が導入されている割合

月は 20.2%… であったが，2020 年８月には 47.5% に増を調べた．H30 年度（2018）19.8%,… R1 年度（2019）

加した．

19.6%,…R2 年度（2020 年 12 月）38.8% であった．

80

70

総務省／企業
東京都（多様な働き方）／企業

導入率／実施率（経験率） %60

東京都（テレワーク実施率）
国土交通省／導入率
LINEリサーチ

50

東京商工リサーチ
東京商工会議所

40

日本生産性本部
パーソル総合研究所

30

大久保・NIRA
内閣府

20

LINE・厚生労働省
国土交通省／実施率10

リクルートワークス研究所
総務省／個人0

東京都（多様な働き方）／個人
18

19

20_1 20_2 20_3 20_4 20_5 20_6 20_7 20_8 20_9 20_10 20_11 20_12 21_1 21_2 21_3 21_4 21_5 21_6 21_7

実施率平均

調査時期（年_月）
１回目の緊急事態宣言２回目の緊急事態宣言注 プロットについては、▲で導入率、●で実施率を示した。
同じ月に2回調査が行われている場合は、2回の導入率・実施率の平均をプロットした。
調査期間が2か月にまたがる場合は、調査期間最終日の月にプロットした。

図１

テレワーク導入率・実施率の変化

３回目の緊急事態宣言４回目の緊急事態宣言INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-4

195

LINE リ サ ー チ（2020a,… 2020b,… 2020c,… 2021） のしたが，そういった回答が企業全体の 18 〜 27% に「新型コロナウイルスに関する調査」では，LINEのぼった．したがって，１回目宣言中にテレワーク

ユーザー約５千人の回答を収集し，職場におけるを実施した企業の 1/3 程度は，２回目以降の宣言中「テレワークの許可 / 推奨」の有無を尋ねた．2020にテレワークを実施しなかったと思われる．

年２月にテレワークの許可 / 推奨があったと回答者

東京商工会議所（2020a,… 2020b,… 2020c,… 2021）のした人は 5%,… ３月 14%,… ４月 35%,… ８月 24%,… 2021 年「テレワークの実施状況に関する緊急アンケート」

２月 27% であった．

によれば，会員企業約１千社についての実施率は，全国を対象とした総務省，国土交通省，LINE

2020 年３月 26.0% であったが，解除直後５〜６月

リサーチでのテレワーク導入率は，コロナ前と比べ67.3%,… 下半期９〜 10 月 53.1%,… ２回目宣言中 2021 年

ると倍増した．ただし，いずれの調査でも導入率は１〜２月 66.2% と推移している．

５割に満たなかった．その一方で，東京都内の企業を対象とした調査（東京都，2021a 〜 2021j）で（2）個人調査

は導入率が 50% を超えている．また，緊急事態宣日 本 生 産 性 本 部（2020a,… 2020b,… 2020c,… 2021a,…

言時には（１回目，2 回目，3 回目とも）導入率が2021b,… 2021c）の「働く人の意識に関する調査」で60% を超えて一時的により高まる傾向にあった．

は，20 歳以上の雇用者 1,100 名を対象に，テレワー

4.1.2 テ レワーク実施率の推移

ク（在宅勤務，サテライトオフィス，モバイルワー
クの複数回答）を「現在行っている」人の割合を調べた．2020 年５月 31.5%,… ７月 20.2%,… 10 月 18.9%,…

続いて，テレワーク実施率を問うた調査を整理し2021 年１月 22.0%,…４月 19.2%,…７月 20.4% であった．

た．導入率と同様に，企業調査と個人調査が含まれパーソル総合研究所（2020a,… 2020b,… 2020c,… 2021）

た．企業調査では，各企業でその時点においてテレの「新型コロナウイルス対策によるテレワークへのワークを実施している社員がいるかどうか，個人調影響に関する緊急調査」では，全国の就業者約２万

査では，個々の従業員がテレワークを実施している人を対象にテレワーク実施率を調べ，2020 年３月

かどうか，を問うものであった．

13.2%,…５月 27.9%,…６月 25.7%,…11 月 24.7% であった．

各調査では，テレワークの実施率（その時点で実

大 久 保・NIRA（2020a,… 2020b,… 2020c,… 2021） の施しているか），利用率（テレワーク制度を利用し「テレワークに関する就業者実態調査」では，約ているか），経験率（これまでに経験したことがあ

１万人を対象に通常業務でのテレワーク利用を問るか）などと，異なる語が用いられ，問うている意

い，2020 年１月 6%,…３月 10%,…４〜５月 25%,…６月以

味合いも多少異なるものが含まれる．本稿では，各降（６月，９月，12 月，2021 年１〜２月，３月，４月）

調査で用いられている表記を尊重しつつ，テレワー

は 16 〜 18% と安定して推移していることを示した．

クを行っている割合として，ここにまとめた．

内 閣 府（2020a,… 2020b,… 2021） の「 新 型 コ ロ ナ
ウイルス感染症の影響下における生活意識・行動（1）企業調査の変化に関する調査」では，全国約１万人を対象

東京商工リサーチ（2020a,… 2020b,… 2020c,… 2020d,…

に，2020 年６月時点でのテレワーク経験率が 34.6%,…

2021a,… 2021b,… 2021c）の「新型コロナウイルスに関

12 月 21.5%,… 2021 年 ５ 月 31.0% で あ る こ と を 報 告するアンケート調査」では，全国の企業約１〜２万した．

社において，１回目宣言発出直前（2020 年３〜４

LINE・ 厚 生 労 働 省（2020a,… 2020b,… 2020c） が月）のテレワーク実施率は 25.4% であったが，宣言LINE ユーザーを対象に行った「新型コロナ対策の中（４〜５月）56.0%,… 解除直後（５〜６月）56.4%

ための全国調査」では，そのうちの約 600 万人のオと大きく増加した．その後は実施率 30% 台で推移

フィスワーク中心（事務・企画・開発など）の人

し，２回目宣言中でも実施率は 40% に届かなかっのテレワーク実施率が 2020 年３月 14.0%,… ４月上旬

た．１回目宣言解除後の調査では「実施している」

16.2%,…４月中旬 26.8% であることを示した．

「実施していない」の選択肢に加え，「新型コロナ以

国土交通省（2019,… 2020,… 2021）の「テレワーク

降にテレワーク（在宅勤務・リモートワーク）を実

人口実態調査」では，就業者４万サンプルを回収し，施したが，現在は取りやめた」という選択肢を追加

平成 30 年度（2018 年），
令和元年度（2019 年 10 月）は，

196

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-4

雇用型テレワーカーは全就業者の 16.6%,… 14.8% に過通り勤務していた場合の仕事の成果を 100 とした場

ぎなかったが，令和２年12月には23.0%…に上昇した．

合，テレワークでの時間あたりの仕事のパフォーマ

リクルートワークス研究所（2020a,…2020b,…2021a,…

ンス（仕事の効率）がどのように変化したか回答を

2021b）は「全国就業実態パネル調査 2020，同臨求めた．2020 年３月時点で 78,… ６月時点 83,… 12 月時

時追跡調査」「同 2021，同臨時追跡調査」の４回の点 88,… 2021 年４月時点 88（100 と回答した人の割合

調査を通じ，8,587 名に１週間のテレワーク時間を40%）であった．至近の変化は小さいが，2020 年の聴取した．テレワーク時間が０時間の場合をテレ間は生産性の評価が徐々に回復傾向にあった．

ワーク未実施とみなし，１時間以上の回答を実施と内閣府（2020a,… 2020b,… 2021）の「新型コロナウ

みなすと，実施率は 2019 年 12 月 8.8%,… １回目宣言

イルス感染症の影響下における生活意識・行動の中 32.8%,… 2020 年 12 月 18.1%,… ２回目宣言中 25.4% で変化に関する調査」では，感染症拡大前（2019 年

あった．

12 月）からの生産性の変化を問うている．2020 年

総務省（2019,…2020,…2021）の「通信利用動向調査」

５月時点では「減少」（やや減少，減少，大幅に減では，約４万人の回答から，過去１年間のテレワー

少）が 40.2% であったが，12 月には 34.1%,… 2021 年

ク経験率を調査した．2018 年９月末時点，2019 年

４〜５月には 33.4% とやや低下し，「増加」が，4.4%,…

９月末時点では，テレワーク経験率は 8.5%,… 8.4% で10.5%,…11.5% とやや上昇した．

あったが，2020 年８月時点では 19.1% に上昇した．

パーソル総合研究所（2021）では「第四回… 新型

東京都（2020,…2021k）の「多様な働き方に関する

コロナウイルス対策によるテレワークへの影響に関実態調査」では，約 3,800 名の回答を回収し，「在宅する緊急調査」において，出社時の生産性を 100（%）

でテレワークをしたことがある」の経験率を問うたとすると，テレワーク時の生産性はいくつになるか

ところ，2019 年７月 12.1%,… 2020 年７月 58.2%,… 12 月

について回答を求めた結果を分析している．2020

58.9% と急増した．

年 11 月の時点では，100 未満の回答が正社員のテ

各調査を通じて，１回目宣言中〜解除後をピーク

レワーカーの 64.7%,… 100 以上の回答が 35.2%（うちにしていること，実施率のピークは 20% 〜 40% の100% の回答が 18.6%）を占め，全体平均 84.1 で，生間にあることが多く，全体の 1/3 程度であったもの

産性は出社時より低いとする回答が多いことを明らと推測される．また，いくつかの調査で確認されるかにした．

ように（東京商工リサーチ，東京商工会議所，日本

リクルートワークス研究所（2020b）の「全国就生産性本部，パーソル総合研究所）宣言解除後，夏業実態パネル調査 2020… 臨時追跡調査」では，2019にはテレワーク実施率がいったん低下したが，２回

年 12 月と比較した緊急事態宣言下での仕事の生産

目宣言中の実施率は再度上がっている．ただし，１性について，終日テレワーク勤務の頻度との関連性

回目宣言中の実施率を２回目宣言中以降に上回るこを検討している．週１日以上のテレワーク実施者でとはなかった．

は，仕事の生産性が上昇した人の割合は２割に届か

4.2 テ レワーク時の仕事の生産性の推移
日 本 生 産 性 本 部（2020a,… 2020b,… 2020c,… 2021a,…

ないが，低下した人の割合は 32.0% 〜 42.5% であった．また，テレワークをまったくしなかった人と比べると，テレワーク経験者は仕事の生産性が上昇した割合，低下した割合とも高くなっていた．

2021b,… 2021c）の「働く人の意識に関する調査」で

東京商工会議所（2020b,… 2021）では，テレワー

は，自宅での勤務で効率が上がったかを全６回をクの実施効果として「定型的業務の生産性向上」が通じて調査した．１回目宣言中の 2020 年５月時点

2020 年５〜６月調査で 17.0%,… 2021 年１〜２月調査

では「効率が上がった」（効率が上がった，ややで 12.0% と一部で確認できることを報告した．

効率が上がった）の合計 33.8%… であったが，７月以上の結果を総合すると，テレワークが多くの職

50.0%,… 10 月 50.5%,… 2021 年 １ 月 54.5%,… ４ 月 59.1%,…

場で導入・実施されるようになったばかりの時点で７月 50.2% と，テレワークを始めた当初と比較しては，テレワーク時の仕事の生産性は，平常時（出社「効率が上がった」との回答が増加した．

時）と比較して低かったことがわかる．ただ，その大 久 保・NIRA（2020a,… 2020b,… 2020c,… 2021） の「テレワークに関する就業者実態調査」では，通常

後は，テレワーク時の仕事の生産性がやや高まる…
傾向にある．

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4.3 満 足度と継続意向の推移
日 本 生 産 性 本 部（2020a,… 2020b,… 2020c,… 2021a,…
2021b，
2021c）の「働く人の意識に関する調査」では，「自宅での勤務に満足しているか」を継続的に問うている．2020年５月では「満足」（「満足している」「ど
ちらかと言えば満足している」）の合計）の割合は57.0% で，７月 70.3%,…10 月 68.9%,…2021 年１月 69.8%,…

197

レワークに対する満足度や継続意向は高く，テレワーク経験者の６〜８割は，肯定的な受け止めをしていると考えられる．

5. 考
 察
5.1 テ
 レワークはどれだけ浸透したのか

４月 75.7%,…７月 70.2% と満足している人の割合が高

本稿は，後藤・濵野（2020）で十分に解明できな

く，増加傾向にあることを報告した．また，同調

かった，コロナ禍におけるテレワークの浸透状況に

査では「コロナ禍収束後もテレワークを行いたい

ついて検討するため，多くのテレワークに関する調か」についてもあわせて問うており，2020 年５月

査のうち，継続調査のみを取り上げたものである．

では「そう思う」（「そう思う」「どちらかと言えばテレワークの浸透状況を整理する上では，導入率とそう思う」の合計）の割合は 62.7%,… ７月 75.6%,… 10

実施率（経験率）という二種類の指標をどのように

月 68.8%,… 2021 年１月 76.4%,… ４月 76.8%,… ７月 74.1%

処理するかが難しいが，筆者は両者の違いを以下のと継続意向も上昇傾向にあることを示した．

ように考える．

東京都（2020,… 2021k）の「多様な働き方に関す導入率とは，総じてどのくらいの「職場」にテレる実態調査」では，企業調査において「テレワーク

ワークが普及しているのかを示す指標だと言い換の継続・拡大意向」を調査している．2020 年７月

えることができる．したがって，この指標につい時点での継続意向（「継続したい」「継続したいが拡ては，主に企業調査の結果を参考にすべきである．

大は考えていない」）は 80.4%, 12 月時点で 92.7% で4.1.1 で示したように，導入率は 30 〜 50% 程度でああった．また，同調査の従業員調査でもテレワーク

り，最も導入率の高い東京都であれば 50% 超になっの継続意向について問うており，2020 年７月時点ている調査も含まれる．ただし，テレワークは，すで「継続したい」（「ぜひ継続したい」「まあ継続しべての業種・業態に適用できる働き方ではなく，テたい」）の割合が 75.8% で，12 月時点でも 75.8% でレワーク導入に向けたそれ相応の準備・整備も必要あった．

となるため，残りの半数以上の企業（職場）は，テ

国土交通省（2021）の「テレワーク人口実態調

レワークが適用しにくい仕事・環境にあると位置づ査」では，雇用型テレワーカー（雇用型就業者のけることができるであろう．加えて，多くの調査で23.0%）のテレワークに対する総合的な満足度につは，一定の従業員数以上の企業を対象に調査を行っいて「大変満足，やや満足」が 64.3% を占めることており，調査結果には中小企業におけるテレワークを示した．また今後のテレワーク実施意向についての浸透状況はそれほど反映されていない．後藤・濵

も「実施したい」が 81.5% にのぼり，テレワーカー

野（2020）で指摘したように，テレワーク導入率・のテレワークについての受け止めが肯定的であるこ

実施率は，会社の所在地（首都圏・大都市圏ほど高とを示した．

くなる），企業規模（従業員数の大きい企業ほど高リクルートワークス研究所（2020b）の「全国就くなる），業種や地域性（例：関東よりは関西のほ

業実態パネル調査 2020…臨時追跡調査」では，「仕事

うが製造業などの中小企業の割合が多いため，低くそのものに満足していたか」を問うた．質問になる），勤務形態（例：正規社員では非正規社員よ「あてはまる」「どちらかというとあてはまる」を合りも高い）などの影響を受けることも十分考慮する

算した仕事満足度について，2019 年 12 月時点では必要がある．

38.6% であったが，１回目宣言下では 30.9% と低下

その一方で，実施率（経験率）とは，総じてどのした．この調査では，テレワーク勤務（在宅勤務）

くらいの
「個人」
がテレワークを行っている（行った）に関する満足度を問うているのではないため，解釈のかを示す指標だと言い換えることができる．したには慎重を期す必要があるが，宣言下では仕事満足

がって，この指標については，主に個人調査の結果

度は低下傾向にあった．

を参考にすべきである．4.1.2 で示したように，実施以上の結果を総合すると，テレワーク経験者のテ率（経験率）は，最もテレワーク人口が多くなった

198

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-4

１回目の緊急事態宣言下（特に，宣言が全国拡大し２回目以降の宣言時にテレワークを実施しなかったた時期）であっても 30% 台の数字が並んでいる．働

理由を企業に問い（複数回答），85% 以上の企業がき手の３人に１人程度がテレワークを実施していた「業務がリモートワークに適しない」を選び，そのといえるであろう．後藤・濵野（2020）では，実施他の理由は 20% 程度の選択率に留まったことを報率が緊急事態宣言の全国拡大下で 60% 程度まで高告した．業務内容とテレワークの相性は根深い問題

まることを指摘したが，継続調査に限ればそこまでであるが，１回目宣言中はたとえ相性が悪くともテ

高い実施率を示す調査結果は認められなかった．

レワークを実施せざるを得ない状況にあったが，そところで，テレワークの導入・実施状況は，緊急れが解除されて以降は，テレワークを実施するか否

事態宣言の発出と大きな関連性を持っていた．特にかの自由度が高まり，相当数の企業がテレワークを2020 年４月から５月にかけての１回目の緊急事態

実施しない選択をしたと考えられる．

宣言下では，最初の宣言であるというインパクトの強烈さとともに，一斉休業や休校措置が出されるな
ど，最も生活への制限が強く，それに伴って事態の深刻さや不安感・危機感が国民の中で共有されてい5.2 テ レワークでは
生産性は高まらないのかた時期であったと推測される．そのため，この時点日本全体でテレワークが導入・実施されるようにでのテレワーク導入率・実施率はそれ以前から急激なってから１年半ほどになるが，主観的な報告によに高まったと思われる．その後も，３回の緊急事態

るテレワークの生産性は十分に高まっているとまで宣言が出されているが，全国拡大には至っていないはいえない．コロナ禍の当初は，テレワーク時の生こと，コロナ禍での生活への慣れ，事態が長期化し産性が，コロナ前（もしくは出社時）と比べると低たことによる間延びした感覚なども影響して，テレいとする回答者が多かった．コロナ禍が長引いてか

ワーク導入率・実施率は，それ以上には高まらなかっ

らは，テレワーク時の生産性についての回答は上がた．ただし，４回の緊急事態宣言がすべて適用される傾向にあった．これについては，企業側・従業員ている東京都では，テレワークの導入率・実施率は側がそれぞれにテレワークのための制度や準備を整

あまり落ち込むことなく，高い状態が維持されていえ，快適で働きやすい環境が出来上がってきたこと

るといえそうである．

があるのであろう．また，テレワーク経験が蓄積さ

緊急事態宣言期間中であるかによって，テレワーれていったことによって，自宅やリモートでの勤務

クの導入率・実施率が変動するというアンケート調の仕方に慣れ，それぞれがテレワークを快適に行う

査の結果は，人流に関する客観データからも裏付けための工夫をしてきたことも考えられる．

られている．個々のスマートフォンから取得できる

その一方で，リクルートワークス研究所（2021）

データを利用して，コロナ禍での人出状況を可視化の調査結果によれば，テレワークの頻度が多くなる

した Agoop（2021）の解析によれば，2020 年１月

につれ，効率が上がる人と，下がる人がともに増え

１日〜現在（2021 年７月 25 日）までの主要エリア

る，すなわち二極化する傾向を指摘している．このの人出状況を見ると，この約１年半の間に，2020

傾向は，テレワークで行いやすい業務内容とそうで

年５月１日（その前後１週間程度）と 2021 年１月

ない業務内容があるという相性の問題や，テレワー

１日に人出が普段より極端に少なくなっている．そクを自分の生活の中に馴染ませることができたのかれだけ最初の緊急事態宣言時の人出は抑制されていといった問題が関わるものと思われる．また，業務たと考えられる．この傾向は，４回の緊急事態宣言

が単純で少量の場合にはテレワークで問題なく対応が適用されている東京の主要駅周辺でも，その他のできていたが，業務が複雑もしくは多量になること

大都市駅，地方駅などでも同様であった．テレワー

によってテレワークでは対応しにくくなるといったクの導入率・実施率は，人出状況同様，社会の受けことも考えられる．いずれの問題も働き手本人だけ止めが反映されたものともいえる．

では解消できないことであると予想され，職場やその一方で，１回目宣言中にテレワークを実施

チーム，家族等と最適解を探していく必要があるでした企業の 1/3 程度は，２回目以降の宣言中はテレあろう．そのためには，テレワークでは対応しにく

ワークを実施しなかったことを示唆する知見も得らい部分を組織の経営層が積極的に把握し，解決策をれている．東京商工リサーチ（2020c, 2020d）では，探ったり，テレワークに伴う課題を職場内や家庭内

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で確認・共有し，対応策を話し合っていくことが必要と思われる．

199

引
 用文献

テレワークの生産性について報告した調査のほとAgoop（2021）．新 型 コ ロ ナ ウ イ ル ス 特 設 サ イ ト

んどは，
現状，
主観的な報告による測定だけに留まっ「新型コロナウイルス拡散における人流変化ている．今後は，客観的な指標をあわせて測定し，の解析」レポート Agoop 2021 年 7 月 25 日．

主観的な指標（生産性や満足度）との関連性を検討<https://www.agoop.co.jp/coronavirus/>

することが求められる．

（2021 年 7 月 25 日）．

5.3 今 後もテレワークは続くのか

後藤学・濵野和佳（2020）新型コロナウイルス感染症流行下でのテレワークの実態に関する調査
動向 INSS…JOURNAL,…27,…252-274.

各種調査において，テレワーク経験者のテレワー

池田朋弘（2020）テレワーク導入の４つの抵抗

クに対する満足度は概して高く，テレワーク継続意

チームコミュニケーションの教科書

向も強い点は一貫している．テレワークの持つメ

ビ出版，p.16.

リットは，時間（勤務時間帯，通勤時間）と空間

マイナ

国土交通省（2019）．平成 30 年度テレワーク人口（会社で働かなければならない）の制約から解放さ実態調査… - 調査結果の概要 -れ，働きやすい時間や働きやすい空間を自分で選べ

2019 年 3 月 28 日．<https://www.mlit.go.jp/

るようになったことにある．それは，テレワークとcommon/001282117.pdf>（2021 年 7 月 24 日）．

いう新たな働き方の登場によって，自分の働きやす

国 土 交 通 省（2020）． 平 成 31 年 度（ 令 和 元 年

い・快適な環境を選択・創造することができるよう度 ） テ レ ワ ー ク 人 口 実 態 調 査… - 調 査 結 果になったことを意味する．テレワークに対する満足の 概 要 -… … 国 土 交 通 省 2020 年 3 月 31 日．

度の高さや継続意向の強さは，それに起因するもの<https://www.mlit.go.jp/report/press/と推測される．
コロナ禍という特殊な状況のもとでテレワークが国土交通省

content/001338554.pdf>（2021 年 7 月 24 日）．
国土交通省（2021）．令和２年度テレワーク人口導入されたためか，緊急事態宣言やコロナ禍が終実態調査… - 調査結果の抜粋 -

わったら，出社することを前提とした「本来」の働

2021 年 3 月 19 日．<https://www.mlit.go.jp/

き方に戻そうという考え方になりがちである．たreport/press/content/001391381.pdf>（2021

だ，それこそがコロナ禍の終焉であるように錯覚

年 7 月 24 日）
．

国土交通省

してはいないだろうか．これまでの働き方（毎朝LINE・厚生労働省（2020a）．第１回「新型コロナ

会社に通勤する，会議室に集まる，出張に出かけ対策のための全国調査」厚生労働省 2020 年…

る，・・・など），１年半前では当然のこととして信4 月 30 日．<https://www.mhlw.go.jp/stf/

じて疑わなかったことが，コロナ禍で急速に変わり

newpage_11109.html>（2021 年 7 月 24 日）．

つつある．アフターコロナの働き方改革では，出社LINE・厚生労働省（2020b）．第２回「新型コロナ

をデフォルトと考えるのではなく，テレワークを対策のための全国調査」厚生労働省 2020

デフォルトと考えるべきという声もある．テレワー

年 4 月 30 日．<https://www.mhlw.go.jp/stf/

クを行うことを大前提にというのは言い過ぎなのか

newpage_11109.html>（2021 年 7 月 24 日）．

もしれないが，元の働き方に戻すのではなく，まずLINE・厚生労働省（2020c）．第３回「新型コロナ

はテレワークを行いやすい環境づくり，という観点対策のための全国調査」厚生労働省 2020に立った経営層の決断と働き手の意識改革が重要と

年 4 月 30 日．<https://www.mhlw.go.jp/stf/

なるであろう．

newpage_11109.html>（2021 年 7 月 24 日）．
LINE リ サ ー チ（2020a）．新型コロナウィルスに 関 す る 調 査 結 果（2020 年 ２ 月 19 日 実施 ）LINE リ サ ー チ 2020 年 2 月 25 日．
<https://research-platform.line.me/archives/…
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INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-4

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report/item/jpsed2021data.pdf>（2021 年 7

24 日）
．

月 24 日）．

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リクルートワークス研究所（2021b）．コロナショッ

ナウイルス対策によるテレワークへの影響

クは日本の働き方を変えるのかに関する緊急調査

態パネル調査2021…臨時追跡調査 リクルート

パーソル総合研究所

全国就業実2020 年 6 月 19 日．<https://rc.persol-group.

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京都 2021 年 5 月 7 日．<https://www.metro.…

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東京都（2021h）．テレワーク実施率調査結果

東東

京都 2021 年 6 月 2 日．<https://www.metro.…

京 商 工 リ サ ー チ 2021 年 6 月 21 日 <https://t o k y o . l g . j p / t o s e i / h o d o h a p p y o / p r e s s /…

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ナウイルスに関するアンケート」調査

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東京都（2021i）．テレワーク実施率調査結果

東京

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-4

都

2021 年 7 月 2 日．<https://www.metro.…

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2021/07/02/09.html>（2021 年 8 月 16 日）．
東京都（2021j）．テレワーク実施率調査結果 東京
都

2021 年 8 月 6 日．<https://www.metro.…

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203

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

204

コロナ禍におけるオンラインコミュニケーションツールの利用状況と利用者の受け止め
Status…for…Usage…of…Online…Communication…Tools…in…the…COVID-19…Pandemic…and……
How…Users…Feel…Towards…Them濵野

和佳（Waka…Hamano）＊1

後藤

学（Manabu…Goto）＊1

要約
コロナ禍がきっかけとなり，テレワークが一気に普及した．テレワークの最大のデメリッ
トは「上司・同僚や顧客とのコミュニケーションの取りにくさ」であった．テレワークでコミュ
ニケーションを取るにはオンラインコミュニケーションツールの使用が欠かせない．そこで本研
究では，オンラインコミュニケーションツールの利用状況，メリット・デメリット，満足度などに関する調査を収集・整理した．主な結果は以下３点であった．（1）コロナ流行後，Web 会議を導入する企業，利用する人が急激に増加した．
（2）オンラインコミュニケーションツール利用の最大のメリットは「時間と距離の削減」，
最大のデメリットは「コミュニケーションの取りづらさ」であった．（3）オンラインコミュニケーションツールの利用頻度が多くなっても，非対面のコミュニケーションに十分に慣れることはなく，その満足度は「ある程度まで満足している」人が最も多かった．オンラインコミュニケーションの満足度が上がるためにはどのような工夫をすればよ
いか検討した．
キーワード…オンラインコミュニケーションツール，Web 会議，ビジネスチャット，対面コミュニケーション，
非対面コミュニケーション

Abstract
Teleworking… has… spread… quickly,… triggered… by… the… COVID-19… pandemic… with… its…
accompanying… restrictions… on… meeting… and… traveling.… The… biggest… demerit… of… teleworking… has…
been… the… difficulty… of… communication… with… co-workers.… Use… of… online… communication… tools… is…
indispensable…dealing…with…this…problem.…We…collected…and…organized…surveys…on…usage…status,…
merits,…demerits,…and…satisfaction…with…online…communication…tools.…The…following…three…points…
were…identified.（1）The…COVID-19…pandemic…has…led…to…an…increase…in,…the…number…of…companies…
introducing…web…conferencing…and…the…number…of…people…who…use.
（2）
The…greatest…merit…of…using…
online… communication… tools… was… savings… in… time… and… commuting… distance,… while… the… biggest…
demerit…was…the…difficulty…of…communication.
（3）
Even…if…online…communication…tools…were…used…
frequently,… workers… were… not… sufficiently… accustomed… to… non-face-to-face… communication,… and…
most…of…them…were…only…“satisfied…to…some…extent”…with…their…usage.…We…examined…what…kinds…of…
measures…should…be…taken…to…increase…the…satisfaction…level…of…online…communication…tools.
Keywords

o… nline…communication…tool,…web…conferencing,…business…chat,…face-to-face…communication,……
non-face-to-face…communication

1. 問
 題

象に緊急事態宣言が発出され，４月 16 日には全国に拡大された．感染者数は増減を繰り返し，現在

新型コロナウイルスは 2019 年 12 月に中国・武漢（2021 年７月）までに緊急事態宣言が４回発出され市で報告されて以降，世界中に拡散し，現在も感染ている．感染拡大防止のため，外出制限や人との接収束は見えない．日本では 2020 年１月 16 日に国内

触制限がされるようになり，コロナ禍以前と比べてで初の感染者が確認され，2020 年２月〜３月にか日常が一変した．

けては連日確認されるようになった．コロナ流行のコロナ禍では，職場への出勤，仕事を通じた人と始まりである．2020 年４月７日に７都道府県を対の接触を制限するためにテレワークが奨励された．

＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

社会システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

205

政府は，2020 年４月７日，７都道府県に発出されとしてどのような傾向にあるのか．また，業種た緊急事態宣言に伴い変更された「新型コロナウイ

別ではどのような傾向にあるのか．

ルス感染症対策の基本的対処方針」において，出勤（3）オンラインツールは，学生のころからソーシャ

者７割削減などの目標を掲げ，テレワークの推進を

ルメディアの使用に慣れている若い世代に受け図った（総務省，2020）．

入れられやすいことが想像できる．果たして年

後藤・濵野（2020）によると，
コロナ流行前（2019

代別ではどのような傾向にあるのか．

年末まで）の企業のテレワーク導入率は２割程度（4）オンラインコミュニケーションツールのメリッであったが，１回目の緊急事態宣言が発出された

ト・デメリットにはどういったものがあるか．

2020 年５月頃には６〜７割程度まで上昇し，国内また，オンラインコミュニケーションに満足しの多くの企業や団体が従業員にテレワークを推奨し
た．

ているか．
（5）
オンラインコミュニケーションツールが会議場

テレワークが一気に普及した中，職場でも対面

面にとどまらず，活用されている事例として，

でコミュニケーションをとる機会が少なくなった．

オンライン商談とオンライン就活の状況はどの

また，感染拡大防止のため，出社をしても対面でのようなものか．

コミュニケーションは控えられるようになった．そ（6）
オ ンラインコミュニケーションと対面でのコ

こで，非対面でもコミュニケーションを取る手段

ミュニケーションの特性の違いにはどのようなとして，Web 会議やビジネスチャットなどのツーものがあるか．

ルが多くの職場内で導入，利用されるようになった．しかしながら，テレワークの最大のデメリット
は「上司・同僚や顧客とのコミュニケーションの取

3. 方
 法

りにくさ」であることがテレワーク経験者への調査

イ ン タ ー ネ ッ ト 上 で コ ロ ナ 流 行 前（2017 年 〜

から指摘されているように（後藤・濵野，2020），2019 年）とコロナ流行後（2020 年〜）のオンライ

オンラインコミュニケーションでは，対面でのやりンコミュニケーションツールについての調査に関すとりのようなスムーズなコミュニケーションが実現る記事，報告書等を収集，整理した．収集にあたっできていない可能性がある．そこで本稿では，職場ては「コロナ禍」「Web 会議」「対面」「オンライン

におけるオンラインコミュニケーションの導入状況

商談」「オンライン就活」「オンラインコミュニケー

や導入形態とともに，オンラインコミュニケーショ

ション」「ビジネスチャット」などのキーワードをンに対する満足度など，実際の働き手がオンライン

複数組み合わせて検索し，ヒットしたもののなかか

コミュニケーションに対してどのような認識を持っら，調査時期や調査対象，調査対象数が概ね明確なているのかにも注目する．

ものを採用した．各調査の調査時期，調査対象，調

2. 目
 的
本稿では，新型コロナウイルス流行前，流行後のオンラインコミュニケーションツールの導入，利用の実態など，以下６点について着目し，各種調査結果を根拠に整理・概観した．

査対象者数については，本文もしくは表１〜８に記
載した．

4. 結
 果
矢野経済研究所（2020）では，テレワーク勤務中の IT ツール利用状況について尋ねており，その種類は Web 会議システム，ビジネスチャットツール，（1）……新型コロナウイルス流行前，流行後では，企業

オンラインストレージ，タスク・プロジェクト管理のオンラインコミュニケーションの利用率，導ツールであった．そのなかでも，とりわけ「利用し入率，利用頻度にどのような変化があったか．

た」という割合が多かったものは，Web 会議シス

（2）
通信環境を整備することや，テレワークで使用

テム 79.2％，ビジネスチャットツール 46.2％であっするパソコンの準備など，オンラインツールのた．テレワーク勤務中に使われる代表的な IT ツー

導入には経費がかかるため，事業規模の大きい

ルは Web 会議システムとビジネスチャットツール

会社ほど導入されやすいと想像できるが，実態であることがうかがえる．そこで，本稿では「オンINSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

206

ラインコミュニケーションツール」という用語を，と会議をすることが多いかなどにも大きく影響され

Web 会議システムとビジネスチャットツールに対る．これらの調査結果だけから過度に一般化するこして使う．

とのないように留意する必要がある．

4.1

W eb 会議の利用率，導入率

続 い て， コ ロ ナ 流 行 後 の Web 会 議 の 導 入 率 について問うたもの３件の結果を表２に整理した．
ダイヤモンド経営者倶楽部（2020）では，「今回

コロナ流行前，コロナ流行後の Web 会議の利用の 新 型 コ ロ ナ ウ イ ル ス に よ り「Web 会 議 シ ス テ

率，導入率を検討するにあたり，Web 会議の使用率，ム」を導入したか」と問うたところ，91.7％の企業

利用率を問うたもの８件の結果を表１に整理した．

が「導入している」と回答した．また，パーソルプ

コロナ流行前後の Web 会議の利用率について，

ロセス＆テクノロジー（2020）では，３ヶ月以上

全国の会社・団体の役員・社員，2,119 名に調査しテレワークを継続している会社員に「Web 会議のた MM 総研（2020）によると，2019 年 12 月末の利導入・整備状況」を尋ねており，「コロナ禍の前か

用率は 44％であったが，2020 年４月末では 63％にら導入，実施されている」と回答した人の割合はまで上昇した．あしたのチーム（2020，2021）では，33.6％，「コロナ禍発生後に導入，実施されている」

コロナ流行途中の 2020 年３月と，流行後の 2021 年

が 53.6％であった．コロナ禍がきっかけとなり，多４月に，テレワーク時の上司／部下のコミュニケー

くの企業が Web 会議を導入したことがわかる．

ション手段を尋ねており，「オンライン会議」と回

freee（2020）では，国内の従業員 300 名以下規答した人の割合は，67.3％から 82.7％に上昇した．

模の経営者，従業員に，従業員規模別に WEB 会議・

一方で，「メール」と回答した人の割合は 87.3％かオンライン会議システムの導入率を尋ねている．従ら 75.7％に，「電話」は 70.0％から 63.7％と，どちら業員が 10 人未満の企業の導入率は 21.2％であったも減少した．オンライン会議はメール，電話に代わが，従業員数が増えるにつれ導入率も増加し，従業るコミュニケーション手段になりつつあることがわ

員数が 100 人〜 300 人未満の企業では 63.4％であっ

かる．

た．テレワーク実施率が企業規模の大小に影響され2021 年４月に調査を行ったクオリティア（2021）によると，テレワークを行うことがある人に「仕事る（後藤・濵野，2020）ことと同様に，Web 会議の導入率も企業規模の影響があることがわかる．

でどのようなコミュニケーションツールを使って以上のことから，その他の要因についても考慮すいるか」と尋ねたところ，「Web 会議」と回答した

る必要はあるものの，コロナ禍をきっかけにテレ人の割合は 76.2％であった．現在ではテレワーク

ワークが普及したことと，対面でのやり取りを控えを行う人々に Web 会議が広く浸透していることがるようになったことにより，Web 会議を利用，導わかる．

入する企業とその従業員が急激に増加したことがわ

なお，表１でまとめた Web 会議の使用率，利用率は，以下３つの要因の影響によって変動するものと推測される．第一に，回答の仕方が複数回答か単一回答であったかがある．当然ながら，複数回答では単一回答よりも値が高くなりやすい．第二に，大都市に限定した調査か，全国を対象とした調査であるかがある．大都市では，地方都市よりもテレワー
クの利用率が高い（後藤・濵野，2020）ため，Web

かる．

4.2 W eb 会議の利用状況
コロナ流行後の Web 会議の利用頻度と，年代別の Web 会議の利用状況について検討した．
4.2.1

W eb 会議の利用頻度

会議の使用・利用率も高くなる．第三に，テレワー
ク経験者への調査か，そうでないかがある．
テレワー
ク経験者に限れば，80% 程度が Web 会議ツールを

コロナ流行後の Web 会議の利用頻度について調査した３件の調査を表３に整理した．

利用しており，経験者に限定した調査のほうが値は

UCHIDA（2020）では，コロナ感染拡大の前と高くなるであろう．加えて，日頃から Web 会議を比べて，WEB 会議の頻度が「増えた」と回答した

よく行うかどうかは，日頃からどのような目的の会

人の割合は 86.8％であった．ブイキューブ（2021）

議に多く出席しているか，どのような関係性の相手

で は，「 増 え た 」 と 回 答 し た 人 の 割 合 が 55.6 ％，2020年5月

東京都，神奈川県，埼玉県，千葉県，大阪府，兵庫県，福岡県の7都道府県のオフィスに勤務する20〜70歳代の男
女

2020年11月27日 月に数回以上「在宅勤務」をしている…
〜11月30日 全国20代〜50代会社員

H1T

アスマーク

率

回答

63%

各コミュニケーション
64.4% ビデオ会議
手段の使用率（MA）※1 MA:複数回答※2 SA:単一回答

あしたの
チーム

仕事でどのようなコ
ミュニケーションツー
362
76.2% WEB会議
ルを使っているか（MA）

全国の従業員数5名以上の企業に勤め
300
あなたがテレワーク中
る正社員で，2020年3月〜2021年3月に管理職： に上司/部下とのコミュ
2021年4月23日 平均週2回以上テレワークをした一般…
150名 ニケーション手段とし 82.7% オンライン会議…
〜4月26日 社員，および同期間にご自身または平一般社員： て使ったものをお答え
均週2日以上テレワークをした部下を…
150名 ください（MA）
持つ管理職，20歳〜59歳の男女

仕事でどのようなコ
ミュニケーションツー
1,000
36.5% WEB会議
ルを使っているか（MA）

860

LINE/SNS12.3％

2019年12月末のWeb会議システムの利用率44%

会社貸与のスマー
63.8% ト フ ォ ン， 携 帯 電
話での通話

─

─

─

─

備考

2020年3月：…オンライン議67.3%…
75.7% 63.7%（…メール87.3%，…
電話70.0%）93.4% 82.9%

76.4% 81.9%

90.8% 80.0% 対面式会議33.5％

─

在宅勤務中，社内・社
ZoomやTeamsなど
外との打ち合わせをど
181
94.3% 外 部 のWeb会 議 シのように行っているか
ステム
教えてください（MA）

─

─

18.1%

テレワーク勤務中のIT
79.2% Web会議システム
ツール利用状況（MA）

Web会議システムの利※2
用率（SA）

─

メール 電話

どのようなツールでコ
1,042 ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン を 43.1% WEB会議システム
取っていますか（SA）

500

2,119

2021年4月6日…
〜4月7日

テレワークを行うことがある人

質問（営業活動の）リモート
ワークではどのような87.7% Web会議ツール
233
ツールを使用していま※1すか（MA）

人数

Web 会議の使用率，利用率

クオリティア

全国の20歳〜50歳の会社員・公務員・
団体職員

2020年6月9日
H1Tユーザー…
〜6月23日リトルソフト 2020年6月1日
現在テレワーク中の中小企業・ベン㈱…
〜6月3日 チャー企業・スモールビジネス従事者

矢野経済
研究所

2020年4月28日
全国の会社・団体の役員・社員
…
〜5月1日

MM総研

調査対象者

マツリカ

調査期間

2020年4月20日 企業の経営者層，営業部門の管理職・…
〜4月24日 マネージャー，営業担当者等

調査主体

表1

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5
207

回答

増えた 86.8％
変わらない 8.7％
コロナ感染拡大の前と比べて，WEB 会
333
減った 2.1％
議の頻度はどうなりましたか？
WEB 会議はしていない 1.8％
わからない・答えたくない 0.6％

質問

コロナ禍発生後に導入，実施されている 53.6％

ブイキューブ 2021 年 4 月

東京都，神奈川県，千葉県，埼玉県のいずれかに居住する，
第 1 回・第 2 回の緊急事態宣言期間中の両方で月 1 回以上の Web 会議を行っていた会社員増えた 55.6％
新型コロナウイルス流行前（2019年以前）
どちらかといえば増えた 24.7％
498 と比べ，流行後に Web 会議の頻度はどどちらかといえば減った 0.6％
うなったか？
減った 1.2％

筑波大学

人数100 〜 300 人未満
N=949
63.4%

流行前
月に 1 回以下 60.0％ （月に 1 回程度，それ以下，全くないの合計）
月に 2 〜 3 回程度 10.0％
週に 1 回以上 23.1％（週に 4 〜 5 回程度，週に 2 〜 3 回程度，週に 1 回程度の合計）
新型コロナウイルスの流行前（2019 年
2020 年 8 月 19 日
コロナ禍に伴いテレワークが導入された企業（17 社）に 有効回答数
1 日 1 回以上 7.0％（1 日に数回，1 日 1 回程度の合計）
10-12 月頃）と流行後（2020 年 4-5 月頃）…
〜 9 月 7 日 勤務する方
4,343
流行後
のオンライン会議の利用頻度
月に 1 回以下 8.3％ （月に 1 回程度，それ以下，全くないの合計）
月に 2 〜 3 回程度 5.3％
週に 1 回以上 41.0％（週に 4 〜 5 回程度，週に 2 〜 3 回程度，週に 1 回程度の合計）
1 日 1 回以上 45.4％（1 日に数回，1 日 1 回程度の合計）

調査対象者

Web 会議の利用頻度

50 〜 100 人未満
N=687

48.8%

87.2%

10 〜 50 人未満
N=107232.9%

コロナ禍の前から導入，実施されている 33.6％

10 人未満
N=909

21.2%

UCHIDA

調査期間

表３

回答

91.7% 導入している率

関東地方でテレワークを導入している従業員 500 名以上の2020 年 7 月 10 日
企業に勤めている 20 〜 59 歳の経営者，役員クラス，本部…
〜 7 月 12 日 長（事業部長）クラス，部長クラスで，経営責任を（一部でも）負う立場にある方調査主体

2020 年 9 月 25 日〜 9 月 29 日

freee

3 ヶ月以上テレワークを継続している
パーソルプロセス＆テクノロジー 2020 年 11 月 20 日〜 11 月 24 日
会社員2020 年 6 月 20 日〜 6 月 23 日

ダイヤモンド経営者倶楽部

各項目について，お勤め先における業務のデジタ
500 ル化に関する取組状況を教えてください（Web 会
議の導入・整備）質問

WEB 会議・オンライン会
4,463
議システムの導入率

人数

国内の従業員 300 名以下規模のスモー
ルビジネスの経営者または，スモール
ビジネスマンに従事する従業員

調査対象者
ダイヤモンド経営者倶楽部会員

調査期間

Web 会議の導入率
今回の新型コロナウイル
621 社 スにより「Web 会議システム」を導入しましたか

調査主体

表２

208
INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5「どちらかといえば増えた」24.7％であり，合わせて 80.3％の人が「増えた」と回答した．
筑波大学（2020）では，コロナ禍に伴いテレワー
クが導入された企業に勤務する人を対象に，新型コ

209

いことがうかがえる．

4.3 W eb 会議のメリット，デメリット

ロナウイルスの流行前（2019 年 10 月 ~12 月頃）とWeb 会議で便利なこと，Web 会議がいい理由，

流行後（2020 年４月〜５月）のオンライン会議のメリット，そして Web 会議で困ること，気になる

利用頻度を尋ねており，コロナ流行前では，オンラ

こと，デメリットなどを整理した．

イン会議を「月に１回以下」利用していると回答した人の割合は 60.0％であったが，流行後では 8.3％

4.3.1

W eb 会議のメリットに減少した．また，「週に１回以上」
23.1％が41.0％に，「１日１回以上」7.0％が 45.4％となり，大きく上昇

Web 会議のメリットについて問うた４件の調査した．流行後の「週に１回以上」41.0％と「１日１のうち，回答割合が高かったものから上位５件まで回以上」45.4％を合わせると 86.4％の人がオンライを表４に整理した．

ン会議を頻繁に利用している結果となった．

メリットであると考える理由として「移動しなく以上のことから，コロナ流行前と比べ，コロナ流ていい」「移動時間や交通費が減る」の回答が上位

行後は約８割の人が Web 会議の利用頻度の増加をを占めた．他に「移動」に関連して，「場所を選ば感じていることがわかる．また，コロナ流行後の利ずにどこからでも参加ができる」「会議室の確保が用頻度も大きく増えていることから，コロナ禍にお不要」などもあった．この結果から，遠方の相手といてのコミュニケーション手段として Web 会議がの会議でも移動時間や交通費がかからず，すぐに会主流となっていることがうかがえる．

議ができることを多くの人がメリットであると感じ

4.2.2 年 代別の Web 会議利用状況ていることがわかる．
続いて，どの調査にも「画面共有ができて便利」
が挙げられている．資料を印刷する手間が省け，会

年代別の Web 会議の利用状況，使いやすさにつ＊2

いてどう感じているかを検討した．

ク オ リ テ ィ ア（2021） で は， 男 女・ 年 代 別 にWeb 会議の利用状況を尋ねており，男性の利用

議の直前まで資料の手入れをすることができるな
ど，オンライン会議ならではの便利な機能である．
このほかに「緊張やストレスがない」「会議が長引かない」という理由が挙げられた．

率 の 高 い 順 で は，20 代 47.2 ％，40 代 44.8 ％，50 代

Web 会議は地方や海外などの遠方の相手でも，

42.4 ％，30 代 38.4 ％， 女 性 で は 20 代 35.2 ％，30 代

移動に伴う交通手段や宿泊先，会議室の予約，移動

29.6％，40 代 28.0％，50 代 26.4％であった．男女と時間などを気にせず開催できる．また，感染予防対

もに 20 代で Web 会議を利用することが多いことが策はもちろんのこと，天候や災害にも影響を受ける

わかる．

心配がない．そして，画面共有によるペーパーレス

Web 会議の「使いやすさ・仕事のしやすさ」に化や会議を録画できるため，議事録の作成が不要とついて年代別に尋ねたアスマーク（2021）では，「となることも考えられる．時間や費用の削減ができ，ても使いやすい」「使いやすい」と答えた割合は，効率化が図れることが大きなメリットであると考え

20 代 55.9％，30 代 56.5％，40 代 46.5％，50 代 41.8％

られる．

であった．20 代，30 代の若い世代では Web 会議を「使いやすい」と感じており，一番割合の低かった

4.3.2

W eb 会議のデメリット

50 代と比べて約 15 ポイントもの差があった．
若い世代では利用率が高いことから，使い方に慣Web 会議のデメリットについて問うた７件のれているため使いやすいと感じている人が多く，年調査のうち，回答割合が高かったものから上位５件代が上がると利用率が低いため使い方に慣れていなまでを表５に整理した．

＊2… お，ここで取り上げる調査では，使いやすさのソフトによる違いは考慮されておらず，Web 会議の一般的な使いやすさについてな尋ねている．

調査期間

質問項目

1

3

4

調査期間

2020 年 8 月 19 日…
〜9月7日

2020 年 9 月 1 日〜…
9 月 15 日

6 筑波大学7 ビズヒッツ

J.DPOWER 2020 年 7 月中旬〜
ジャパン
…
8 月中旬

4 イード

5

2020 年 6 月 30 日
…
〜7月6日

3 H1T

（不明）

2020 年 6 月 9 日〜…
6 月 23 日

2 EEC

1 インフィニ （不明）

調査主体

人数

Web 会議のデメリット

質問項目
1
WEB 会議で困ること， 31％
インフィニ社員（不明） ストレスに感じている 反応がことは何ですか（SA) わかりづらい
16.8％
Web 会議・テレビ会議
接続トラブルが起企 業 経 営 者， 会 社 員，
117
で気になることはあり
フリーランス・自営業（n＝285）き る（ 画 像， 音 声
ますか（MA)の途切れなど）72.1％
WEB 会 議 の デ メ リ ッ 会議の空気や細かH1T ユーザー
181 ト を 教 え て く だ さ い い ニ ュ ア ン ス， 相（MA)
手の表情が読み取
りにくい
20 〜 59 歳 男 女， 有 職
58.1％
WEB 会 議 で 困 る こ と者， 月 に 1 回 以 上 仕 事
1,010
発言のタイミング（MA)で Web 会議をする人がつかみづらい1501 社から 1965 件
WEB 会 議 シ ス テ ム をWEB 会 議 シ ス テ ム 利 35％※…１ 回答企業から最大導入している全国の従用 中 の 問 題・ 不 具 合 音声が聞き取りに
２ つ の WEB 会 議 シ
業員数 50 名以上の企業（MA)
くい
ステムの評価を聴取
86.7％
コロナ禍に伴いテレオンライン会議の問題 相手の表情やしぐ
ワークが導入された企 有効回答数…
4,343
（MA)
さなどが分かりに業に勤務する方くい
52.2％
WEB 会 議 を し た こ と
527 WEB 会 議 で 困 っ て い
音声や映像のがる全国の男女（n＝448） ること（MA)
不具合

調査対象者

表５

―

5
4％
相 手 の 話している
内容が分かりづらい
9.4％
環境を用意することが難しい（静かな場所，背景など）

72.9％
72.8％
積 極 的に発 言 する 相 手 がど のくらい人とそうで な い 人 内 容を理 解 できてがはっきりわかれる いるかが分かりくい
9.1％
5.5％
背景や顔映りがWEB 会議ツールを気になる使いこなせない13％
14％
ビデオと音声のタ 音声が聞こえない
イミングがズレる / 声が届かない

33.5％
18.9％
話を聞くのに集中 発言者が誰なのか
力がいる
分かりづらい

―

11.5％
10.1％
相手の感情や気持
発言しづらいちがわかりづらい
12.2％
雑音が気になる

62.2％
45.9％
音質 / 画質がネット環 会議の内容が外に境などに影響を受ける 漏 れ な いよう，対ため，会議の進行が 面時以上にセキュ妨げられることがある リティ対策が必要
42.0％
38.7％
相手の表情を読み 相手の音声が聞き
とりづらい
づらい
26％
17％
途 中， 接 続 が 切 れ 画面共有が遅延す
る（ つ な が ら な く る（ タ イムラグが
なる）
ある）
85.8％
76.4％
参加者がどう反応
場の雰囲気がしているのかが分
つかみづらい
かりにくい
16.9％
15.1％
話すタイミングが 反応がわかりづら
難しい
い／伝わりにくい

3
4
25％
8％
発言のタイミング 背景や顔映りががつかみづらい
気になる2
27％
音声や映像の不具合―

4 ビズヒッツ

5.1％
画面共有ができて便利

53.3％2020 年 9 月 1 日〜 WEB 会議をしたこと
527 WEB 会 議 が い
移動…
9 月 15 日 がある全国の男女（n＝251） い理由（MA)
しなくていい3 SB…C&S
13.5％
9.1％
緊張やストレス 会議が
が少ない
長引かない

ビデオ会議には
80.0％
42.8％
40.3％
39.5％
37.8％
どのような利点
移動時間や交通 無駄な会話が減 会議室の確保が 会議時間が短縮 会議資料の共有400があると感じま
費が減る
る
不要
される
が簡単
すか（MA)――

5

20 〜 69 歳の仕事でビ2020 年 7 月 11 日〜 デオ会議システムを…
7 月 13 日 利用する機会がある
男女

36％
10％
9％
画面共有ができ 緊張やストレス 会議が
て便利
が少ない
長引かない

2

2020 年 6 月 9 日〜
H1T ユーザー…
6 月 23 日

WEB 会 議 で 便 44％（不明） 利なことは何で 移動
すか（SA)
しなくていい人数

2 H1T

インフィニ社員

調査対象者

Web会議のメリット

70.3％
86.6％
メールでの事 前
83.1％
87.8％
会議に出席する
WEB 会 議 の メ
設 定 が 簡 単 で， 送付や画面上で場所を選ばずにための移動時間
181 リットを教えて手軽にすぐ始め の資料共有など
どこからでも参が減り，交通費ください（MA)により，資料印刷られる
加ができるも削減できる
費が削減される

1 インフィニ （不明）

調査主体

表４

210
INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

211

デメリットであると考える理由として「音声や映の会議形態について尋ねたところ，「対面会議はな像の不具合」の回答が，ほぼどの調査でも上位を占く常に Web 会議／ビデオ会議」と答えた人の割合

めた．テレワークで通信環境が整っていないなどのは 6.3％から 38.1％に増加，「出社日に対面会議」は要因で不具合が発生することが考えられる．
しかし，

21.3％から 3.2％に減少した．コロナ流行後では人と継続調査を行っているパーソル総合研究所（2020a，の接触を減らすために，対面会議の機会は減ってい2020b，2020c）では，全国の就業者約２万人を対ることがわかる．

象に調査を実施しており，2020 年４月の調査では，

アスマーク（2021）では 2020 年 11 月に，月に数

テレワークにおける課題として，「遠隔会議のシス

回以上在宅勤務をしている人を対象に行った調査にテムが使いにくい」と答えた人の割合は 35.2％でおいて，「週に１回以上対面会議している」と答えあったが，５月では 29.4％，11 月では 24.4％にまでた人の割合は 33.5％であった．同調査では，「週に低下した．また，「自宅のインターネット環境が不

１回以上ビデオ会議をしている」人が 64.4％いるこ安定」と回答した人の割合は，４月 31.5％，５月とが示されており，３密を防ぐため対面での会議は28.8％，11 月 26.2％であった．同様に，日本生産性控えられてきていることがわかる．

本部（2020, 2021）では、20 歳以上の雇用者 1,100

企業の人事責任者，担当者を対象に調査を行っ名を対象に継続調査を行っており「Web 会議などた HR 総研（2021）では，2021 年１月に社内コミュのテレワーク用ツールの使い勝手」が課題である

ニケーションで利用頻度の多い手段を従業員規模別と答えた人の割合は，2020 年５月では 32.1％，2021に調査しており，対面会議では従業員数が 1,001 名

年４月では 25.1％であった．Web 会議を使用する頻以上の企業で 44％，301 〜 1,000 名で 73％，300 名以

度が増え，利用者が使い方に慣れてきたことに加え，下で 64％であった．大企業の対面会議の利用頻度

インターネット環境や Web 会議ツールの改良が技が低い理由として考えられることは，大企業では会術的に進んできたことが背景にあると推測される．

議への参加者が多くなりがちなため，密を避けて対デメリットに関するそれに続く理由としては面会議を開かないようにしていること，大企業では「反応がわかりづらい」「発言のタイミングがつかみ

Web 会議を行うための機器・体制が整っているのづらい」「背景や顔映りが気になる」などコミュニ

で，Web 会議を積極的に活用しているなどの理由

ケーションに関わる回答が多く挙げられた．パーソが推測される．

ル総合研究所（2020a，2020b，2020c）によると，「非対面のやりとりは相手の気持ちがわかりにくく

4.4.2 対
 面会議のメリット

不安」と答えた人の割合は，2020 年４月の調査では 39.2％，５月では 32.2％，11 月では 34.2％であっビズヒッツ（2020）では，対面会議と Web 会議

た．非対面のやり取りの感じ方に関しては，オンラ

ではどちらがいいかと尋ねた質問で「対面会議がいイン会議に慣れてもあまり大きな変化がないことがい」と回答した人の割合は 52％，
「WEB 会議がいい」

わかる．

48％であった．同様の質問で，インフィニ（2021）

4.4 対
 面の状況
コロナ禍で対面会議の頻度はどう変化したか，…
また対面会議のメリットを検討した．
4.4.1 対
 面会議の頻度

では，対面会議 46％，WEB 会議 54％であった．対面会議と Web 会議の好みは拮抗していることがわ
かる．更にビズヒッツ（2020）では，対面会議のほうがよいと思う理由を尋ねており，「意思疎通しやすい」と回答した人の割合が 63.0％，「WEB 会議は不具合が生じる」24.2％，「発言や議論をしやすい」
17.0％，「資料や現物の共有ができる」3.9％であった．
対面会議では多くの人が意思疎通しやすいと感じて

キーマンズネット（2021）では，コロナ流行初

いることがわかる．

期である 2020 年１月とコロナ流行後の 2020 年 12 月

20 代を対象とした調査を行った学情（2020c）でに行った調査において，テレワーク制度導入済みのは，同僚とのコミュニケーションにおいて「対面」

企業に対し，出社を中心に勤務している人とテレと「オンライン」どちらが好ましいかを尋ねており，ワークを中心に勤務している人が会議を実施する際「対面」「どちらかといえば対面」と回答した人の割212

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

合は合わせて 66.4％，「どちらかといえばオンライ

いえば満足している」と答えた人の割合が多い．こン」「オンライン」では 15.4% であった．同僚とのれは，オンラインコミュニケーションに不満もある

コミュニケーションは「対面」が好ましいと回答しが，Web 会議を行うことのメリットが大きいことた人が多いことがわかる．また，上司とのコミュニを認めているため，ある程度まで満足しているといケーションにおいても尋ねており，
「対面」
「どちら

う結果であることがうかがえる．

かといえば対面」は合わせて 50.9％，「どちらかといえばオンライン」「オンライン」では 23.5％であった．上司とのコミュニケーションでも約半数の人が「対面」が好ましいと回答した．

4.6 オ
 ンライン商談
新型コロナウイルス感染症対策として，人と対面

同調査では，同僚と対面でのコミュニケーション

で接するのが控えられる中，社外の人とのオンライが好ましい理由として，「直接のほうがコミュニケー

ンコミュニケーションに特化した営業活動についションを取りやすい」「，顔を合わせて話したほうが，て検討した．エン・ジャパン（2021a）が 2020 年 10

仕事を進めやすいと思う」，「画面越しよりも，直接

月〜 11 月の間に「人事のミカタ」を利用している

話したほうが良い関係を築くことができる」などが企業 374 社に対して行った調査によると，オンライ

挙げられた．上司と対面でのコミュニケーションがン商談を導入している企業の割合は 65％であった．

好ましい理由では，「顔をみて話したほうが，上司

業種別では，「IT・インターネット関連」92％，「広告・がどう思っているか感じ取りやすい」「直接話した出版・マスコミ関連」85％，「コンサル関連」83％

ほうが，真剣さや熱意も伝わると思う」などが挙げなどで導入率が高かった．一方で，「不動産・建設られた．上司よりも同僚との間で対面でのコミュニ関連」45％，「流通・小売関連」42％，「金融関連」

ケーションが選ばれていることを考えると，緊張を25％などでは導入率が低かった．オンライン商談の強いられない相手との間のコミュニケーションで，導入もテレワークの導入と同じように（後藤・濵野 ,…

より対面が好まれやすいものと推測される．

2020），業種によって向き，不向きがあることがわ

この結果を受けて学情（2020c）は，「相談」などかる．

の双方向のコミュニケーションは対面で行いたいも

ファストマーケティング（2020）が 2020 年５月のの，スピードが求められる「報告」などは Webに事前調査で現在の職種が営業と回答した 20 代〜

会議システムや社内チャットも有効活用したいとい

50 代の男女 240 名に対して行った調査では，年代別う意向も伺えるとしている．

にオンライン商談の実施状況を尋ねており，
「オン

4.5 オ
 ンラインコミュニケーションの
満足度
Web 会議について満足しているかどうかを問う
た調査について検討した．ダイヤモンド経営者倶

ライン商談を行っている」「ときどき行っている」と回答した人の割合は，20~29 歳では 41.7％，30 〜
39 歳 36.7 ％，40 〜 49 歳 36.6 ％，50 〜 59 歳 25.0 ％ であった．調査結果から，若い世代ほど実施率が高く，年代が上がるにつれ実施率が下がっていることがわ
かる．

楽部（2020）では，「Web 会議システム 」につい学情（2020a）が 2020 年６月に 20 代専門転職サイて満足していますか」と問うたところ，「満足して

ト「Re 就活」へのサイト来訪者のうち「営業職経いる」と回答した企業の割合が 30.6%，「どちらか験者」120 名に行った調査では，希望する営業スタと言えば満足している」60.2% であり，合わせてイルを尋ねており，「対面商談」「どちらかと言えば90.8% の企業が「満足している」と回答した．同じ

対面商談」と回答した人の割合は合わせて 69.4％，

く筑波大学（2020）でも，「非常に満足している」「オンライン商談」「どちらかと言えばオンライン商

8.9%，「満足している」29.9%，「どちらかといえば談」では合わせて 30.6％であった．20 代の営業職経満足している」38.3％であり，合わせて 77.1％の人

験者ではオンライン商談より対面商談を希望する人

が「満足している」と回答した．Web 会議でのコが多いことがわかる．

ミュニケーションを多くの人が満足していることが同調査で対面での営業を希望する理由を尋ねわかる．しかし，筑波大学（2020）の調査結果でもており，「オンライン商談では表情がわかりにく指摘しているとおり，どちらの調査も「どちらかといから」と回答した人の割合は 43.2％，「オンラ

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

213

イン商談ではコミュニケーションが難しいから」

利 用 す る，2022 年 に 卒 業 予 定 の 大 学 生， 大 学 院

42.1％，「オンライン商談を実施したことがないか

生，650 名のうち，既に内定を取得している学生にら」30.5％，「お客様から対面の方が好評だから」「内定先企業はどのような選考方法の企業でしたか」

25.3％などであった．オンラインでの営業を希望すと尋ねたところ，「内定までの全プロセスがオンラる理由では，「移動時間を削減できるから」52.4％，

イン完結する企業のみだった」52％，「内定までの「アポイントの時間を調整しやすいから」47.6％，

全プロセスがオンライン完結だった企業と，対面選「感染症や熱中症などのリスクを抑えられるから」考が含まれる企業の両方があった」29％，「内定ま

42.9％，「オンラインでできることが分かったから」でのプロセスで対面選考が含まれる企業のみだっ

40.5％，「対面と変わらず商談できるツールがある

た」19％であった．コロナ禍ということはあるが，から」23.8％，「アポイントの件数を増やせるから」一次選考から最終選考までオンラインで完結してい21.4％などであった．

る内定者が半数であったことがわかる．

ベルフェイス（2020）が 2020 年４月〜５月の間

次に，オンライン就活のメリットについて問うたに行った調査では，７都道府県（東京，神奈川，埼３件の調査のうち，回答割合が高かったもの上位５

玉，千葉，大阪，兵庫，福岡）在住の企業の経営者層，件を表６に整理した．

営業職 1,000 名に「営業のどのフェーズでオンライ「交通費を節約できる」「移動時間を節約できる」

ン商談を行っていますか」と尋ねており，「既存顧という理由が，いずれの調査でも上位を占めた．ま客へのフォロー」と回答した人の割合は 44.6％，「新た，学情（2020b）の調査では欄外の結果であった

規顧客との２回目以降の商談」31.2％，
「新規顧客

が，
「地方・地元の企業など遠方の企業にも参加でとの初回商談」16.2％，「既存顧客へのアップセル・きる」27.4％や，「遠方の企業にも応募しやすい」

クロスセル提案」13.3％，「新規顧客との契約」9.4％（ZENKIGEN，2020）「遠方でも受けやすい」（MMDなどであった．
「既存顧客へのフォロー」が一番多研究所，2021）という回答が挙がっていた．他にも，いことから，すでに信頼関係が構築されている顧客「複数の企業の説明会や面接を受けることができる」との間ではオンライン商談は効率的に進むと思われという回答がいずれの調査でも挙げられていた．オる．一方で「新規顧客との契約」「新規顧客との初

ンライン就活のメリットにおいても，他のオンライ回商談」では，信頼関係が構築されていないためか，

ンコミュニケーションのメリットと同じく，時間やオンライン商談ではあまり利用されていなかった．

距離などの効率化を感じていることがわかる．
続いて，オンライン就活のデメリットについて問4.7 オ
 ンライン就活

うた３件の調査のうち，回答割合が高かったもの上

4.7.1 就 活生を対象にした調査の雰囲気が分かりにくい」が上位を占めた．その他

位５件を表７に整理した．いずれの調査でも「会社に，「相手の声や表情を確認しづらい」「言いたいこ新型コロナウイルス感染防止の影響で就職活動にとや熱意を伝えにくい」「会話のテンポが合わない」

おいてもオンライン化が進んでいる．学情（2020b）など，コミュニケーションに係るものが多かった．

で は，2021 年 卒 学 生 に「Web セ ミ ナ ー・Web 面

就職するにあたって，会社の雰囲気が分からないこ

接に参加したことはありますか」と尋ねたとことは不安であり，直接自分の目で見て確かめたい

ろ，「はい」と回答した人の割合は 74.0％であった．

と考える人が多いと思われる．その他に，「部屋のZENKIGEN（2020）では，2021 年３月末卒業予定

中が映り込んでしまう」「通信環境が整っていない」の就活生に「（2020 年３月以降）あなたが受けた面なども，どの調査にも挙げられていた．

接の開催方法についてお聞かせください」と尋ね

就活生は就職活動においてオンライン，対面のどたところ，「オンライン面接のみ」19.5％，「対面面

ちらを好むのかを調べた．オンライン就活経験者の接とオンライン面接の両方」52.0％であり，オン

学生の男女 329 人に対して調査を行った MMD 研究

ライン面接を経験した人は約７割であったことが所（2021）では，「オンラインでの就活が普及してわかる．

ほしい」と回答した 281 人に，「オンラインで行っ

エン・ジャパン（2021b）では 2021 年５月に行ってほしい就活イベント」を尋ねたところ，「説明会」

た調査で，同社が運営する就活サービスサイトを

78.3 ％，「 １ 次 面 接 」54.4 ％，「 筆 記 試 験 」52.0 ％，

2

3

4

5

2

3

4

5

予 備 調 査： 全 国 の
37.7％
予備調査…
35.9％
35.6％
33.4％
15 歳 〜 25 歳 の 学 生
52.6％
2021 年 2 月 15 日
4,875 オンライン就活のデ
会話のテンポ部 屋 の 中 が 電波が途切れ 自宅の物音がの男女
会社の雰囲気3 MMD 研究所…
〜 2 月 25 日
本調査… メリット
が合わないこ本調査：オンライン
がわかりにくい
映ってしまう てしまう
入ってしまう
329
とがある
就活経験者

2 ZENKIGEN

1

39.3％
44.5％
43.9％
43.6％
企業説明会や面接を 57.8％
オンラインで参加す 企 業 や 社 員 の 相 手 の 声 や 表 背 景 に 部 屋 が 通 信 環 境 や 端 言 い た い こ と
1,030
るデメリットをお聞 雰 囲 気 が 分 か 情 を 確 認 し づ 映 り 込 ん で し 末 を 揃 え る 必 や 熱 意 を 伝 え
らい
まう
要がある
づらい
りにくい
かせください質問項目

2020 年 9 月 11 日 2021 年 3 月末卒業予…
〜 9 月 17 日 定の就活生

人数

1 学情

調査対象者

67.0％
42.2％
36.7％
27.1％
19.0％
画面越しだと、 画面越しだと、
Web セミナー・Web
Web 面接時に、 質 問 す る タ イ Wi-Fi などの通991
企業や社員の 言いたいこと
面接のデメリット
部屋が映り込 ミングがつか 信環境が整っ雰囲気が分か や熱意を伝え
んでしまう
みにくい
ていない
りにくい
にくい

調査期間

オンライン就活のデメリット

46.8％
34.7％
53.5％
47.7％
新型コロナウイ受ける会社の数
遠方でも受けや 時間の都合がつルスに感染する
が増える
すい
けやすい
リスクが減る

就職情報サイト「あ2020 年 6 月 17 日
さ が く ナ ビ 2021」…
〜 6 月 29 日
へのサイト来訪者

調査主体

表７

予備調査：全国の予備調査
15 歳〜 25 歳の4,875 オンライン就活の 64.4％
2021 年 2 月 15 日
学生の男女
3 MMD 研究所
本調査
メリット
移動がない
…
〜 2 月 25 日
本調査：オンライ329
ン就活経験者

2020 年 9 月 11 日 2021 年 3 月 末 卒 業…
〜 9 月 17 日 予定の就活生

12 ZENKIGEN

質問項目

49.9％
企業説明会や面接 74.2％
58.4％
1 日のうちに複 37.8%
63.4％
をオンラインで参 移動時間や交通感染症のリスク 遠方の企業にも 数の企業の説明 学業と就職活動
1,030加するメリットを 費・宿泊費を節
応募しやすい会や面接を受け を両立しやすいがない
お聞かせください 約できるることができる

人数

1 学情

調査対象者
31.2％
62.5％
79.3％
75.9％
56.3％
直接訪問よりも
Web セ ミ ナ ー・
好きな時間に視991
交通費を節約で 移動時間を節約
感染症のリスク 多くの企業のセWeb 面 接のメリット
聴することができる
できるなく参加できる ミナーに参加で
きる
きる

調査期間

オンライン就活のメリット

就職情報サイト2020 年 6 月 17 日 「 あ さ が く ナ ビ…
〜 6 月 29 日 2021」へのサイト
来訪者

調査主体

表６

214
INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

215「 自 己 PR な ど の エ ン ト リ ー 選 考 」46.6 ％，「２〜で実施する可能性」について問うたところ，「すで３次面接」35.9％，「グループディスカッション」にオンライン面接のみで実施した」57％，「オンラ

21.0％，「最終面接」17.4％であった．

イン面接のみで実施予定」６％，「対面型の面接も説明会や面接はオンラインと対面のどちらを希望実施する予定」28％，「検討中」９％であった．オ

するかを就活生に対し尋ねた ZENKIGEN（2020）

ンライン面接を実施している企業では，最終面接まの調査では，最終選考は「対面が良い」「どちらかでオンラインで実施した企業が６割近くあることがと言えば対面が良い」と回答した人の割合は合わ

わかる．

せて 73.4％，「どちらかと言えばオンラインが良い」

エン・ジャパン（2020a）が 2020 年５月〜６月の「オンラインが良い」では合わせて 10.6％あった．

間に同社が運営する求人支援サービスを利用して

上記２つの調査結果より，説明会，１次面接，筆いる企業 935 社に対して行った調査で，「オンライ

記試験，自己 PR などのエントリー選考については

ン面接をしたことがあると」回答した企業に，今約半数の就活生がオンラインで行われることを好ん後，積極的にオンライン面接を実施していきたいか

でいるが，最終選考については約７割の人が対面をと問うたところ，「したい」「どちらかといえばした

希望していることがわかる．

い」と回答した企業の割合は合わせて71％であった．

また，ZENKIGEN（2020）では企業説明会や面多くの企業が今後もオンライン面接を実施していき接を対面で参加するメリットを尋ねており，「会社たいと考えていることがわかる．また，今後，積極の雰囲気を確認できる」69.0％，「直接会って話し的にオンライン面接を実施していきたい理由では，たほうが話しやすい」57.1％，「会社の場所や環境「来社による日程調整の手間が省けるので，採用まを確認できる」55.3％，「人柄や熱意を伝えやすい」

での時間短縮に繋がる」「地方など，遠方の求職者

51.5％であった．対面であると雰囲気をつかむこととの面接機会ができる上，交通費の負担がないのはや気持ちを伝えることが可能だと考えている人が多メリット」などの意見が挙げられた．

いことがわかる．
4.7.2 企 業を対象にした調査

他方，エン・ジャパン（2020b）が 2020 年７月〜８月の間に 454 社に対して行った調査では，オンラ
イン面接を導入している企業に，オンライン面接の感想で「不満足」「どちらかといえば不満足」と

エン・ジャパン（2020a）では，2020 年５月〜６

回答した理由を問うたところ，「画面越しで評価が月の間に行った調査で，求人支援サービス「engage」

しづらい」92％，「直接会ってみたら応募者の印象を利用している企業 935 社に「オンライン面接をしが違った」47％，「回線トラブルがあった」39％，

たことがあるか」と問うたところ，「ある」と回答「求職者・企業側の一方がネットに不慣れだと難しした企業は 26％であった．業種別では「IT・イン

い」33％，「面接を録画されたり，データ流出リス

ターネット関連」が一番多く 58％，
「広告・出版・

クがある」19％などであった．

マスコミ関連」43％，「コンサル関連」33％であった．

以上のことより，メリットについては「交通費・一方で，一番割合の低かった企業は「不動産・建設

時間の節約」「遠方の企業（求職者）との面接の機関連」「サービス関連」21％であった．

会がもてる」など，就活生と企業で同じ内容を挙げ

HR 総研（2020）では，2020 年６月〜７月の間にていることがわかる．また，デメリットについても上場企業・未上場企業の採用担当者を対象に行った

多くの就活生が「画面越しでは会社の雰囲気が分か

調査で，面接を実施している企業における「現在のりにくい」「言いたいことや熱意を伝えにくい」と面接選考の実施状況」について問うており，「オン

感じており，
企業側も「画面越しで評価がしづらい」

ライン面接のみを実施している」19％，「オンライと感じていることから，双方同じ内容をデメリット

ン面接の他，対面での面接も実施している」34％，

であると感じていた．

「対面での面接のみを実施している」27％，「面接選
考は終了した（オンライン利用あり）
」10％，
「面接
選考は終了した（オンライン利用無）」10％であった．さらに「オンライン面接を実施している／実施
した」と回答した企業に「最終面接までオンライン

4.8 W eb 会議での顔出しの有無
Web 会議の際に画面に自分の顔を映しているかどうかについて検討した．

216

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イ ン フ ィ ニ（2021） で は，WEB 会 議 の 際「 ほ30.6％などであった．一方で，嬉しいと回答した4.3％

とんどの場合出している」と回答した人の割合はの人の理由は「表情の改善ができるから」78.6％，

40％，「出すことが多い」14％，「出さないことが多「美意識が上がるから」35.7％，「自分の外見に自信

い」14％，「ほとんどの場合出さない」15％であっがあるから」14.3％などであった．約半数の人が画た．イード（2020）では，「ほとんどの場合出して面越しに自分の顔が見えることを嫌だと感じておいる」32.2％，「出すことが多い」15.1％，「出さな

り，嬉しいと感じている人はごくわずかであること

いことが多い」15.7％，「ほとんどの場合出さない」

がわかる．

22.1％であった．約半数の人が Web 会議の際に画

マーケティングアプリケーションズ（2020）が面に自分の顔を映していることがわかる．同調査で2020 年 10 月に全国の 20 〜 59 歳女性会社員 400 人をは，テレワーク実施状況別の「Web 会議の際の顔対象に行った調査で，「オンライン会議時，画面に出しの状況」
についても尋ねている．
「毎日テレワー

映る自分の顔にネガティブな印象を感じたことがあクをしている人」でほとんどの場合出している人るか」と尋ねたところ，「表情が暗く見える」42％，

は 19.4％，「半々くらいテレワークを実施している「シワやたるみが目立つ」38％，「不健康そうに見え人」29.2％，「毎日出勤している人」40.4％であった．

る」31％などの回答があった．一方で，「特にない」

Web 会議で顔を映す，
映さないは，
自宅から参加（毎と答えた人の割合は 11％であり，多くの人が容貌

日テレワーク）の人は顔を映している人の割合が少を気にしていることがわかる．

なく，職場から参加（毎日出勤）の人は顔を写す割合が高いことがわかる．
産労総合研究所（2020）が 2020 年８月に 20 〜 60

4.9 ビ
 ジネスチャットツール

代の男女 200 人を対象とした調査の中で，オンラ

オンラインコミュニケーションで利用される

イン会議に参加したことがあると回答した 53 人に，ツールとして，Web 会議システムの他にビジネス「モニターに自分の顔が映ることを，どう感じていチャットツールがあるが，その中で代表的なもの

ますか」と尋ねたところ，モニターに自分の顔が映には Slack,…Chatwork,LINEWORKS,…Google…Chat,…

るのは「いやなことだと思う」「どちらかというとMicrosoft…Teams などが挙げられる（池田，2020）．

いやなことだと思う」と答えた人の割合は合わせてビジネスチャットの導入率，使用率，利用率につ

66.0％，「いいことだと思う」「どちらかというといいて問うた調査 11 件を表８に整理した．

いことだと思う」では合わせて 34.0％であった．なコロナ禍以前のビジネスチャットツールの導入

お，男女別の集計では，
男性の「いやなことだと思う」

率は，2017 年２月に調査を行った伊藤忠テクノソ「どちらかというといやなことだと思う」は 55.1％，

リューションズ（2017）によると，28.1％であった．

女性では 79.2％であった．また，男性の「いいこと2018 年 12 月に調査を行ったサイバーソリューショだと思う」「どちらかというといいことだと思う」

ンズ（2019）では導入率は 33％であり，コロナ禍

は 44.8％，女性では 20.9％であった．このことから，

以前では約３割程度の企業がビジネスチャットを導

男性はモニターに顔が映ることには女性ほど抵抗感入していたと考えられる．また，コロナ流行後に調がないことがわかった．

査を行ったキーマンズネット（2020）では 54.3％，…
ランクアップ（2020）が 2020 年 10 月に発表した，

マネジー（2021）では 39.2％であった．更にマネジー

20 〜 60 代 の 働 く 男 性 323 人 を 対 象 と し た 調 査 結（2021）では，導入していると回答した人に，導入果によると，「画面をオンにしてオンライン会議

時期はいつ頃かと尋ねており，「コロナウイルスのをする際，画面越しに自分の顔が見えることにつ

流行より前から導入していた」と回答した人の割合

いてどう思うか」と尋ねたところ，
「嫌だ」
「どち

が 78.1％，「コロナウイルスをきっかけに導入した」

らかというと嫌だ」と答えた人の割合は合わせて21.9％であった．ビジネスチャットを導入している

48.6％，「嬉しい」「どちらかというと嬉しい」では企業ではビジネスチャットがコロナ流行前から導入

合わせて 4.3％，「どちらでもない」47.1％であった．

されており，コロナ禍の影響はあまりなかったこと

また，嫌だと思う理由を尋ねたところ，「表情が気がわかる．一方で，２割の企業はコロナ禍を機に導になるから」44.6％，「自分の外見に自信がないか入していることから，コロナ禍がより利用者を増やら」43.3％，「大きさなど顔の輪郭が気になるから」すきっかけになった（マネジー，2021）ことがうか回答

ビジネスチャットツールの導入率
（MA）
33%

1,042

2020 年 5 月

2020 年 6 月 1 日〜 現 在テレワーク中の中小 企 業・ベン…
6 月 3 日 チャー企業・スモールビジネス従事者

矢野経済研究所

リトルソフト㈱

─

─

─

96%

─

率

仕事でどのようなコミュニケーショ
20.2% ビジネスチャット 76.4% 81.9%
ンツールを使っているか（MA）
仕事でどのようなコミュニケーショ
43.9% ビジネスチャット 93.4% 82.9%
ンツールを使っているか（MA）

1,000
362

全国の20歳〜50歳の会社員・公務員・
2021 年 4 月 6 日〜 団体職員…
4月7日
テレワークを行うことがある人

全国の従業員数 5 名以上の企業に勤め る 正 社 員 で，2020 年 3 月 〜 2021
300
年 3 月に平均週 2 回以上テレワーク 管理職：…
あなたがテレワーク中に上司 / 部下
2021 年 4 月 23 日をした一般社員，および同期間にご150 名 とのコミュニケーション手段として 52.0% チャット /SNS…
〜 4 月 26 日
自身または平均週 2 日以上テレワー 一般社員：… 使ったものをお答えください（MA）
クをした部下を持つ管理職，20 歳
150 名〜 59 歳の男女クオリティア

あしたのチーム

各コミュニケーション手段の使用率（MA）

63.4% チャット

勤務日すべてテレワーク
している人でビジネスチャットを利用していな
いユーザー 13.3％

週 1 回以上テレワークをしている人でビジネスチャットを利用していな
いユーザー 30.7％

LINE/SNS12.3％

備考2020 年 3月：チャット43.3％
75.7% 63.7% （…メール 87.3%，…
電話 70.0%）

90.8% 80.0% 対面式会議 33.5%680

─2020 年 11 月 27 日 月に数回以上「在宅勤務」をしてい…
〜 30 日 る全国 20 代〜 50 代会社員

─

アスマーク

勤務日すべてテレワークしている人
でビジネスチャットを利用している 22.8%
ユーザー（SA）

2,262

1,669 人593 人

─2020 年 10 月 19 日 ビジネスチャット利用者…
…
〜 10 月 23 日 ビジネスチャット利用者…

─

─

─

─

─

─

95%

─

率

Chatwork

週 1 回以上テレワークをしている人
でビジネスチャットを利用している 51.7%
ユーザー（SA）

─

どのようなツールでコミュニケー
25.3% ビジネスチャット 18.1%
ションを取っていますか（SA）

テレワーク勤務中のITツール利用状況
46.2% ビジネスチャット（MA）（営業活動の）リモートワークではどの…
66.8% チャットツール
ようなツールを使用していますか（MA）

電話やメール以外のコミュニケー
ション手段として，業務でビジネス
54.3% 導入している
70
チャットやメッセージアプリなどを導入しているか（SA）

500

東京都，神奈川県，埼玉県，千葉県，大阪府，兵庫県，福岡県の 7 都道府
県のオフィスに勤務する 20 〜 70 歳
代の男女

233

2020 年 4 月 20 日
企業の経営者層，営業部門の管理職・…
〜 4 月 24 日 マネージャー，営業担当者等

2020 年 7 月 27 日
キーマンズネット
（不明）
…
〜8月7日

率

チャットツール，ビジネスチャット
28.1% 導入しているツールを導入しているか（SA）

質問

チャットツールを導入していますか（不明）
39.2% 導入している
（SA）

マツリカ

（不明）

（不明）

マネジー

サイバーソリュー2018 年 12 月
ションズ
500

人数

全国，従業員 200 名以上の企業に勤務する経営者・役員，及び係長・リー
ダークラス以上の役職者

調査対象者
412

調査期間

ビジネスチャットツールの導入率，使用率，利用率

全国，売上規模 100 億円以上，従業
伊 藤 忠 テ ク ノ ソ 2017 年 2 月 3 日〜 員数 200 名以上の企業に勤務する経リューションズ…
2 月 4 日 営者・役員，及び係長・リーダーク
ラス以上の役職者

調査主体

表８

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218

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がえる．

方をしたい」と答えた人の割合は，63.1％，「WEB・

テレワーク中のコミュニケーション手段として，

テレビ会議（他社との打ち合わせ）」（を平常時でもビジネスチャットはどれくらい使われているかを尋取り入れたい）58.0％，「ビジネスチャットを用いねた調査結果を総合すると，22.8％〜 63.4％の人がた業務コミュニケーション」（を平常時でも取り入使用していると回答した．メールの使用率は（テレれたい）60.1％であった．Web 会議の効率の良さがワーク中のスモールビジネス従事者を対象とした受け入れられたため，社内会議，取引先との打ち合調査（18.1%）を除けば）75.7％〜 93.4％と依然とわせ共に半数以上の人が，緊急時だけでなく平常時して高いが，ビジネスチャットも，テレワークをでも Web 会議を利用したいと感じていることがわ

行っている人の約４割が使用していることがわかかる．

る．
コミュニケーションを気軽に取るための手段や，続いて，今後のオンライン商談の継続意向につい

メールに代わるツールとして注目されていると考えて検討した．ファストマーケティング（2020）で

られる．

は，
「あなたは新型コロナウイルスの流行が収束しビジネスチャットツールを利用する目的（検討目てもオンライン商談を継続したいですか」と尋ね的）を尋ねたサイバーソリューションズ（2019）に

たところ，
「したい」
「ややしたい」と回答した人

よると，「スピーディーなコミュニケーション」との割合は合わせて 60.7％であった．半数以上の人が回答した人の割合は 64％，
「会議時間の短縮が期待オンライン商談を継続したいと感じていることができる」36％，「複数人での情報共有が容易になる」

わかる．さらに，年代別にも尋ねており，20 代の35％などであった．ビジネスチャットは対面でコ「したい」「ややしたい」の割合は合わせて 80.0％，

ミュニケーションを取っている時と同じように，声30 代 72.7％，40 代 54.5％，50 代では 20.0% であった．

をかけたいときにすぐにコミュニケーションを取る

若い世代ほどオンライン商談を継続したいと感じてことができるツールとして，多くの人がメリットをいることがわかる．

感じていることがわかる．

4.10 今 後のオンライン
コミュニケーションの継続意向
今後も社内会議，取引先との打ち合わせは Web

5. 考
 察
5.1 オ
 ンラインコミュニケーションの利用・導入状況

会議やビジネスチャットを利用するかについて検討

新型コロナウイルス流行禍では，感染拡大防止のした．J.D. パワージャパン（2020a）が 2020 年４月

ため人との接触が制限されている．新型コロナウイに１週間以内に仕事で WEB 会議システムを利用しルスの流行をきっかけにテレワークが普及し，感染た男女 1,223 名に対して行った調査では，「今後，社の心配がなく，同日同時刻で，非対面でコミュニケー

内会議はウェブ会議でも問題ない」と回答した人のションをとることができる Web 会議の利用率は上

割合は 63％（そう思う 32％，
まあそう思う 31％）「
，今昇し，対面会議の実施率は低下した．また，Web後，取引先や顧客等の外部との会議はウェブ会議で会議の利用頻度の割合も流行前と比べて大きく上昇も問題ない」50％（そう思う 24％，まあそう思うした．一方で，ビジネスチャットツールの導入率は26％）であった．ダイヤモンド経営者倶楽部（2020）３割程度とまだそれほど高くなく，その導入時期はでは，「今後，社内会議は WEB 会議でも問題ない」「コロナウイルスの流行より前から導入していた」と回答した人の割合は 75.0％（思う 24.1％，どちらと回答した人の割合が７割であり，コロナ禍の影響

かと言えば思う 50.9％）「今後取引先との打ち合わはあまりなかった．ビジネスチャットツールのメ

せは WEB 会議でも問題ない」64.8％（思う 13.9％，

リットは「スピーディーなコミュニケーション」でどちらかと言えば思う 50.9％）であった．野村総合あるため，今後，メールや電話に代わるツールにな研究所（2020）が 2020 年３月に全国の従業員 500 人り得ると考えられる．

以上の企業に勤める男女計 6,184 人を対象に行った

年代別の Web 会議利用率は，20 代で最も高いと調査では，「WEB・テレビ会議（社内の打ち合わせ）」いう調査結果（クオリティア，2021）があったが，を「緊急時だけでなく平常時でも，取り入れた働き

そもそも回答者の年代によって会議や商談の内容・

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重要度・複雑さなどが異なることを考慮する必要がとしてあるが，Web 会議で不具合があった場合，あると思われる．今回収集した各種調査からは定か会議が滞る．オンライン商談やオンライン面接の場

でないが，若い世代に比べてベテラン世代の会議や合では印象が悪くなる可能性があり，致命的である．

商談は，規模が大きく内容も複雑になり重要性が高

しかし，不具合に関しては，継続調査からもわかる

まっていくと予想される．そのため，年齢が上がる

ように徐々に改善されてきている．今後さらに操作とオンラインで簡単に済ますわけにはいかないといの慣れや，通信環境の改善などで不具合が減っていう意識が働く可能性がある．

くものと思われる．

5.2 オ
 ンラインコミュニケーションのメリット・デメリット，満足度

Web 会議の満足度は７割以上であり，多くの人が満足していることがわかった．しかし，その満足度合いの多くは「どちらかといえば満足している」
であり，不満に感じていることもあるが，満足であWeb 会議，オンライン商談，オンライン就活のると感じることのほうが上回っていることがうかがメリットで共通することは「時間と距離の削減」でえる．
前述したように，オンラインコミュニケーショ

あった．また，ビジネスチャットツールのメリット

ンツールではコミュニケーションが取りづらいが，も「時間の削減」であった．

「時間と距離の削減」により仕事の効率化を図るこWeb 会議では，移動をせずとも遠隔地からでもとができ，テレワークを容易に実現することができ参加ができ，インターネット環境さえあればいつでるため，得られるメリットは大きい．そのため，あもどこからでも参加可能である．Web 会議で顔をる程度まで満足しているという結果が多かったと推出さない場合は，電話と同じであると思われるが，測できる．

資料共有ができるため，顔が見えなくても資料を見

ビジネスインサイダー（2021）は，
Microsoft（2021）

ながら，また資料に書き込みをしながら話をするこが 行 っ た，2020 年 ２ 月 か ら １ 年 間 の Microsoft…

とができる．そして録画機能があるため，あとからTeams など同社製のワークプレイス・ツールで行

見直すことができ，会議に参加できなかった人とも

われたやりとりの分析結果を取り上げ，会議に費や共有することができる（池田，2020）．

す時間は，2020 年２月と比べ 2.5 倍にもなっており，

オンライン商談では，今まで移動に使っていた時

同僚とのチャットは 45% 増加，メールは 400 億件以間が不要となり，空いた時間でアポイントの件数を上増加したことを紹介している．オンラインコミュ

増やすことができる．さらに，出張旅費が抑えられニケーションで削減した時間を利用して Web 会議

るため，国内の遠方の企業や海外の企業でも容易にの回数を増やしたり，気軽にコミュニケーションが商談を進めることが可能である．

取れるため，これまでより多くのメッセージを送っ

就職活動においても，遠方の企業でも応募しやすていることが考えられる．そのため，会議への参加

いため，企業側にとっても全国から優秀な人材を集やメッセージへの返答に時間を取られ，長時間労働

める可能性が大きくなることが推測される．

となっていることがうかがえる．Web 会議はお互

ビジネスチャットツールでは，メールのように挨

いにバーチャルに顔を合わせてコミュニケーション

拶や署名など，定型句や形式的なマナーは必要なく，を取ることができ便利であるが，職場で自席から会

短文でやりとりをするため，簡潔なメッセージのや議ができない場合，会議室の予約や機器の準備，相りとりをスピーディーにおこなうことができる．ま手との会議時間の調整などの必要がある．また，ビた，メールで複数人に送信する場合，To や CC に

ジネスチャットでは同じ空間にいるかのように気軽入れて送信することができるが，手間がかかる．そに声掛けができるため，不必要な情報まで送っていして後から参加したメンバーに経緯を知らせるためる可能性がある．労働時間の増加を抑えるため，本には，今までのメールを転送しなければならないな

当に Web 会議が必要であるか，電話で済ませられ

ど，大変面倒である．一方で，ビジネスチャットツー

ないか，チャットやメールではチーム全員に周知しルでは複数人での情報共有が容易であり，後から参返信を要するような内容かどうか吟味し，必要性の加したメンバーも経緯を追うことができる（池田，薄い Web 会議やメッセージを省くことが長時間労2020）などの点で便利で効率的である．

働を助長しないことにつながると考える．

その他に，「音声や映像の不具合」がデメリット

220

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5.3 オ ンライン商談とオンライン就活

5.4 オ
 ンラインコミュニケーションの特性

オンラインコミュニケーションツールの具体的な職場におけるオンラインコミュニケーションツー活用事例として，オンライン商談とオンライン就活

ルの利用状況をふまえて，オンラインコミュニケーを取り上げ，コロナ禍での活用状況を確認した．

ションと対面でのコミュニケーションの特性の整理

オンライン商談については，調査数が少ないためを試みた．

推測の域を出ないが，約半数程度の企業で導入されまず，オンラインコミュニケーションツールの利ていると思われる．コロナ禍で対面での商談は憚ら

用・導入率は，会議の目的や規模，取り扱う用件のれ，他県への移動が自粛されてきたことなどから，重要性等によって影響される可能性を指摘してき

様々な職種でオンライン商談が活用されているようた．例えば，重大な決断を求められる場面や，契約である．また，オンライン商談が，営業のどのフェー締結に向けた交渉を行う場面，初対面の相手との間ズで向いているかを問うた調査（ベルフェイス，で信頼関係を築き上げたいという場面では，オンラ

2020）からは，「新規顧客」との商談ではオンライ

インよりも対面でのコミュニケーションが好まれてンは不向きとされ，「既存顧客」との商談でオンラいた．その一方で，オンラインコミュニケーション

インが利用されていること，また顧客との「契約」

は，既に関係が出来上がった相手との打ち解けたやよりも，契約後の「フォロー」においてオンライン

りとりや，報告を主体とした，どちらかといえば一が利用されていることが明らかとなった．商談にお方向的なコミュニケーションに向いていることが示

いてオンラインを選択するか，対面を選択するかは，唆された．

相手との関係性やその時の商談のフェーズが影響しオンラインコミュニケーションツールのデメリッていると思われる．今後の顧客との関係を永続的なトとして「非言語コミュニケーションの取りづらさ」

ものにするために，初めて顔を合わせるような相手，が共通して挙げられた．オンラインでは言語情報以ぜひとも関係を構築しておきたい相手，相手との信外の聴覚情報，視覚情報が制限されるため，対面の頼関係を構築したい場面では，オンラインよりも対場合と比較すると，相手の反応や表情がわかりづら面が好まれるものと推測される．

く，場の雰囲気や発言のタイミングがつかみづらい．

オンライン就活においては，７割の就活生がオン

これに対し，対面コミュニケーションでは「意思疎ライン面接を経験していた．コロナ禍で対面での企通のとりやすさ」が大きなメリットであった．オン

業説明会や採用試験が控えられたため，企業説明会

ラインコミュニケーションツールでは，資料の共有

から最終面接までの全プロセスをオンラインで済ま等の機能を有していることもあり，情報を共有する

せた企業が相当数にのぼっていた．当の就活生たち

ことについては対面の場合と遜色ないが，非言語情は，学校の授業にもオンライン授業が導入されてい報を手がかりに相手の感情を読み取ろうとする場合

たこと等もあり，スムーズに採用試験の変化に対応などには，あまり向かないものと考えられる．日常できたと思われる．しかしながら，採用試験の最もの他の場面と比べると，仕事場面では，情報を主体

重要な局面である「最終面接」については，できれとしたやりとりが多く，情報を迅速かつ正確に伝達ば対面で実施したいという声が多かった．オンライ

したい機会は多い．
その意味では，
オンラインコミュ

ン就活は，遠方の志願者がその企業にアプローチしニケーションツールの特性をよく理解して活用するやすくなることから，学生側にも企業側にもメリッことが重要と考えられる．

トが大きく，
これから定着していくものと思われる．

杉谷（2008）は，インターネット（チャット）と今後は，企業側の「学生のことをより深く知り理解

対面コミュニケーションを比較し，どちらが優れてしたい」というニーズ，そして学生側の「企業の雰

いるかについての実証研究を行っている．それによ

囲気を感じ取りたい」「企業側に本当の自分をわかっると，「話し手の発話内容が，その意図通り，正確てほしい」という思いに応えるような採用方法が模に相手に受け取られたかどうか」という「伝達度」

索されていかなければならないであろう．

については，インターネット（チャット）の方が対面より優れており，話し手の発話内容が正確に聞き手に伝達されていた．これに対し，「話し手と聞き手が，互いに情報を正しく共有できていると感じて

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いるかどうか」という「伝達感」については，インとには Web 会議を選択することが好ましいと考え

ターネット（チャット）よりも対面の方が，相手にられる．

言いたいことが伝わった，あるいは，伝わってきたと実感されていた．この結果について，杉谷（2010）は，人は対面での会話中は，表情，ジェスチャー，
声のトーン，周辺環境等，様々な情報が入ってくるため，話に集中できない．しかし，非言語的情報が乏しいオンラインでは，相手の発言だけに集中する

6. 全
 体考察
6.1. オ ンラインコミュニケーションの定着に向けてことが出来るため，より正確な理解と記憶が可能と

既に述べたように，野村総合研究所（2020）の調なる，と述べている．よって，情報を正確に伝えた

査では，今後コロナ禍が収束した後も，社内会議，い場合にはオンラインコミュニケーションの方が適取引先との打ち合わせについて，約半数以上の人しているという．また，対面では非言語的な情報のが Web 会議を継続したいと考えていた．また，オ「伝達感」に優れているため，信頼関係を築くこと

ンライン商談についても半数以上の人が継続意向をや，感情を伝えたい，共有したい等の場合は，対面持っていた．オンラインコミュニケーションツール

でのコミュニケーションの方が適していると述べてを多くの人が利用し，時間やコスト削減など多くのいる（杉谷，2020）．

メリットがあること，オンラインでもコミュニケー

対面会議と Web 会議の用途に応じた使い分けをションが可能であることを認識したため，コロナ禍

想定して，これまでに言及した調査結果と，対面が鎮静化し対面会議が可能となっても，オンライン

会議と Web 会議を比較した資料（会議室セレクト ,…

会議を一切利用しなくなることは考えにくい．オン

2020，みんなの貸会議室 ,… 2021）をもとに両者の特ラインコミュニケーションと対面，両方を利用した性を表９に整理した．対面会議の特性として，意

ハイブリッド式の会議が定着すると予想される．

思疎通を図る，信頼関係を構築する（みんなの貸しかしながら，オンラインコミュニケーション

会議室，2021），繊細なコミュニケーションを図る

ツールを多用することによる特有の問題点も指摘さ（会議室セレクト，2020）などが向いているとされ，れている．以下では２点について触れておきたい．

相談や 1on1 ミーティング，大型案件の提案や役員

第一に，Web 会議が広く実施されるようになっに対するプレゼンテーション，
議論・ディスカッショてから「Zoom 疲れ」（zoom…fatigue）という言葉がンを活発に行う会議，初めての顧客との会議には使われることもあるように，オンラインコミュニ

対面会議を選択することが好ましいと考えられる．

ケーションツールを用いたやりとりに特有の身体Web 会議の特性は，情報伝達のスピードを求める，的疲労や精神的ストレスの存在が指摘されている．

発表者が話したいペースに合わせて会議を進めるな

リクルートマネジメントソリューションズ（2020）

どが向いているとされ，報告会やセミナー，勉強会によると，オンライン通話の疲労の要因として，など大人数での報告・通知を行い共通認識を持つこ「集中して画面を凝視すること」「画面に映る自身の

表9

対面会議と Web 会議の特性

対面会議

目

的

具体例

Web 会議・意思疎通を図る
・信頼関係を構築する
・繊細なコミュニケーションを取る・雰囲気をつかみ取る
・真剣さや熱意を伝える

・時間や距離の削減
・情報伝達のスピードを求める
・発表者が話したいペースに合わせて会議を進める
・一方向的なコミュニケーション

・相談
・1on1 ミーティング
・大型案件の提案や役員に対するプレゼンテーション
・議論・ディスカッションを活発に行う
・初めての顧客との会議
・重大な決断をする・契約締結に向けた交渉

・報告会
・セミナー
・勉強会
・大人数での報告・通知を行い共通認識を持つ

222

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

顔を気にすること」「表情が見えないなかで相手の的安全性（石井，2020）の高い雰囲気づくりが重感情を読み取る必要があること」「少しの間が空く要だと思われる．コロナ禍が長期化している現在にだけでも友好的でない雰囲気になること」「微妙なおいては，本来であれば，対面で行う方がよいと考音の遅れが発話衝突（かぶり）を引き起こすこと」

えられる会話や会議であっても，オンラインを選択などが諸々の研究から明らかになったとしている．

せざるを得ない状況がある．対面でのコミュニケー

特に，画面に映っている自分の顔を見ながらコション機会が限られている職場も多いと推測される

ミュニケーションをすることは，現在の Web 会議

ことから，オンライン上でも発言しやすい雰囲気づ

ツールに特有のストレッサーとなっている可能性がくりに配慮し，コミュニケーションを活発にとるこある．4.8 でも述べたように，Web 会議等で相手にとができれば，チームや組織のパフォーマンスを最向けて自分の顔を示すことは，非言語情報が制限さ大限に発揮することができるであろう．

れている中で，相手にとって貴重な情報源となっている．テレワークをしている中で，上司が部下の様子を知ることや，同僚同士の様子を知るためには，

6.2 今 後に期待すること文字だけで本当のところをうかがい知ることは難し

今回収集した調査の多くは，どのテーマについて

い．Web 会議でカメラをオンにし，表情を確認すも多くの調査によって裏打ちされた，客観性の高いることができれば，体調やメンタルヘルスの状態を知見であるとはいえない．また，サンプル数が少なうかがい知ることができる（武神，2021）．また，

かったり，特定の地域や職業に限られるなど，対象会議で話し合われている内容に対する理解度や発言者の偏りも大きい．テレワークの実施状況だけでな意向の確認などの目的を考えても，双方が自分の顔

く，オンラインコミュニケーションツールの利用状を示したほうが，会議や会話はスムーズに進行する

況等についても，広範で継続的な調査が多く行われものと思われる．ただ，通常の対面でのコミュニることを期待したい．

ケーションと対比させて考えると，相手には自分のまた，今後もテレワークと出社のハイブリッド勤

顔を示しつつも，自分からは自分の顔が見えないよ

務が継続すると思われることから，通信環境の充実

うに設定しておくことも選択肢の一つなのかもしれはもとより，オンラインコミュニケーションツール

ない．

の技術的な発展（利便性の向上，機能の充実）と，第二に，筑波大学（2020）では，オンライン会

オンラインコミュニケーションツールの利用上の工議にどのような問題点があると感じているかを尋ね

夫は，さらに高まっていくものと期待される．オン

た調査の中で，「内容・意思決定上の問題」として，

ラインコミュニケーションツールが定着していく過「雑談や些細な話題のやりとりが少ない」65.3％，

程で，コミュニケーションの取りづらさがどのよう「会議のテーマや議題から話がそれにくい」55.0％，に軽減し，またオンライン特有の疲れや，雑談の発「会議中に他の参加者との一体感が生まれにくい」

生しにくい状況などの新たな課題が，どのように改54.8％などを指摘した．Web 会議では，相手の反応

善・解消されていくのか，引き続き動向を注視してが確認しにくく，沈黙が落ち着かなかったり，間のいきたい．

取り方が難しいためか，本来の議題以外の話題に展開しにくく，雑談を行うことが難しいとされる．
また，そういったことが影響して，一体感も生まれにくいと考えられる．職場のチームが一体感を持つことができるように，対面でのやりとりや協力的な活動を通じて，一体感を培う必要があるであろうし，
対面でのやりとり・活動が困難なコロナ禍のような状況においては，雑談のようなやりとりを生み出す
仕掛けを工夫することもできるであろう．
さらに，オンラインでコミュニケーションを取りやすくするためには，職場内の誰もが自由な発言機
会を保障され，それが皆に受容されるような，心理INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-5

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Introduction…of…the…online…meeting…system…to…the…meeting…of…Kansai…Workshop……
for…Energy…and…Environmental…Education
西野

加奈江（Kanae…Nishino）＊1

中川幸二（Koji…Nakagawa）＊1

要約2020 年，全世界にまん延した新型コロナウイルス感染症の影響により，日本でも緊急事態宣言の発出や移動の自粛，人の多く集まるイベントなどの中止や規模を縮小した開催等が強く求められるようになった．このような流れの中，大阪・梅田の会場で月１回程度開催していたエネルギー環境教育関西ワークショップ研究会の活動も，2020 年４月の開催分は中止せざるを得なくなったが，当時，世の中で主流となり始めていたオンラインミーティングシステムの導入を急遽検討し，５月から運用を開始した．2020 年度は，オンライン開催６回，会場に集まる従来型の会合開催（実開催）とオンラインによる会合開催を併用したハイブリッド開催を３回，試行錯
誤しながら行った．利用開始から１年後に行った参加者へのアンケートでは，
オンラインのメリットを理解し「概ね好評」との結果になっている一方，オンラインでは相手の表情や反応が見えづ
らく，雰囲気が伝わりにくい，臨場感に欠けるなど，心を通わせる面での物足りなさから実開催を希望する意見が見られた．今後，オンラインの利用を維持・継続していく中で，会員同士の一体感を創出できるよう工夫を重ねていく．
キーワード…オンラインミーティング，Zoom，新型コロナウイルス感染症，エネルギー環境教育

Abstract
Due… to… the… spread… of… COVID-19… worldwide… in… 2020,… it… has… been… also… required…
in… Japan… to… declare… a… state… of… emergency… in… which… people… refrain… from… moving… around… and…
events…which…would…have…many…people…in…attendance…are…canceled…or…scaled…down.…The…Kansai…
Workshop…for…Energy…and…Environmental…Education…had…normally…met…about…once…a…month…in…a…
venue…at…Umeda…in…Osaka,…but…the…April…2020…meeting…had…to…been…canceled…due…to…the…state…of…
emergency.…Then,…the…introduction…of…an…online…meeting…system…was…considered,…and…its…operation…
started… from… May… 2020.… Online… meeting… systems… began… to… spread… worldwide… at… that… time.… In…
FY… 2020,… through… trial… and… error,… 6… online… meetings… and… 3… hybrid… meetings… were… held.… The…
hybrid…meetings…were…a…conventional…type…meeting（actual…face-to-face…meeting）
with…participants…
gathered…in…the…venue…combined…with…the…online…system.…Participants…answered…a…questionnaire…
survey… that… was… carried… out… 1… year… after… beginning… to… use… the… online… meeting… system.… The…
answers… showed… that… participants… understood… the… merits… of… online… meetings,… and… these… were…
viewed… as… “generally… popular”.… But,… on… the… other… hand,… some… opinions… were… given… that… actual…
meetings…was…desired…as…online…meetings…were…unsatisfactory…in…terms…of…hearty…communications…
caused…by…the…following…conditions:……online…it…is…difficult…to…see…the…other…person’s…facial…expression…
and…reaction,…it…is…difficult…to…convey…the…atmosphere…present…at…the…venue,…etc.…In…the…future,…as…
we…continue…to…use…online…meetings,…new…ways…will…be…devised…that…maintain…and…develop…a…sense…
of…unity…among…members.
Keywords…online…communication…tool，
Covid-19…pandemic，
energy…and…environmental…education

1. は
 じめに

践研究推進および普及促進を目的に，関西地域の教職員を中心とした教育関係者が自主的に参加・活動

エネルギー環境教育関西ワークショップ研究会

する研究会である．この研究会では，
ほぼ毎月１回，（以下，「関西 WS」）は，エネルギー環境教育の実

会合を開催し，エネルギー環境教育に資する知識の＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

社会システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-6

228

向上や実践事例の研究，会員相互の情報交換などを行うとともに，エネルギー環境教育の普及に努めている．会合には，毎回，概ね 20 人程度の教職員及3. 第 一回および第二回オンライン全体会の開催と振り返りび関係者が集まり，活発な活動を進めている．原子５月 16 日，2020 年度第一回目となる全体会をオ

力安全システム研究所（以下，「INSS」）社会シス

ンラインで開催した．会員のほとんどが，オンライ

テム研究所…社会意識・エネルギー問題研究プロジェ

ンミーティングシステムの利用は初めてであったこ

クトは，この研究会の事務局として運営に携わってとから，オンライン参加上の注意事項や Zoom に関いる．

する解説を付け，不安解消に努めた上で，全体会を

2. 新 型コロナウイルス感染症と
関西 WS 活動2020 年１月から日本で広がり始めた新型コロナ
ウイルス感染症（以下，「新型コロナ」）は，４月には「緊急事態宣言」が発出されるまでにまん延した．
そのような状況の中，４月 20 日に大阪・梅田の開催した．
第一回全体会終了後，参加者に Zoom 利用についての感想を求めたところ，一時的に音声の乱れなどはあったものの，全体評価としては概ね良好との感触であった．これにより，その後も継続して Zoomを利用していく方針を固めた．
第二回全体会（６月）も，新型コロナの状況からオンラインのみで開催した．

会議室で開催予定であった関西 WS 全体会（以下，５月および６月の２回のオンライン全体会を通じ「全体会」）は中止せざるを得なくなった．この状況て，参加者が一人ずつ順番に発言するぎこちなさ，がいつまで続くのか，先が見通せない中，事務局内

また相手の表情や反応の読み取りにくさから，オンで対応策を検討した結果，オンラインミーティング

ラインには実開催のような自由闊達な意見交換からシステムを利用する方向で検討することとなった．

は遠いところがあるということが問題点として認めこの案によれば，和歌山や兵庫，福井など遠方のられた．参加者も，新型コロナでやむを得ないとし会員も参加し易くなるという副次的な効果も期待ながらも，教員という職業柄もあって，集まることされた．

の意義，対面で話をすることの良さということを口利用するオンラインミーティングシステムとしていくつかの選択肢があったが，その中で，操作が容易であること，利用数を伸ばしていること，接続可
能人数が多く接続安定性が高い（通信データ量が小にしており，実開催の早期復活が望まれた．

4. オ
 ンライン全体会の試行錯誤さい）ことなどの利点から，Zoom を採用する方向オンライン全体会は，INSS の会議室に機材を設となった．これまで試用経験がなく，使用環境につ置し，司会者および Zoom 管理者（以下，ホスト）

いてもいくつか問題があったが，IT 担当者の協力の２名体制で運営を始めた＊ 2．

を得て環境を整えた．

オンライン全体会では回を追う毎にハウリング問

その後，事務局員同士での接続テストを繰り返し，

題やホスト脱落事象などへの対応で試行錯誤を繰りさらに関西 WS 代表の京都教育大学山下宏文教授の返し，機材や接続にも変化が出てきた．当初のパソ協力により，
研究室との接続テストを行うとともに，

コン１台による Zoom 接続から，現在は在宅の１台

一部の関西 WS 会員の協力も得て，オンライン全体のほか INSS に本ホストと共同ホストを接続し，計会開催に向けて準備を進めた．

４台での事務局運営となっている．
（図１）

5. 実
 開催とオンライン開催の併用
新型コロナの状況は，５月末に緊急事態宣言が解除され，６月には一時的に沈静化した．これを受け，会員の中には通常開催を望む声もあったことから，＊2…新型コロナ対策のため，事務局４名のうち，半数が INSS 会議室で運営にあたり，半数は在宅で接続した．

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229

スクリーン

事務局（INSS会議室）

事務局（在宅）司会者
スピーカーマイク

3&

=RRP

3&

※

=RRP

3&

3&

（=RRP未接続）

=RRP

3&

※

プロジェ
クター

共同ホスト

=RRP

共同ホスト

3&

ホスト

スピーカーマイク代表=RRP

ホスト（事務局）※ハウリング防止のため，マイクとスピーカーはミュート

図１

オンライン全体会時の配置図

図２

ハイブリッド開催初回の配置図

第三回全体会（７月）は大阪・梅田の会議室で開催があったことから，「画面共有」はホストが代わりすることとした．ただし，必要な感染対策（事前周に操作することで対応することにした．

知も含め，当日の検温，マスク，消毒，座席間隔，

ハイブリッドの２回目（すなわち，10 月の第五換気など）は十分に行い，会場に集まることが不安

回全体会）でこれを行ったところ，ホストが行う参な人や，遠方に在住の会員にも参加のきっかけとな

加者対応の作業などと重なり非常に輻輳する場面

るよう，オンラインも併用して開催する，いわゆるが生じた．当時，事務局の Zoom に関する知識が十「ハイブリッド開催」を初めて行うこととした．

分ではなかったため気づくことができなかったが，

5.1 ハ イブリッド開催での試行錯誤

その後は，「共同ホスト」機能を利用して解決することにした．
また，この２回目は通常の全体会ではなく，シン第三回全体会をハイブリッド開催とするにあたりポジウムという開催方式であったため，コーディ

考慮したことは，オンライン参加者に，会場の様子，

ネーターがオンライン参加者の様子を手元で確認で特に発表者の様子をどう見せるか，という問題であきるよう，タブレット端末を配置し対応した．このる．オンラインのみであれば，発表者はそれぞれのタブレットはカメラ補助としても利用している．さパソコンの前で話をすればよいが，会場で発表を行らに，ホストパソコンを 47 インチのモニターに接う場合は前方の演台で行うことになる．前述の会員

続し，会場参加者は，このモニターで Zoom の様子の要望も踏まえ，発表者の様子と発表資料の両方をを見ることができるようにした．２回目の配置図をオンライン参加者にもうまく伝える工夫が事務局の図３に示す．

課題となった．

３回目（すなわち，11 月の第六回全体会）では，

ハイブリッド開催の初回では，オンライン参加者

発表者の使用するパソコンでの「画面共有」が可能に発表の様子が分かるようビデオカメラを使い，発となった．このパソコンを会場のプロジェクターに表者と資料投影のスクリーンを映すことにした．スも接続して，「画面共有」とともに Zoom 参加者のクリーンに投影される資料は，事前に参加者に送付様子を表示した．３回目の配置図を図４に示す．

しており，Zoom 画面で見づらい場合は事前送付の資料で確認できるようにした．これで，オンライン
参加者に発表している様子を見せることはできた．
初回の配置図を図２に示す．

6.

 020 年度オンラインを利用した
2
関西 WS 開催実績

ハイブリッド開催初回終了後の事務局の反省点と試行錯誤を重ねながらではあるが，2020 年度は，して，この方法で大きな問題はなかったものの，発４月度を除き，予定していたスケジュールどおり，

表中の Zoom 画面に資料が大きく表示されるように合計９回の全体会を開催することができた．そのした方がよいのではないか，というものがあった．

うち６回（５月，６月，９月，12 月，１月，２月）

しかし，発表者のパソコンには Zoom 接続への制限

はオンライン開催，３回（７月，10 月，11 月）は

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-6

230

シンポジスト
発表時

スクリーン

スクリーン

3&

タブレット
（=RRP接続画面確認用）※ハウリング防止のため，
マイクとスピーカーはミュート（=RRP未接続）
プロジェ
クター

プロジェ
クター

モニター
モニター

※

=RRP

3&

3&

スピーカーマイク=RRP

3&スピーカーマイク

司会者（事務局）

ホスト（事務局）

タブレット=RRP画面確認=RRP

ホスト（事務局）

図４
スクリーン

意見交換時
プロジェ
クター

演台

3&

:HEカメラ
（会場全体）

代表

ハイブリッド開催３回目の配置図

7. オ
 ンライン開催に関するアンケート調査と結果
前項の開催実績を踏まえ，2021 年度… 第二回関西
WS 全体会（５月オンライン開催）において，当日参加した参加者 19 名に対して，オンライン利用に

モニター
タブレット
=RRP接続コーディネーターカメラ）

3&

=RRP

関するアンケート（Web 形式）を実施した．なお，

カメラ

スピーカーマイク

司会者（事務局）

ホスト（事務局）

この 19 名のうち１名を除き，18 名は全体会にほぼ毎回出席している会員であるため，以下に示す結果は，概ね全ての開催を踏まえた回答であると考えら

図３

ハイブリッド開催２回目の配置図

れる．
まず，総論として「2020 年度一年間を通し，関参加人数を絞ってのハイブリッド開催であった．時

西 WS で Zoom を利用してどうであったか」の質問

系列でまとめて表１に示す．

に対しては，「よかった」58％，「まあまあよかった」
37％，「普通」５％，「あまりよくなかった」０％となっており（図５），全般に好評であったといえる．
表１

全体会の回（月）関西 WS 全体会オンライン利用での出来事

開催方法および回数

主な出来事（オンライン開催導入）
第一回（５月）ホスト脱落事象発生
オンライン開催１回目
第二回（６月）オンライン開催２回目

参加者からの「画面共有開始」．大過なく運営（ハイブリッド開催導入） 発表用パソコン Zoom 接続なし．ビデオカメラを使い，発表者とスクリーン
第三回（７月）ハイブリッド開催１回目 （資料投影）の映像をオンライン配信
第四回（９月）オンライン開催３回目

第五回（10 月） ハイブリッド開催２回目
────

発表者，京都教育大学に集合し発表を実施．（事務局は INSS 会議室）
シンポジウム．発表者用パソコン Zoom 接続なし．
ホストパソコンにて資料の「画面共有」を行う．ホストの負担増問題発生
事務局司会者のパソコンで Zoom 利用が可能になる

第六回（11 月） ハイブリッド開催３回目

発表用パソコン Zoom に接続．「画面共有」が可能となる．会場全体の様子のオンライン配信を試みるが再検討の余地あり（機器の種類等）

第七回（12 月）

オンライン開催４回目

セミナー．事務局パソコンの２台運用開始（ホストと司会者）

第八回（１月）オンライン開催５回目

Zoom 接続パソコンを１台増やし，「共同ホスト」導入．
現時点の完成形となる

第九回（２月）オンライン開催６回目

大過なく運営INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-6

普通

普通

あまりよくなかった







まあよかった231

見づらかった


よかった





よく見えた



図５

…2020 年度一年間を通し，Zoomを利用してどうだったか普通

図７ 「オンライン開催時の映像について」

わかり難かった

聞き取りにくかった






普通


わかりやす
かった

よく聞こえた





図６

オンライン開催時の音声について

図８

オンライン開催，参加の際の操作方法について

次に，
「音声」
「映像」
「参加者の操作方法」の観と）相手の反応が見えない」「臨場感が実開催より点からそれぞれ質問したところ，図６から図８の結薄く，他の参加者の表情も見えにくい」「Zoom の果となり，設備等のハード面についてはほぼ問題が場合はどうしても１対１の感覚になってしまう」「会

なかったことがわかる．

議室に集まれば，皆さんの反応もわかるので，自分一方，「発表者の操作方法」（図９）については，
特に説明会や練習をしたわけではなく，全体会の中の意見も出しやすい」などの指摘があった．
2020 年度はハイブリッド開催が３回あり，そので徐々に使い慣れたものであるが，「わかり難かった」との回答が５％であることから，操作にもほぼ問題がなかったことがわかる．ただし，発表者として利用した場合には，「わかりやすかった」が 42％

わかり難かったと下がっていることから，発表者としての経験も少

無回答


わかりやす

ないため，画面共有等で手間取ることがあったよう

かった

である．
さらに，
「会議室に集まる会合（実開催）と比較

普通

しての意思疎通について」質問したところ，
「しや





すかった」５％，「変わらない」53％，「しづらかった」
42％という結果（図 10）であった．意思疎通が「しづらかった」理由を具体的に尋ねたところ，「世代の関係でどうしても馴染めない」「（資料共有をする

図９

オンライン開催，発表の際の操作方法について

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232

しやすかった

もらったところ，共通して見られた意見が「併用開催が望ましい」「実開催を希望する」というものであった．開催方法の多様性というところで一定の評価はあるが，やはり「実開催」の希望が根強いことが分かる .

しづらかった

また，オンライン開催のメリット，デメリットに

変わらない



ついても尋ねたところ，メリットとして「通信環境があれば，どこからでも参加できる」「移動時間，
旅費の節約」など，参加のしやすさという点が多く見られた．デメリットとして「相手の反応が見えづらい（意思疎通の難しさ）」「交流が少なくなる」…会議室に集まる会合（実開催）と比較しての意思疎通について「臨場感に欠ける」といったことが見られた．オン

時の意思疎通について質問したところ，「しやすかっが，会員同士の交流の場としても期待されており，た」16％，「変わらない」53％，「しづらかった」

実開催が望まれていることが分かる．

図 10

ラインのメリットも感じるものの，関西 WS 研究会

31％（図 11）となり，オンラインのみの場合と比最後に，新型コロナが収束した後も Zoom を利用

べてもそれほど違いはなかったが，理由に若干の違（併用）した全体会を継続した方がよいか，を尋ねいがあった．
「対面とオンラインでは，どうしてもたところ，「継続した方がよい」84％，「継続しなく話をする際の視点（視線）が違ってくる．
その意味で，てよい」16％であった（図 12）．これまでの結果やどちらかに絞った方がわかりやすい」「実開催とオ

自由記述から見て，「継続した方がよい」と回答しンラインの併用時には，会場での参加者全員の顔がた方は，Zoom のメリットとして挙がっている便利

映らないので，会場参加者の反応がわかりにくいこさが理由であり，「継続しなくてよい」と回答したとがある」「実際に会場で参加していた時は，参加

方は，Zoom の機能や仕組みなどのハード面からでしている感を強く感じた」などである．

はなく，意思疎通がしづらいといったソフト面からの回答と考えられる．

しやすかった

継続しなくてよい

しづらかった


継続した
方がよい

変わらない（特になにも

思わなかった）
図 11

ハイブリッド開催時の意思疎通について
図 12

ハイブリッド開催の場合は一方でリアルな会合が進行している中，オンライン参加者は外部から傍観しているといった感覚が生じることから，オンライ
ンのみの開催と比べて，疎外感や視線の方向が合わないなどの違和感が生じているものと思われる．

… 型コロナ収束後も Zoom を利用（併用）した
新
全体会を継続した方がよいか

7.1 考
 察
以上の結果から，関西 WS のオンライン全体会は，

オンライン開催，ハイブリッド開催の運営につい全体として概ね満足のいく結果となっており，大きて，気が付いたことなどをそれぞれ自由に記載してな支障は出ていないと捉えることができる．オンラINSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-6

233

イン開催のメリットとしては，主に会場までの移動

臨場感に差があることは，ある程度仕方のないことが不要となる便利さや時間とコストの節約など参加ではあるが，会場全体が見渡せるような画像を提供のし易さなどが挙げられた．デメリットとしては，することや，会場のざわめきが伝わるような音声を

参加者の表情がわかりづらく意思疎通がしにくいこ届けることなど，使用機材やカメラワークの工夫にとや，臨場感に欠け全体の雰囲気が捉えづらく発言

よって，臨場感を向上させる余地もあるのではないがしにくいことなどが挙げられている．

かと考えており，今後も試行錯誤をしながら，より

オンラインでは，小さな画面を通じて伝達できる

良いものにしていきたいと考えている．

視覚情報に限界があり，聞いている人の表情を読み当初，オンライン導入の副次的な効果として，取れないことや，特に画面共有しているときには，遠方からの参加者が増えるのではないか，という期

話し手の表情や身振り手振りなどの非言語情報が伝待があった．これについては，１年経過した現在でえきれないことから，双方向の対話が完全には成りも数字に表れるほどの参加者増には至っていない．

立たないことがデメリットの大きな原因であると考理由として，全体会の開催日が毎回土曜日の午後でえられる．また，参加者が物理的に同じ「場」にいあることや，全体会の内容など根本的なところにもないことで，会合の雰囲気や一体感が形成されにくあるかも知れないが，教員の方々が日頃からパソコ

いこともデメリットの一因と考えられる．

ン等の扱いに慣れていないことやインターネット環

さらに，実開催では可能であった立ち話や雑談を境が整っていないことなども考えられる．後者につ通じた情報交換や交流ができない点などが挙げられ

いては，現在学校現場でギガ・スクール構想に基づた．この原因としては，オンラインでは当日予定さ

き，相当なスピードでデジタル化が進められている

れた公式議題が終了すれば通信が切断され，非公式

ことから，近い将来改善されることは間違いないとな話題について会話できる余地をつくりにくいこと思われるが，前者については，事務局として，真摯

が考えられる．雑談から教材開発につながったことに検討し改善していきたい．

があるとの事例もあり，関西 WS の場合，我々が日頃業務で行う意思決定や，単なる言語的な用件の伝達ができればそれで良いというものではなく，非公

9. ま
 とめ

式な会話も含め，同じ目標に向かう者同士のコミュ

新型コロナの感染拡大をきっかけとして，手探ニティとしての「つながり」や「一体感」を感じるりで始まったオンラインシステムの導入であるが，こともコミュニケーションの重要な要素として存在

１年をかけてなんとか軌道に乗せることができた．

していると思われる．

少人数での事務局運営でもあり，まだ課題は残っ

このような点から，数字上は概ね「支障がない」ているものの，この機会をバネに，関西 WS 研究会と答えながらも，一体感など心を通わせる面での物をより発展させていくことができるのではないか．

足りなさから，実開催への根強い支持があり，今後

オンラインミーティングは，その利用の仕方，ミーも併用を志向していくべしとの結果につながっていティングの創り方次第では，大きな可能性を秘めてると思われる．

いるのではないだろうか．

8. 今 後の課題と改善方策謝 辞

今後の関西 WS 全体会は，ハイブリッドを主軸にオンライン開催の導入にあたり，繰り返し接続テ

開催していくことになるであろうが，会員同士の一スト等にご協力いただいた関西 WS 代表… 京都教育

体感を維持発展させながら運営していくことが最も大学…教育学部…山下宏文…教授と，関西 WS 会員の皆大きな課題だと考えられる．この課題に対しては，さまに感謝申し上げます．

アンケートに挙がっていたが，Zoom の機能である「ブレイクアウトルーム」を利用した小グループでの会話や議題終了後の雑談の時間の確保なども重要

参
 考文献

な改善方策のひとつと考えられる．
また，
ハイブリッ

ホームページ Zoom アカデミージャパン．

ド開催を行う際に，現地とオンラインの参加者でhttps://zoomy.info/

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-7

234

エネルギー環境教育を指向する自由研究のテーマとその内容
Themes…and…Contents…of…Student-generated…Research…Aimed…at…Energy……
and…Environmental…Education…Topics小鍜治

優（Masaru…Kokaji）＊1

大磯眞一（Shinichi…Oiso）＊2

要約
エネルギー環境教育は，理科や社会などの教科学習の中や，総合的な学習の時間などで取り扱われている．しかし，教科内容の充実や総合的な学習の時間の縮小により，エネルギー環
境教育に十分な時間が確保できていないのが現状である．そこで，教員が，夏休みなどを使って課題として行っている児童・生徒を対象とした自由研究の中で，エネルギー環境教育に関する探究的な取り組みを行うのを可能にすることを考えた．ただ，教員が自由研究の指導を進める上で一番の課題となっているのがテーマ設定であり，見通しを持った課題解決の方法である．そこでエネルギー環境教育に関わるテーマや課題解決の方法を示し，指導する教員に，使いやすく改良
することができる提案を行った．
キーワード…エネルギー環境教育，理科，教科学習，探究的，自由研究

Abstract
Energy… and… environmental… education… topics… are… covered… in… subjects… such… as…
science…and…social…studies,…as…well…as…in…integrated…study…periods.…However,…the…current…situation…
is… that… sufficient… time… for… energy… and… environmental… education… has… not… been… secured… due… to…
changes…of…the…curriculum…and…the…reduction…of…the…time…for…comprehensive…study.…Therefore,…
we…thought…about…offering…ways…for…teachers…to…carry…out…an…exploratory…approach…to…energy…
and…environmental…education…in…student-generated…research…projects…that…are…being…carried…out…
by… students… during… their… summer… vacation.… Guiding… students… in… setting… a… theme… is… the… most…
important… issue… for… teachers… whose… students… want… to… carry… out… a… research… project.… In… setting…
a…theme,…students…need…to…use…a…problem-solving…method…with…a…clear…perspective.…Therefore,…
we…presented…themes…related…to…energy…and…environmental…education…and…methods…for…solving…
problems…and…proposed…ways…to…use…them…and…make…it…easier…for…teachers…to…guide…students…and…
improve…the…quality…of…their…projects.
Keywords

e… nergy…and…environmental…education,…science,…subject…study,…exploratory,…student-generated…
research

1. は
 じめに
新学習指導要領（2017 年度３月告示）では，新（1）…自然の事物・現象についての理解を図り，観察，実験などに関する基本的な技能を身に付けるようにする．

しい時代に必要となる資質・能力が明示されており，（2）…観察，実験などを行い，問題解決の力を養う．

理科（小学校理科）で育成する資質・能力（理科教（3）…自然を愛する心情や主体的に問題解決しよう

育の目標）については以下のように示されている．

とする態度を養う．
」「自然に親しみ，理科の見方・考え方を働かせ，見ここでいう「自然の事物・現象についての問題を通しをもって観察，… 実験を行うことなどを通して，科学的に解決する」とは，従来より大切にしてき

自然の事物・現象についての問題を科学的に解決すた課題を設定して仮説を立て，実験・観察を通しるために必要な資質・能力を次のとおり育成するこて結論を導き出す探究的な過程を経た学習を指すとを目指す．

（図１）．

＊ 1 …美浜町エネルギー環境教育体験館きいぱす＊ 2 （株）…
原子力安全システム研究所 社会システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-7

235

通しを持たせること）を指す．
これらのアプローチにより，資質・能力の三つの柱を育成する．
＜育成する資質・能力の三つの柱＞「知識及び技能」「思考力，判断力，表現力等」「学びに向かう力，人間性等」

そして，この資質・能力の育成のために，探究活動における，「主体的・対話的で深い学びの視点（アクティブラーニングの視点）」での授業改善が必要とされている．最終的に，主体的で対話的な深い学びによって，今日の知識基盤社会に必要な「知識の質や量の改善」を図っていくことが大切である．

2. 主 体的・対話的で深い学びの視点での授業改善について
図１

探究の過程（1）

また，「理科の見方・考え方を働かせ」とは，以下のように，領域に合わせた見方や科学的な探究の方法を用いた考え方を指す．

図２は，文部科学省… 新しい学習指導要領の考え方にある「主体的・対話的で深い学びの実現」に向けてのイメージ図である．
https://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/newcs/__icsFiles/afieldfile/2017/09/28/1396716_1.

＜科学の見方＞

pdf…

2021 年６月 14 日アクセス「エネルギー」領域……主 として量的・関係的な視点で捉えること「粒子」領域……主として質的・実体的な… 視点で捉えること「生命」領域……主 として共通性・多様性の視点で捉えること「地球」領域……主 として時間的・空間的な視点で図２の指摘を踏まえれば，「主体的・対話的で深い学びの実現」と「自由研究」との関連は以下のように示される．ここでいう自由研究とは，教員によるテーマの設定や指導により，児童・生徒が夏休み等に行う探究学習・活動のことであり，これは理科教育システムに組み込まれている．

捉えること
①……
「学ぶことに興味や関心を持ち」
，
「見通しを
＜考え方＞
探究の過程を…通した学習活動の中で，持って粘り強く取り組む」，「自らの学習をまとめ振り返り，次の探究につなげる」などを・比較する

追求し，主体的な学習に近づけることが大切

・関係付ける（条件制御）

である．

・多面的な思考をする②
「連携・協働して社会に見られる課題を解決」，「個人で考えたことを意見交換したり，議論しさらに，「見通しをもって観察，実験を行う」とは，たりすることで新たな考え方に気が付いたり，

児童・生徒に観察，実験を何のために行うか，観察，自分の考えをより妥当なものとしたりするこ

実験ではどのような結果が予想されるかを考えさせと」，「子供同士の対話に加え，子供と指導者，ること（課題に対しての解決・実験方法や結果の見子供と親（地域の人），本を通して本の作者な

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236

主体的・対話的で深い学びの実現（「アクティブ・ラーニング」の視点からの授業改善）について（イメージ）「主体的・対話的で深い学び」の視点に立った授業改善を行うことで、学校教育における質の高い学びを実現し、学習内容を深く理解し、資質・能力を身に付け、生涯にわたって能動的（アクティブ）に学び続けるようにすること
学びを人生や社会に生かそうとする
学びに向かう力・
人間性等の涵養

【主体的な学び】
学ぶことに興味や関心を持ち、自己のキャリア形
成の方向性と関連付けながら、見通しを持って粘り
強く取り組み、自己の学習活動を振り返って次につなげる「主体的な学び」が実現できているか。

生きて働く知識・技能の習得【例】
・ 学ぶことに興味や関心を持ち、毎時間、見通しを持って粘り強く取り組むとともに、自らの学習をまとめ振り返り、次の学習につなげる・ 「キャリア・パスポート（仮称）」などを活用し、自らの学習状況やキャリア形成を見通したり、振り返ったりする

未知の状況にも対応できる
思考力･判断力･表現力
等の育成【深い学び】【対話的な学び】
子供同士の協働、教職員や地域の人との対話、先哲の考え方を手掛かりに考えること等を通じ、自己の考えを広げ深める「対話的な学び」が実現できているか。
【例】
・ 実社会で働く人々が連携・協働して社会に見られる課題を解決している姿を調べたり、実社会の人々の話を聞いたりすることで自らの考えを広める
・ あらかじめ個人で考えたことを、意見交換したり、議論した
り、することで新たな考え方に気が付いたり、自分の考えをより妥当なものとしたりする
・ 子供同士の対話に加え、子供と教員、子供と地域の人、本を通して本の作者などとの対話を図る

図２

習得・活用・探究という学びの過程の中で、各教科等の特質に応じた「見方・考え方」を働かせながら、知識を相互に関連付けてより深く理解したり、情報を精査して考えを形成したり、問題を見いだして解決策を考えたり、思いや考えを基に創造したりすることに向かう「深い学び」が実現できているか。
【例】
・ 事象の中から自ら問いを見いだし、課題の追究、課題の解決を行う探究の過程に取り組む
・ 精査した情報を基に自分の考えを形成したり、目的や場
面、状況等に応じて伝え合ったり、考えを伝え合うことを通して集団としての考えを形成したりしていく
・ 感性を働かせて、思いや考えを基に、豊かに意味や価値を創造していく

主体的・対話的で深い学びの実現（2）どとの対話」を重視することで，対話的な学習につなげることが大切である．
③
「事象の中から自ら問いを見いだし」
，
「課題の

3. 探
 究活動を取り入れたエネルギー環境教育

追究，課題の解決を行う探究の過程に取り組

エネルギー環境教育の重要性についてはいうまでむ」こと，「精査した情報を基に自分の考えをもないと思われるが，中教審答申などでも例示され

形成する」，「目的や場面，状況等に応じて伝た今日的課題「地球温暖化やエネルギー資源等の地え合う」，「考えを伝え合うことを通して集団球規模の問題」，つまり持続可能な社会を構築するとしての考えを形成する」，「感性を働かせてという課題は，理科教育の目標
（1）
〜
（3）
そのものを

思いや考えを基に，豊かに意味や価値を創造必要とする課題である．言い換えれば，理科で育てする」ことなどにより，深い学びにつなげる

ようとしている資質・能力を育成するのに最適な課ことが大切である．

題といえる．もちろん，持続可能な社会を考えるよ
うな大きな課題は，
理科のみでできることではなく，

このように，自由研究での取り組みにより，学ぶ

学校教育全般で取り組んでいくべき問題であり，他こと・内容の虜になり，他者とともに営む社会的・教科での学び，教科横断的な学びなどが必要不可欠

文化的活動に参画し，少しでも新しい気づきや手続である．

きを生み出す学びにつながれば，児童・生徒の知識

現在，エネルギー環境教育は，理科や社会などのの量や質の改善が果たされることになる．
学びとは，

教科学習の中や，総合的な学習の時間などで取り扱

話し合いや教え合いとは違い，参加するそれぞれが，われている．しかし，教科内容の充実や総合的な学

未知の事柄を共に探る・解決する活動である．

習の時間の縮小により，エネルギー環境教育に十分な時間が確保できていないのが現状である．
そこで，夏休みなどを使って課題として行われている自由研

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-7

究の中で，エネルギー環境教育に関する探究的な取237〇…自由研究…＜ Sample…6：電池の効率＞

り組みを行うことを，ぜひ，強力に進めたいと考え

…普… 通の電池と充電池の効率や，充電するとた．ただ，教員が自由研究の指導を進めるうえで一きの有線・無線の充電器での電力量などを番の課題となっているのが，テーマの設定であり，調べる．

見通しを持った課題解決の方法である．そこで，エ〇…自由研究…＜ Sample…7：エネルギー効率＞＊

ネルギー環境教育に関わるテーマや課題解決の方法

……湯 を沸かすときの鍋の蓋のあるなし，トイレを提案する．指導する教員は，この提案を使いやすの便座の開け閉め，電気ポットで使う時に湯く改良することが可能である．

を沸かすのと保温して利用する場合，センサー

4. 自 由研究のテーマとその内容
教員の自由研究の指導に役立つようにつくったと手によるライトの on・off での電気の使い方などの比較で，電気の無駄のない使い方を調べる．
〇…自由研究…＜ Sample…8：換気効率＞＊

テーマについて，その一覧を挙げる．なお，2020

…部 屋の中の換気をする場合，家の中の窓のど

年度より２年間の取り組みを想定しているために，こを開けると効率よく換気できるかを，実験

まだ，予備実験が済んでいないものもある．

をもとに検証する．
〇…自由研究…＜ Sample…9：光合成と CO2 ＞（＊は，ほぼ予備実験が終了したもの）〇…自由研究…＜ Sample…1-1：…エアコンの効率的な…
使用＞＊
………エ
… アコン（暖房運転）を使ったときの部屋の…植 物の光合成が，一生の間（季節）でどう変わるか，時刻や気温などによってどんな影響を受けるかを調べる．
〇…自由研究…＜ Sample…10：気化熱＞

上部，中部，底部の気温変化とエアコンの風…部 屋の中に水槽を置いて，部屋の気温と水温

向やサーキュレーターを併用した時の気温のによって，どれぐらい水が蒸発するかを調べ

変化

る．部屋の湿度や気温によって除湿機の除湿〇……自由研究…＜ Sample…1-2：…エアコンの効率的な…
使用＞＊
…エ
… アコン（冷房運転）を起動した時の部屋の上部，中部，底部の気温の変化とサーキュレー

効率は変わる．どのような条件で除湿機を使うとよいか調べる．
○…自由研究…＜ Sample…11：屋根・壁の断熱＞
…粘土，火山灰，パーライト，バーミキュライト，ターを併用したときの気温の変化

発泡ポリスチレン，金属，ガラス，木材，ビニー〇…自由研究…＜ Sample…2：断熱効果＞＊

ルなどの材料を工夫・加工して，家の模型の…ペ… ットボトルにタオルやアルミニウム，気泡緩衝材などを巻いた時の断熱効果を調べる．

屋根板に木工ボンドで接着し，室内の気温の違いを比較する．

また，色々な物質による熱の伝わりにくさを比べる．
〇…自由研究…＜ Sample…3：色と温度＞＊
…路… 面の材質と路面の温度変化，家の外壁の色

これらのテーマのうち，予備実験等が終わっており完成度が高い＜ Sample… 7：エネルギー効率 > について，その実験内容は図３に示す通りである．

や材質によって部屋の気温がどう変わるかを調べる．
〇…自由研究…＜ Sample…4：太陽光発電＞

図３ Sample7 の実験の結果わかったこととしては，主に次のようなことがあげられる．

…ソ… ーラーパネルに当たる太陽光の角度や気温①電気ポットの蓋をしないと，いつまでたってもによる発電効率など，ソーラーパネルの効率

電源が切れずに，万が一，沸騰したことに気づ的な使い方を探る．

かないと無駄に電気を使い続けることになる．

〇…自由研究…＜ Sample…5：紫外線＞＊

そういう意味で蓋は必ずした方がよい．

…時… 刻による紫外線の強さや，天気による紫外②人 感センサーは，赤外線を出すことで常時監視

線の強さ，何を使うと紫外線をカットできるしているため，１日で 24Wh の電力を消費してかなどを調べる．

いる．もし５分間だけライトをつけたいときは，

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-7

238

実験…①…………電 気ポットで湯を沸かすとき，蓋をする・しないときの電気代の違い
実験…②…………電気ポットで１日保温する電力量と必要なときに電気ポットで湯を沸かすときの電力量の違い
実験…③…………人 感 セ ン サ ー で の ラ イ ト の ON・
OFF と，手によるスイッチの ON・
OFF の電池代の違い
実験…④…………トイレの便座の蓋をしているときとしていないときの電力量の違い

6. お わりに：自由研究の実際
2020 年 度 の 美 浜 町 エ ネ ル ギ ー 環 境 教 育 体 験 館「きいぱす」における夏休みの自由研究（高学年の部）は，コロナ対応もあり，実施回数が２回のところ１回に減ったうえ人数制限もあり，本格的に行うことができなかった．
2020 年度に取り組んだのは，４組８名の親子であった（基本的に，実験・観察は，児童・生徒のみで実施）．人数も少なかったので，＜自由研究Sample 2： 断熱効果＞を指定して，２人１組で実実験…⑤…………冷蔵庫のドアを開けている時間と庫内の温度変化施した．

実験…⑥…………IH 調理器，ガス調理器，電熱器，電な取り組み内容（テーマ）について説明し，実験方子レンジでの省エネ比べ
図３ <Sample7：エネルギー効率 > 実験内容

最初に，自由研究の概要について説明後，具体的法について解説して実験・観察を行い，データ取りを行った．次に，各自パソコンにデータを入力してグラフ（グラフ作成エクセルシート使用）を作成した．実験は２種類あったが，２つ目の実験について

１回あたり 0.83Wh の消費電力なので，人感センも１つ目の実験と同様に行うことができた．そのサーより，手でスイッチをつける方が，消費電後，考察を支援するため，熱の伝わり方について解力が少ない．

説した．残りの時間は，実際に自由研究をまとめて③冷 蔵庫のドアを開けている時間が長くなると消いく時間とした．また，実験中の様子について指導

費電力量が増加するのではないかという仮説の者側で過去に撮りためた写真を参考資料として提供

もとに実験を行ったが，結論は変化がなかった．

した．

単に，ドアを開けたことで冷蔵庫内の温度が上

この取り組みについては，美浜町エネルギー環境

がり，元の温度に戻るまでの時間が長くなった

教育体験館「きいぱす」の定例行事であり，まただけであった．

取り組み時間が２時間程度と決まっているため，

5. 自 由研究のまとめ方

指導者サイドで進行することになった．しかし，「きいぱす」ではなく一般の学校で実施するときには，テーマについての予想とその理由，実験方法な

自由研究の対象としては，小学生，中学生，一部

どについても，児童・生徒各自にできるだけ考えさ

高校生を想定しているが，主に小中学生を想定してせることが大切である．また，考察なども，児童・いる．まとめ方としては，以下の通り教員による指生徒自身にデータやグラフから考えさせることが必導を考えている．

要である．

１．研究テーマ（題名）
２．研究のきっかけ（選んだ理由）
３．研究の方法と内容

引
 用文献

４．研究の結果・分かったこと（1）… 文部科学省初等中等教育局（2020）中学校学

５．感想，今後どう活かすか

習指導要領…理科の改訂のポイント．…

６．参考にした本

https://www.nits.go.jp/materials/youryou/

７．お世話になった人や場所…

files/025_001.pdf（2021 年 6 月 14 日）．
（2）… 文部科学省（2020）新しい学習指導要領の考

実際に実験をしてまとめるときには実験の様子のえ方… - 中央教育審議会における議論から改訂

写真を載せることや，データをとった場合はグラフ

そして実施へ -… p22「主体的・対話的で深い化することなどを指導する．

学びの実現」．…

…

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-7

https://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/…
new-cs/__icsFiles/afieldfile/2017/09/28/…
1396716_1.pdf（2021 年 6 月 14 日）．

239

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-8240

放射線および原子力防災学習モデルの作成と実践
Development…and…Implementation…of…Radiation…and…Nuclear…Disaster…Prevention……
Learning…Models
大磯眞一（Shinichi…Oiso）＊1

要約
福井理科教育研究会（Fukui… Science… Education… Community，以下，研究会）は，エネ
ルギー・環境領域を中心とする理科の授業プログラムの開発と実践を目的として 2012 年５月に立ち上げられた研究会で，福井県内の小中高等学校の教員や大学の研究者で構成されている．これまでの研究・実践を踏まえて，研究会で「放射線および原子力防災学習モデル（以下，
学習モデル）」の作成・実践を行った．その結果，学習モデルを配布した学校からは，わかりやすいイラストで生徒が容易に理解できることや，放射線と防災の双方が一度で学べることにおいて一定の評価を得た．さらに，福井大学において，研究成果報告会として理科教育フォーラムを開催した際に，学習モデルを活用した活動状況報告を行い，参加教員のコメントからは，教材や指導法が学校の授業で直接使えるということが利点として明確になった．
キーワード…放射線，原子力防災，学習モデル，授業プログラム，エネルギー

Abstract
The… Fukui… Science… Education… Community… was… established… in… May… 2012… as…
the… workshop… for… developing… and… practicing… science… lessons,… focused… mainly… on… energy… and…
environmental…topics.…Its…members…are…teachers…of…elementary,…junior…high…and…high…schools…in…
Fukui…Prefecture…and…university…researchers.…Based…on…research…findings…and…practice…until…now,…
the…preparation…and…practice…of…the…radiation…and…nuclear…disaster…prevention…learning…model…was…
prepared…and…tried…out…at…the…workshop.…From…fixed…evaluation…results…obtained…from…the…schools…
which…participated…in…lessons…using…the…learning…model,…it…was…determined…that…the…information…
could…be…easily…understood…by…the…students…by…combining…text…with…illustrations…and…that…both…
disaster… prevention… and… radiation… could… be… learned… at… the… same… time.… In… addition,… an… activity…
situation…report…using…the…learning…model…was…carried…out…when…science…education…forum…was…
held…as…a…research…report…meeting…at…Fukui…University,…and…it…was…clarified…from…the…comments…
of…the…participating…teachers…that…the…teaching…materials…and…teaching…method…could…be…directly…
and…advantageously…used…in…the…school…classes.
Keywords…radiation,…nuclear…disaster…prevention,…learning…model,…lesson…program,…energy

1. は
 じめに

ら 30km 圏内）にもヒアリングを実施した．学習モ
デルは福井県内の全学校に配布し，希望する学校に

原子力安全システム研究所の実施した放射線意識

はデータを無償提供している．学習モデルを実際に動向調査（2014-2015）の結果を反映させ，小中高

教員が使って，さらに学習モデルにフィードバック

等学校における学習用展開案として，放射線およびさせるという継続的な作業も実施している．

原子力防災学習モデルを作成した．
特徴として，放射線ならびに原子力災害時の対応についての学習を，教科教育や学級活動，学校行事

2. 目
 的

（避難訓練）の中にどのように盛り込めばよいかを

放射線および原子力防災学習モデルについて知っ検討している．作成にあたっては，福井県美浜町原ていただくために，本稿でその内容や特徴，実践事

子力対策室，島根大学附属中学校（原子力発電所か例などを紹介する．別途実施する学校訪問などと合＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

社会システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-8

241

わせてその利用価値を周知することにより，学校教

若年層での知識が不足しており，今後，学校教育に育の中での使用を慫慂し，もって次世代層への放射おいても，さらなる知識普及が必要であることが明線および原子力防災の普及啓発に資することを目的

らかとなった．

とする．

3. 方
 法
3.1 先
 行事例調査

また，放射線に関する基礎知識では，外部被ばくと内部被ばくについて知識がある人の比率が若年層であまり高くないことが判明している．
このことは，
原子力防災の面でも重要な内容であり，今後，学校教育においてさらに取り上げていく必要があると思われた．さらに測定器（放射線モニター）を使って

福井理科教育研究会（以下，研究会）において，学校内外での放射線測定を行うことが望ましいとす2015 年に茨城県および静岡県の小中学校の状況をる意見が多く，また，学校で原子力防災を教えるべ調査した．その結果，東海村立舟石川小学校への調きとする人が大半であった．このような結果を学習

査で，原子力防災訓練（保護者引き渡しならびに屋モデルの内容に織り込むこととした．

内退避）時には，訓練後に放射線に関する説明も実施していることがわかった．また袋井市立周南中学
校では，理科などの教科で，関連する単元において
短時間，放射線学習を行っていた．
さらに，研究会において，2015 年に福井県における防災教育手引き及びあわら市金津小学校の状況を調査した．その結果，福井県の防災教育手引きの内容は充実しているが，自然災害に関することが主で，原子力防災に関する記述はないことが明らかとなった．また，上記調査の結果，金津小学校では，
防災教育手引きの内容を受けて，学年ごとに学級活

3.3 学 習モデルの作成協力者
学習モデルについては，原子力安全システム研究
所が中心となり，福井県内の教員らが参加する研究会で検討した．

4. 結
 果
4.1 学
 習モデルの内容

動，防災訓練，教科学習に分けて防災教育指導計画

小学校版，中学校版に分けた教科用の展開案を，を作成していることがわかった．
これらのことから，研究会会員の授業実践結果を踏まえて作成した．教

防災教育手引きの内容をベースとして原子力防災を科用の展開案については，放射線と放射性物質の違どのように組み込むかを研究会で検討した．

いをおさえる内容，原子の構造を復習する内容など

また，筆者は 2015 年に福井県美浜町の原子力対策室や，原子力発電所から 30km 圏内の島根大学附を組み込んでおり，理科の授業として取り組みやすい内容となっている．

属中学校などでヒアリング調査を行った．その結果

また，学級活動，学校行事（避難訓練）での展開

を研究会において検討して，即時避難を要する空間

案を新たに作成した．
学級活動での展開案としては，放射線量率の基準などを学習モデルに組み込んだ．

学習指導プランおよび配布資料を作成した．

さらに，原子力安全システム研究所が作成した原子
力用語解説集の放射線・原子力防災関連個所の内容
も，研究会において議論の上，組み込むこととした．

3.2 放 射線意識動向調査の結果の織り込み（1）小学校版
小学生に知ってほしいこと，行ってほしいこととしては，まず，原子力災害時，安全な場所で自分の命を守り，その後避難するということをあげた．
万一の原子力災害時は，まず安全な場所に屋内退

原子力安全システム研究所は，2014 年と 2015 年

避し，その後場合によって避難する．原子力災害とに放射線意識動向調査を実施しており，その結果いっても特別のことは一部で，他の災害への対応とを上記学習モデルに反映させた．この調査は，近共通する部分が多い．ただし原子力災害の場合は，畿２府４県において訪問留置方式でデータ数 1,000，

対応が求められるまでに時間があることが特徴であ

調査対象 20 歳以上の男女に対し実施したものである．さらに，放射線教育の一環としての原子力防災

る．この調査の結果として，
自然放射線については，教育という観点から，放射線とはどのようなものか，

242

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-8

また大量に浴びると危険であることも記載した．
小学校の学級活動の時間で，原子力防災教育のまとめを行うにあたっての確認事項は次のとおり

4.2 学
 習モデルの特徴
学習モデルの特徴としては，自然放射線の存在やである．

放射線の性質，利用，防護のことなどについて，わ• …様々な災害の中の一つに原子力災害があること

かりやすいイラストとともに低年齢層でも十分理解が理解できたか，原子力災害の特徴を知ることができるよう平易に解説している．

できたかどうかを確認する．

さらに，原子力災害時の対応について，教科教育• 避難訓練を通して，学校や家庭・地域の一員とならびに学級活動，学校行事（避難訓練）の中にどしての自覚を持ち，万一の原子力災害の際，安全のように盛り込めばよいかを示している．

な行動の仕方を実践できる姿勢が身についたかど

学習モデルでは，児童・生徒に知ってほしいこと

うかを確認する．

として，原子力災害時には安全な場所で自らの命を• 防災マップ作りなどを通して，避難場所や避難守り，その後に避難することをあげた．また，原子ルートなどを学ぶことができたかどうかを確認す

力防災の観点から，放射線の性質や特徴について学る（主に原子力施設から 30km 圏内の地域）．

んでおくことや，放射線から身を守る方法について• 放射線の性質についても，基本的なことが身に日頃から学習することを勧めている．図１は教科

ついたかどうかを確認する．

教育（理科）での学習モデルを使用した授業風景
である．

（2）中学校版
中学生に知ってほしいこと，行ってほしいこととして，小学校版の内容に加えて，放射線の性質や特徴について学んでおくべきこと，放射線から身を守る方法について日頃から学習しておくことを記載
した．
学習したことを家庭・地域に広げることができるという観点から，学校で学習したことや体験したことを，家庭・地域での原子力防災に活かし，災害時に自分たちにできることを述べた．また，行動ができるという観点から，日頃から万一の原子力災害に対する備えについて学習し，集団や地域の人々の役

図１

学習モデルを使用した授業風景に立つ行動ができるように準備しておくということも記載した．

さらに，学んだことを家庭や地域に広げるため，中学校の学級活動の時間で，原子力防災教育のま学習内容や体験したことを原子力防災に生かす必要とめを行うにあたっての確認事項（小学校版に追加性を記載している．そして，原子力災害に対する備する内容）は次のとおりである．

えを日頃から学習し，災害時に地域住民らの役に立• 放射線の性質や放射線量の単位や基準について

つ行動ができる準備の重要性などを盛り込んだ．

も，基本的なことが身についたかどうかを確認

様式としては，教員が使用する「学習指導プラン

する．

（指導案）
」
（表１）
，児童・生徒が記入する「ワーク• 災害時に地域の一員として行動することの大切

シート」
（図２）
，スクリーンにも映写できるようパさについて理解できたかを確認する．

ワーポイントにした「配布資料」（図３）の３点セッ• 万一の原子力災害時には防災無線を必ず聞く，

トで作成した．

指示があるまで屋内にとどまる，避難看板・設備について日頃から知っておくといった基本的なことについて身についたかどうかを確認する．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-8

表１

243

学習指導プラン（指導案）の一部

時間配分

学習の流れ

教員の指導

導入５分

生 徒 に よ る 放 射 線 の 放射線と放射能のイメージの発表違いなど

展開 40 分「放射線の種類と発生 放射線測定器（放のしくみ」「身の周り 射線モニター）のの放射線の測定」「放 扱いについては，
射線の性質と利用」
丁寧に説明する「役に立つ放射線も大量に浴びると危険」
原子力発電・放射まとめ５分 「放射線の人体への影線防災につなげる
響について考えるときには量が大切」

図３作成した配布資料の一部

希望する学校には無料でデータを提供している．
学習モデルの普及に向けた活動として，福井県を中心に学校訪問も実施している．放射線および原子力防災学習モデルの実践事例も増加している．これまでに把握できているだけで，十数校で実践を行っていただいた．その結果，学習モデルは，理科，保健体育，総合学習，学校行事，学級活動など，学校教育の様々な場面で使用可能であることが明らかになった．美浜町エネルギー環境教育体験館「きいぱす」でも学習モデルを使った授業を実施し，放射線学習に役立てている．
福井大学で開催している研究会による研究成果
報告会での参加者（教員）からは，「学校の授業で直接使える放射線教材や指導法がとても参考になった」「防災に関する自助・共助の重要性がよく分かった」といった意見をいただいた．
放射線教育については，2021 年度より，中学校
２年生および３年生のカリキュラムに組み込まれており，かけられる時間の長短はあれ，授業の中で取図２作成したワークシートの一部

5. 考
 察
放射線および原子力防災学習モデルについては，
原子力安全システム研究所のホームページ http://

り上げられるものと思われる．しかし，原子力防災
教育については，おもに原子力発電所の立地地域を中心として行われ，電気の消費地で取り上げられることは少ないと予想される．原子力防災教育については，表２に示す通り，教科，学級活動，学校行事
からのアプローチを，「生徒への主な指導内容」と「重
点ポイント」に分けて盛り込んだ．

www.inss.co.jp/ の該当箇所（研究成果 / その他公学習モデルについては一応の案の完成後も，図４開資料）で既に公開しているが，その作成過程なら

および図５に示すように，実際に教員が使う中で課

びに学習モデルを用いた学校授業などでの実践につ

題を明確にし，残された課題について，対策としいては，本稿で初めて報告している．また学習モデて学習モデルにフィードバックさせる作業を実施

ルについては，福井県内の学校等への配布を行い，した．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 R-8

244

表２

原子力防災教育の特徴
生 徒 へ の主な指導内容区…分重点ポイント
他の自然災害との違い

教科（授業）

原子力防災体制の• …屋内退避，発理解
生から避難ま• …緊急時に対処する
でに時間があ体制や安全を守るることなど他
関連機関の自然災害との違い

避難場所やルー
万一の原子力災害か トを学ぶ
ら身を守る
• …自治体パンフ
学級活動• …自治体パンフや日の教員による（ホームルーム等） 本原子力文化財団
平易な説明の DVD 等 を 教 材•…
防災マップの
として活用
作成

図４

永平寺町志比小学校での授業実践

図５

美浜町立美浜東小学校での授業実践

避難訓練
学校行事
（避難訓練等）• …屋内退避と保護者 屋内退避時
への引き渡し• …顔や手足をよく洗う• …訓練後の放射線についての講話

具体的なフィードバックとしては，永平寺町志比
小学校での授業実践結果から，「保護者引き渡し訓
練では，実際に保護者に学校へ来てもらって臨場感を高めること」を学習モデルの内容に追加した．さらに地震などの場合は想定外のことが起きるので，様々なケースを想定して日頃から訓練をしていく必要性についても記載した．
また，美浜町立美浜東小学校での授業実践結果から，「避難訓練時は声が通ったが，実際の事故時は

引
 用文献

もっと騒々しい可能性が高いので，拡声器を常備し国立研究開発法人科学技術振興機構：理数系教員ておくこと」，「保護者引き渡しの際，保護者に連絡（コア・サイエンス・ティーチャー）養成拠

がつかない可能性があるので，日頃から，保護者の点構築プログラム．…

職業・連絡先等を把握しておくこと」の２つを学習

http://www.jst.go.jp/cpse/cst/…

モデルの内容に追加した．

（2021 年 6 月 14 日）
．

6. お
 わりに
学習モデルについては，理科や総合学習の授業や学級活動，学校行事，クラブ活動などで利用可能である．今後，普及活動に力を入れていきたい．
また，学習モデルを研究会に所属する教員が実際に授業に使用して，その結果を再び学習モデルに織り込むことにより，さらに内容をブラッシュアップ
させていきたい．

原子力安全システム研究所（2013）放射線学習絵本『はじめましてほうしゃせん』．…
http://www.inss.co.jp/book/1083.html…
（2021 年 6 月 14 日）．
放射線および原子力防災学習モデル．…
http://www.inss.co.jp/wp-content/themes/
inss/images/research/ 放 射 線 お よ び 原 子 力
防災学習モデル .pdf（2021 年 6 月 14 日）．

INSS JOURNALINSSVol.
JOURNAL
27 2020
Vol.SR-4
27 2020 SR-4
INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

１
245

亀裂構亀
造裂
物構
評造
価物
の評
た価
めの
のたJめ
積の
分J算積
出分
方算
法出方法
Ways of Obtaining
Ways of Obtaining
J-integrals
J-integrals
for Assessment
for Assessmentof Crackedof Components
Cracked Components＊1
釜谷
釜谷（Masayuki
昌幸 （Masayuki
Kamaya）＊1
Kamaya）＊1
釜谷 昌幸
昌幸（Masayuki…Kamaya）

要約
亀裂を有する構造物の破壊評価において，
要約
亀裂を有する構造物の破壊評価において，破壊の駆動力指標として破壊の駆動力指標として
J 積分が用いられる．
J 積分が用いられる．
J 積分は，亀裂先端の弾塑性状態を代表する指標で，J 積分は，亀裂先端の弾塑性状態を代表する指標で，
弾塑性有限要素解析により得ることができる．
弾塑性有限要素解析により得ることができる．
その値は，亀裂と構造物の形状や負荷の大きさの他，応力・ひずみ曲線などの材料の変形特性にその値は，亀裂と構造物の形状や負荷の大きさの他，応力・ひずみ曲線などの材料の変形特性にも依存する．
も依存する．
そのため，種々の構造物と亀裂形状に対応した解を表として準備することは難しく，
そのため，種々の構造物と亀裂形状に対応した解を表として準備することは難しく，維持規格にも維持規格にも
J 積分の値は与えられていない．その代替として，JJ 積分の値は与えられていない．その代替として，J積分の簡易推定法などが提案さ
積分の簡易推定法などが提案されている．本稿では，Jれている．本稿では，J
積分の算出方法の現状についてまとめた．J
積分の算出方法の現状についてまとめた．J
積分の特徴を総括するととも積分の特徴を総括するとともに，簡易解析法（参照応力法と参照塑性勾配法）について解説した．そして，最後に，著者がこに，簡易解析法（参照応力法と参照塑性勾配法）について解説した．そして，最後に，著者がこれまで発表してきた内表面に亀裂を有する配管のれまで発表してきた内表面に亀裂を有する配管のJ 積分解を紹介した．
J 積分解を紹介した．
キーワード キーJ 積分，破壊評価，参照応力法，参照塑性勾配法,
ワード
J 積分，破壊評価，参照応力法，参照塑性勾配法,
維持規格
維持規格

Abstract J-integral
Abstractis used
J-integral
as a driving
is used asforce
a drivingparameter
forceforparametercomponent
forfailurecomponent
in fracture
failureassessments
in fracture assessmentsofofcracked components.
cracked components.
The J-integralThe
represents
J-integral
anrepresents
elastic-plastic
an elastic-plastic
condition nearcondition
the crack-tip
near theandcrack-tip
its valueandis its value isobtained by obtainedelastic-plastic
by elastic-plastic
finite element
finiteanalyses.
element
Theanalyses.
magnitude
Theofmagnitude
the J-integralof thedepends
J-integral
not depends
only on not only on
crack and component
crack and geometries
component asgeometries
well as theas wellmagnitude
as the ofmagnitude
the appliedof theload,applied
but also
load,
on butmaterial
also on material
deformation deformation
properties suchproperties
as the such
stress-strain
as the stress-strain
curve. Therefore,
curve.itTherefore,
is not an iteasy
is nottaskanto easy
preparetasktheto prepare theJ-integral solutions
J-integralforsolutions
a tabulated
for aform
tabulated
and J-integral
form andsolutions
J-integralhave
solutions
not been
haveprescribed
not been inprescribed
thein thefitness-for-service
fitness-for-service
codes. As ancodes.
alternative,
As an inalternative,
some fitness-for-service
in some fitness-for-service
codes, a simplified
codes, aJ-integral
simplified J-integral
estimation procedure
estimationis procedureprovided. isThisprovided.
paper summarizes
This paper thesummarizes
current situation
the currentof thesituation
J-integralof theestimation
J-integral estimation
procedure. First,
procedure.
the characteristics
First, the characteristicsof the J-integralof theareJ-integral
summarized.
are summarized.
Then, two simplified
Then, twomethods,
simplified
themethods, thereference stressreference
methodstressand reference
method andplastic
referenceslope plastic
method,slope
are outlined.
method, areFinally,outlined.
someFinally,solutionssomethesolutions
author the author
has suggestedhas
forsuggested
pipes withforinsidepipessurface
with insidecrackssurfaceare presented.
cracks are presented.
Keywords
code

Keywords
J-integral, fracture
J-integral,
assessment,
fracturereference
assessment,
stressreference
method,stressreference
method,plastic
referenceslope method,
plastic slope
fitness-for-service
method, fitness-for-servicecode

1. はじ1.
めにはじめに維持規格では，図維持規格では，図1 に示すように塑性崩壊，弾塑性
1 に示すように塑性崩壊，弾塑性
破壊，および脆性破壊の破壊，および脆性破壊の3 つの破壊モードが想定され3 つの破壊モードが想定される(2)．そして，破壊モードによって，用いる駆動力指標
る(2)．そして，破壊モードによって，用いる駆動力指標
国内の原子力発電プラント機器において亀裂が発見
国内の原子力発電プラント機器において亀裂が発見と材料強度の強度特性が異なる．塑性崩壊は構造物断と材料強度の強度特性が異なる．塑性崩壊は構造物断された場合，当該機器の構造健全性評価は日本機械学
された場合，当該機器の構造健全性評価は日本機械学
面で生じる延性破壊で，面で生じる延性破壊で，断面における平均的な応力断面における平均的な応力（実（実
会の発電用原子力設備規格維持規格（以後，維持規格）
会の発電用原子力設備規格維持規格（以後，維持規格）(1)(1)
断面応力）が破壊を引き起こす駆動力になる．機器設
断面応力）が破壊を引き起こす駆動力になる．機器設の規定にしたがって実施される．
の規定にしたがって実施される．
具体的には，
具体的には，
亀裂の
亀裂の計など亀裂がない構造物を対象にする場合は，塑性崩計など亀裂がない構造物を対象にする場合は，塑性崩進展予測と，進展後の亀裂寸法を想定した破壊評価が進展予測と，進展後の亀裂寸法を想定した破壊評価が壊を想定して強度評価が実施される．そして，ステン壊を想定して強度評価が実施される．そして，ステン実施される．そして，予測された強度が基準を満足す実施される．そして，予測された強度が基準を満足す
レス鋼のように延性が大きい材料に対しては，亀裂構
レス鋼のように延性が大きい材料に対しては，亀裂構れば亀裂を補修することなく機器の使用を継続できる．
れば亀裂を補修することなく機器の使用を継続できる．
造物であっても塑性崩壊が破壊モードとして想定され造物であっても塑性崩壊が破壊モードとして想定され破壊評価では，延性破壊や脆性破壊などの破壊モード
破壊評価では，延性破壊や脆性破壊などの破壊モード
る(1)．
（壊れ方）を想定した上で，破壊モードに対応する破（壊れ方）を想定した上で，破壊モードに対応する破る(1)．

断面全体が変形する塑性崩壊に対し，弾塑性破壊と断面全体が変形する塑性崩壊に対し，弾塑性破壊と壊の駆動力を算出する．そして，材料の強度が破壊駆壊の駆動力を算出する．そして，材料の強度が破壊駆脆性破壊は亀裂先端の局所から破壊する．
脆性破壊は亀裂先端の局所から破壊する．
したがって，
したがって，
動力よりも大きければ，破壊しないと判断される．破
動力よりも大きければ，破壊しないと判断される．破弾塑性破壊と脆性破壊に対する破壊評価には局所的な弾塑性破壊と脆性破壊に対する破壊評価には局所的な壊モードは，材料の他，亀裂や構造物の形状などに依壊モードは，材料の他，亀裂や構造物の形状などに依応力やひずみの大きさを代表する
J 積分や応力拡大係
J 積分や応力拡大係
存し，複数の破壊モードを想定する場合もある．
存し，複数の破壊モードを想定する場合もある．応力やひずみの大きさを代表する＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所
技術システム研究所※１（株）原子力安全システム研究所※１（株）原子力安全システム研究所
技術システム研究所
技術システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

246

破壊モード

延性

破壊モード

駆動力指標

塑性崩壊

荷重（応力）

弾塑性破壊

J積分
（J値）

脆性破壊

応力拡大係数
（K値）

降伏強度
引張強さ

小

小

照射損傷
亀裂サイズ

大

材料の強度特性JR曲線、または
弾塑性破壊靭性（JIc）

大

脆性

図1

破壊靱性（KIc）

維持規格で想定される破壊モード

数が駆動力指標として用いられる．弾塑性破壊と脆性

J 積分は，物理的意味の理解が容易とは言えない弾塑

破壊のどちらの破壊モードが出現するかは，材料や使性破壊力学パラメータとなる．そして，実用の場では，用温度などの条件による．とくに，原子力発電プラン

解析によって得られた値や簡易評価法など複数の方法

ト機器を対象にした場合は，中性子照射や熱による脆が運用されており，どの値を用いるべきか判断に困る化の影響を考慮する必要がある．維持規格では，脆化場面も想定される．本稿では，亀裂構造物の破壊評価が想定される原子炉圧力容器や炉内構造物などに対しに用いる J 積分を得るために必要な知見をまとめる．2ては脆性破壊を想定する規定となっている．その他の章では，J 積分の基本的な事項を解説する．とくに，破一般的な材料であれば，弾塑性破壊が想定される．

壊評価を実施するために理解しておくべき知見を中心

弾塑性破壊では，破壊の駆動力として J 積分が用い(3)にまとめる．3 章では，J 積分の簡易評価法を示すととられる ．J 積分は，亀裂先端への応力とひずみの集中

もに，その特徴と適用に際しての注意点をまとめる．

を考慮した力学パラメータであり，単位面積あたりのそして，4 章には，簡易評価法に依らずに，正確な J

エネルギーの次元を有する．したがって、負荷される積分を得るために著者がこれまで公表してきた J 積分

外力に加え，材料の変形特性の影響も受ける．実構造解を紹介する．

物に対する J 積分を算出するには，有限要素解析を実施する必要がある．しかし，維持規格のユーザーが有2. J積分の特徴

限要素解析を利用できるとは限らない．また，利便性のためにも有限要素解析を実施しなくても J 積分が得

亀裂先端では応力とひずみが集中し，その大きさはられることが望ましい．しかし，材料の変形特性にも理論上，無限大になる．したがって，破壊駆動力が応依存する J 積分を解として整備することは容易ではな

力やひずみであったならば，亀裂は無条件に破壊する

い．そして，維持規格で対象となるような構造物に対と判断されることになる．しかし，実際は小さい亀裂

する J 積分の解が十分整備されているとは言えない状は破壊しにくい．つまり，亀裂先端における無限大の況にある．それに代わる方法として，簡易評価法も提応力やひずみにも大きさが存在する．その大きさを代案されており，いくつかの規格で採用されている．

表するパラメータが応力拡大係数や J 積分となる．寸INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

まず，応力とひずみの関係（応力・ひずみ曲線）法 a の亀裂に応力 σ が負荷されている場合の応力拡大係数は下式で表すことができる．

K  f1  a247

が次式の指数則にしたがう材料を想定する．

(1)

 



o
 o 

n(2)

ここで f1 は亀裂と構造物の形状から決定される形状係数を示す．一部の場合を除き形状係数は，有限要素解

ここで，o とo は基準応力と基準ひずみで，n とは材

析などの数値解析により求める必要がある．応力拡大

料定数を示す．o とo にそれぞれ降伏強度y とそれに係数は，弾性力学において定義されるパラメータとな対応する降伏ひずみy/E（E はヤング率）を用いる．(2)

る．等方均質体の弾性材料の変形特性はヤング率とポ式の材料特性に対する J 積分の解析解は得られておりアソン比で代表できるが，応力拡大係数はポアソン比(6)，その値 Jp は次式で表すことができる(7)．

にのみ依存する．一般的な金属材料のポアソン比は 0.3
近傍で，多くの場合 0.3 が仮定される．したがって，応力拡大係数は実質的に材料に依存しない．そして，弾J p  h1

 y2 t  P 性（線形）パラメータであることから，負荷の大きさ

n 1

(3)

 
E  PL に対しては比例的に変化し，複雑な負荷分布に対しては，解の重ね合わせが適用できる．平板や配管など代P と PL は負荷する荷重と極限荷重を示す．極限荷重は，表的な構造物や亀裂形状に対する形状係数はハンドブ

図 1 の塑性崩壊が発生する限界荷重に相当する．(3)式

ックにまとめられている(4)．維持規格の評価において，

では，Jp が荷重 P の関数となっていることから，形状

亀裂は半楕円状に置き換えられる．配管内表面に半楕係数に相当する h1 が与えられればy，n およびで定円亀裂が存在した場合の形状係数は亀裂の深さ（厚さ義される任意の材料と荷重に対する J 積分を得ることに対する比），亀裂の形状（深さと長さの比）そして配ができる．しかし，h1 は亀裂と構造物の形状のみでな

管形状（半径と厚さの比）に依存する．維持規格では，

く材料定数にも依存する．経験的には，による h1 の3 つのパラメータを系統的に変化させて得られた形状

変化は小さいので，考慮すべき材料パラメータは n の係数が表の形で与えられている．評価を実施する際は，みとなる．配管内表面の亀裂に対しては，3 つの形状因

表の値を内挿により求めることで，有限要素解析を実子に材料定数 n を加えた 4 次元の表が必要となるが，4施しないでも，応力拡大係数を求めることができる．

章でも示すように，準備することは不可能ではない．

維持規格の添付 E-5 には，評価に必要になると思われ

応力・ひずみ曲線を(2)式で表わすことのできる材料

る形状係数が網羅されている(5)．

は限られ，一般的な構造材料への適用は誤差を伴う．

緒言でも述べたように，応力拡大係数は例えば中性構造材料の応力・ひずみ曲線の近似式（以下，構成式）

子照射を受けた材料のように硬い材料，つまり塑性変として，次式の Ramberg－Osgood 式（R-O 式）がよく形が生じにくく，弾性的な変形が想定される材料の破用いられる．

壊評価に用いられる．一方，塑性変形の影響が無視できない材料の破壊評価には，J 積分を用いた弾塑性破壊
力学評価が適用される．J 積分では，応力拡大係数に対する 3 つのパラメータに加え，降伏強度や応力・ひずみ曲線などの材料の変形特性も考慮する必要がある．
さらに，材料は荷重に対して非線形に変形することか
ら，荷重の大きさも考慮する必要がある．変形特性が 1つの定数で代表できたとしても，
3 つの形状因子と荷重の大きさを併せた 5 つのパラメータに対応した 5 次元   
y 
y
 

E


y

n

(4)

この材料に対する J 積分 J は次式で得られる(12)．

 K  a    h  t  P 
J J J 
2

e

e

p

E

1

2
y

 
E  PL 

n 1

(5)

の表を準備する必要があり現実的ではない．そこで，表の次元を下げるため，以下の方法により荷重の影響

ここで，E ' = E/(1–v2) （E と v はそれぞれヤング率とポを正規化する．

アソン比）で K(ae)は亀裂寸法 ae に対応した応力拡大係

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1248

数を示す．Jp は(3)式による．弾塑性状態の J 積分は弾性と塑性の単純な足し合わせで求まるわけではない．

J

E ref

 ref

Je

(6)

その補正のために ae（> a）が用いられる．ae は亀裂先端で塑性変形が生じることによる実質的な亀裂進展を

ここで，σref は下式で求まる参照応力を示す．

考慮した寸法との解釈(9)もあるが，a ではなく ae を用いる目的は(5)式の精度を高めることにある．4 章に記載した解では，正しい J 積分（有限要素解析の結果）に

 P
 y
 PL 

 ref  

近い値が得られる ae を経験的に決定している．応力拡
大係数を変換した Je と Jp の和を用いることで，実用的な(4)式の構成式の材料に対して任意の荷重の J 積分を得ることができる．
以上のように，構成式が(2)式または(4)式で近似できる場合は，J 積分の解を 4 次元の表として準備すること

参照ひずみ εref は材料の応力・ひずみ関係における σrefに対応するひずみと定義される．Je は(5)式でも用いられている弾性の J 積分で応力拡大係数 K を用いて，次式により変換される．

ができる．しかし，4 次元のパラメータを系統的に変化させて有限要素解析を実施するには多くの労力が必要となることから解の整備には限界がある．実際に，3

(7)

Je 

K 2 1  2 (8)E

次元表面亀裂に対する系統的な J 積分の解が報告された例は限られる(10)-(15)．そして，維持規格の評価に対応する実用段階まで網羅されているとは言えない状況に参照応力法の物理的な意味の解釈のため，(6)式を以下のように展開する．

ある．また，R-O 式が全ての材料に適用できるとは限らないという問題もある(16)．
任意の応力・ひずみ曲線の材料に対する J 積分を得

E K
J  ref

 refるため，次節で説明する参照応力法などの簡易評価法

1   
1   K  f 

E

2

2

2

2

応力法の適用は炉内構造物を対象にした場合に限られ

1 K  f 
 1    KK

1 が適用されている規格もある(17)(18)．維持規格では参照

1 ref

ref



  a

ref



a

ε

(9)

る．任意の応力・ひずみ曲線に対応できる方法として，維持規格では J 積分を用いない Z 係数法と 2 パラメー2

タ評価法が規定されている．Z 係数法は代表的な亀裂

ここで，Kε はひずみ拡大係数に対応する(26)．つまり，J形状と材料に対して予め弾塑性破壊力学評価を実施し積分は応力（K）とひずみ（Kε）の積で表される．参照て，保守的な破壊荷重を規定する簡易法で，得られる

応力法では，ひずみ拡大係数に対する形状係数も応力解は過度に保守側になる場合もある(19)．2 パラメータ拡大係数と同じ f1 を用いている．h1 が n に依存したよ

評価法には，J 積分を用いなくても破壊評価が実施できうに，厳密にはひずみ拡大係数の形状係数は材料の構るオプションが準備されている．しかし，これも保守側の評価になることが知られている(20)．合理的な評価のためには J 積分を算出する必要がある．

成式に依存する．しかし，塑性ひずみが小さい場合は，J ≒ Je が成立するように，ひずみ拡大係数の形状係数
は f1 に近い．参照応力法により精度のよい J 積分が得られる場合もあるが，必ずしも保証されたものではな

3. J積
積分の簡易評価法

い(27)(28)．また，参照応力法の精度は，用いる極限荷重

3.1 参照応力法とで，J 積分の算出精度を上げる取り組みも報告されて参照応力法では，下式により J 積分が算出される(21)-(25)．

PL に依存する(29)(30)．逆に，極限荷重の値を調整するこいる(31)-(35)．
参照応力法は，精度に対する問題は指摘されている
ものの，(6)式の導出の考え方が根拠をもって解説されており(21)，受け入れられやすいものとなっている．応力拡大係数解（(8)式から得られる Je）と応力・ひずみ曲線から J 積分を得られる簡便さも実用では重要とな

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

249

1
Ep

Bi-linear curve

Stress 

Original stress-strain curve

Crack

Reference point(ref, ref)

y

20a
2a

E

20a
Strain 

図 2 参照塑性勾配法（2 直線近似の方法）

図4
800

1

700

Stressref(2)ref(1)

Ep(2)
Ep(1)
Original stress-strain curve

yNominal stress, MPa

Ep(3)ref(3)

引張荷重を受ける 2 次元平板モデル

600
500
400
300
SM490
S45C
STS370
316N
CF8

200
100
0

0

10

20

30

40

50

60

Nominal strain, %Strain
図 3 参照塑性勾配法（塑性勾配の同定方法）

図5

想定した材料の公称応力・ひずみ曲線

る．現実問題として，任意の応力・ひずみ曲線から有提案している．この方法のオリジナルは，ステンレス

限要素解析なしに J 積分を推定することのできる唯一鋼の構成式としてよく用いられる Swift 構成式の J 積分の方法となる．そして，一部の規格の破壊評価に適用を算出するために提案された(36)．原理的には，任意のされている．しかし，規格に規定されていることが，応力・ひずみ曲線に適用できることから，J 積分の簡易

必ずしも妥当な評価が行えることを意味しない．実機評価法として文献(37)において一般化した．本稿では，評価を実施したい社会的な要求の中で，取り得る選択

RPS 法を参照塑性勾配法と称し，以下で概要を説明す

肢が少ないのが現状である．

る．
手順としては，応力・ひずみ曲線を 2 直線の応力・3.2 RPS法
法（参照塑性勾配法）

ひずみ曲線（以後，2 直線とよぶ）に置き換えて J 積分を算出する．置き換えの方法として，図 2 に示すよう任意の応力・ひずみ曲線を有する材料の J 積分を推に，参照応力法と同様に参照応力を用いる．このよう定する方法として，著者は Reference Plastic Slope 法をにして置き換えた 2 直線に対する J 積分が，オリジナ

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250

12
10

元平板の中央部に貫通亀裂が存在する場合の J 積分を基本的な例として検討した(37)．応力・ひずみ曲線とし

316N

8

J/Je

の精度に依存する．図 4 に示す引張荷重を受ける 2 次

通常の有限要素解析
参照塑性勾配法（有限要素解析適用）
参照塑性勾配法（式による予測）ては，図 5 に示す 3 つの炭素鋼（SM490，S45C，STS370）と溶体化ステンレス鋼（316N），および鋳造ステンレス

6

鋼（CF8）を想定した．316N に対する J 積分を比較し4た結果を図 6 に示す．荷重 P は極限荷重 PL で，J 積分
は Je で正規化している．PL としては，平板の理論解を20用いた．応力・ひずみ曲線を用いて有限要素解析にて
0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

P/PL

図 6 参照塑性勾配法と通常の有限要素解析により算出した J 積分の比較算出した J 積分（図中の破線）は，参照塑性勾配法により得た 2 直線近似を用いた有限要素解析結果（緑実線）に近いことがわかる．つまり，2 直線近似しても，
J 積分はほとんど変化しない．他の材料についても，同様の結果が得られた．赤実線は，2 直線の J 積分を有限要素解析ではなく，近似式で算出した結果を示している．近似式は以下の手順により求めた．
降伏強度が零の弾性域が存在しない場合の 2 直線
（実際には 1 直線）の J 積分 Jps は Je と同様に，次式で算出できる．

J ps 

K 2 1  p2 
Ep

(10)

ここで，Ep は塑性勾配を示す．vp は塑性域のポアソン比に相当し，体積一定の塑性変形に対して 0.5 を適用
図7

2 直線の J 積分の係数 β の変化（(11)式参照）

する．2 直線の J 積分は荷重 σref/σy が大きくなると Jpsに漸近する．一方，荷重が小さく完全に弾性の場合の J
積分は Je に等しくなる．つまり，2 直線の J 積分は Je

ルの応力・ひずみ曲線の J 積分とほぼ同じであることが確認されている．2 直線を定義するのに必要なパラメ
ータは，降伏点と降伏点以降の勾配（塑性勾配）のみであるから，2 直線の J 積分は比較的簡便に準備できる．

と Jps の中間の値となる．そこで，係数 β を用いて次式
で J を表す．

J 
J e   J ps  J e (11)

図 3 に示すように，任意の応力・ひずみ曲線に対して 2直線近似を行い，J 積分を推定する．参照応力法では参照点を決定するための PL の選択が重要であった．参照
塑性勾配法では，構造物の真の極限荷重を PL に用いることを基本としている．極限荷重の予測式については，
種々の解を参照できる(38)．一般に提案されている極限
荷重式は安全側に設定されている．参照塑性勾配法において，安全側の極限荷重を用いると，推定される J
積分も大きくなり，安全側の破壊評価をもたらすことになる．
参照塑性勾配法の精度は，応力・ひずみ曲線を 2 直線近似することによる J 積分の変化と，2 直線の J 積分

図 7 に P/PL に対する β の変化を示す．荷重が大きくなるにしたがって，β が 1 に収束している（J が Jps に漸近している）．そして，β は正規化した塑性勾配 E/Ep
による変化が小さかった．P/PL と β の関係を定式化することで，任意の荷重に対する J 積分が得られる．文献(37)では，β を P/PL と Ep，および亀裂長さ a の関数として式の形に表すことができた．その式を用いて得られた結果が，図 6 の赤実線となる．文献(37)では，さらに，曲げ荷重を受ける管内表面に半楕円亀裂がある
場合の 2 直線の J 積分も式の形で得ている．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

t
2

251

a
Rm

P

図 8 周方向亀裂を有する曲げ荷重を受ける配管
図9以上のように，参照塑性勾配法では，2 直線の J 積分を準備すれば，任意の応力・ひずみ曲線の J 積分は高周方向亀裂の有限要素モデル（Rm/t = 10, a/t = 0.5, / = 0.5）

れている(30)．管形状，および亀裂形状は以下の数値の組み合わせとした．

精度に推定することができる．また，2 直線の J 積分は表ではなく，式で表現できるなど，実用的な方法と考Rm/t = 5, 10, 20, 30

えられる．今後の発展が期待される．

a/t = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8

/ = 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5

4. 配管のJ積
積分解解析に用いた有限要素メッシュの例を図 9 に示す．
これまで著者が発表してきた，一定深さ周方向亀裂を有する曲げ荷重下の直管と，軸方向半楕円き裂を有する内圧荷重下の直管の J 積分を紹介する．

4.1 周方向亀裂を有する曲げ配管(1) 算出条件

配管には曲げモーメントのみが負荷され，軸力は考慮しなかった．
最新点（対称位置）の節点での J 積分を算出した．

(2) J積
積分の算出方法得られた J 積分解を表 1 と表 2 にまとめる．これらの表の値を用いて，以下の手順で J 積分が算出できる．

図 8 に示す一定深さの周方向亀裂が内面に存在する直管が曲げ荷重を受ける場合の J 積分の解を算出した(39)(40)．

対象は R-O 構成式に従う材料で，構成式の指数定数n は n = 3, 5, 7 10 および 13 とした．定数 α は 1.5 として算出したが，α = 4 または 8 とした場合も，算出され，亀裂形状（a と）① 配管形状（t および Rm/t）
および曲げモーメント P を設定する．
② (4)式の構成式（R-O 式）の材料定数（α と nおよびy）を決定する．
③ 極限荷重 PL を下式で算出する．

る J 積分に及ぼす影響は小さいことを確認した．つまり，α = 1.5 以外の場合も適用できる．降伏強度y とヤ
ング率 E はそれぞれ 200 MPa と 180 GPa としたが，これらの値以外の場合にも適用できる．ポアソン比は 0.3とした．管は厚さ t を 40 mm に固定し平均半径 Rm との
比 Rm/t を変化させた．板厚の影響がないことは確認さaPL  2 y Rm2 t  2 sin   sin  
t


1
a 


 

2
t 

(12)
(13)

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

252

t
P

a
2c

Rm

P

図 10 軸方向亀裂を有する内圧を受ける配管

図 11

軸方向亀裂の有限要素モデル（Rm/t = 10, a/t = 0.2, a/c = 0.2）

④ (1)式にしたがって応力拡大係数を求める．応力 σ は断面係数 Z を用いて σ = P×Z により算出する．定数 f1 は表 1 による．
⑤ 下式により ae を算出する

解析に用いた有限要素メッシュの例を図 11 に示す．
亀裂面を含めた配管内面に内圧 P を負荷した．内圧が負荷された配管では軸方向荷重も作用する．しかし，
実配管では軸方向の変位が拘束され，必ずしも軸力が



P
1
ae a 1   0.5n  1.5  f12   (14) PL  1  2  P PL  2⑥(3)式から Jp を算出する．h1 は表 2 の値を用いる．

⑦ 以上求まった値を用いて(5)式により得られ作用するとは限らない．本解析では，安全側に，軸力を考慮しなかった．
表面点と最新点の 2 点の J 積分を算出した．

(2) J積
積分の算出方法得られた J 積分解を表 3 と表 4 にまとめる．これらる J が，得られる J 積分となる．

の表の値を用いて，以下の手順で J 積分が算出できる．

4.2 軸方向亀裂を有する内圧配管① 配管形状（t および Rm/t），亀裂形状（a と c）

(1) 算出条件
図 10 に示す半楕円の軸方向亀裂が内面に存在する直管が内圧を受ける場合の J 積分の解を算出した(40)(41)．
対象は R-O 構成式に従う材料で，構成式の指数定数n は n = 3, 5, 7 10 および 13 とした．定数 α は 1.5 としおよび内圧 P を設定する．
② (4)式の構成式（R-O 式）の材料定数（α と nおよびy）を決定する．
③ 極限荷重 PL を下式で算出する．

PL 

た．降伏強度y とヤング率 E はそれぞれ 200 MPa と 180
GPa とした．ポアソン比は 0.3 とした．管は厚さ t を 40
mm に固定し平均半径 Rm との比 Rm/t を変化させた．管Mt t a 1 
t
y 

Rm
 t a 1 M t (15)

1.61c 2
Rm t

(16)

1

形状，および亀裂形状は以下の数値の組み合わせとした．

④ (1)式にしたがって応力拡大係数を求める．応力 σ は σ = P×Rm/t により算出する．定数 f1 は

Rm/t = 5, 10, 20, 30
a/t = 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5,
0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75
c/a = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0

表 3 による．
⑤ 下式により ae を算出する

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

2
1  n  1  K  a   1ae a  
26  n  1   y   1   P PL  



(17)

⑥ (3)式から Jp を算出する．h1 は表 4 の値を用いる．
⑦ 以上求まった値を用いて(5)式により得られる J が，得られる J 積分となる．

5. おわりに一般的な解説書では J 積分は亀裂進展に伴うエネル
ギー解放率として，難解な式により定義される．非線形の弾塑性力学において用いられる J 積分は，弾性力学パラメータである応力拡大係数よりもさらに敷居が高く思える．本稿は，あえて詳細な定義式を用いずに，
表題にある「亀裂構造物評価のための」を前提に，必要となる部分のみを抜き出して解説としてまとめた．
より厳密な定義などは文献(42)など，優れた解説を参照
されたい．本稿では，J 積分は亀裂先端の応力とひずみの集中を代表するパラメータであること，弾塑性状態に対応した破壊評価に用いられる駆動力指標であることの 2 つを定義に代わるものとした．そして，J 積分に対するもう一つのハードルであると思われる，値を得ることの困難さについてまとめた．J 積分の値を得る方法として以下のように要約できる．
(1)

正確な値は有限要素解析により算出する必要が
ある．

(2)

予め計算された解が整備されているが，想定される材料構成式は R-O 式に限られる．本稿 4 章においても紹介されている．

(3)

有限要素解析を用いないで，任意の構成式に対して J 積分を得るために参照応力法が用いられている．ただし，参照応力法は J 積分の推定式であり，必ずしも正しい値を算出するものでは
ない．

(4)

任意の構成式に対応する方法として，参照塑性
勾配法も紹介した．開発されて間もないが，精度と簡便さの両方を備えた方法として，今後の発展が望まれる．

弊社ホームページから要求いただければ，4 章で紹介した表 1～表 4 は電子データとしてお渡しすることもできる．解の精度は参照した文献(39)と(40)の中で検253討されている．しかし，解の妥当性は客観的に示されるべきと考えている．検証にご協力いただければ幸甚である．
本稿ならびにお渡ししたデータを用いて得られる結果については，著者ならびに本稿の発行元である㈱原子力安全システム研究所はいかなる責任も負わないことをお断りしておく．

引用文献(1) 日本機械学会, 発電用原子力設備規格維持規格,
JSME S NA1-2016 (2016), 日本機械学会.
(2) 釜谷昌幸，北條智博，望月正人，中性子照射を受けた原子炉容器炉内構造物の構造健全性（ステンレス鋼構造物の冷間加工による破壊強度変化），
日本機械学会論文集, Vol. 80, (2014) SMM0252.
(3) 釜谷昌幸, “軸方向き裂を有する鋳造ステンレス
鋼管の破壊評価法”, 日本機械学会論文集Ａ編,
Vol. 78, No. 794 (2012), pp.1473-1484.
(4) Committee on Fracture Mechanics, The Society ofMaterial Science, Japan, Stress Intensity Factors
Handbook Volume 1-3, Pergamon Press (1987).
(5) N. Miura, Y. Takahashi, H. Shibamoto and K. Inoue,“Comparison of stress intensity factor solutions forcylinders with axial and circumferential cracks”,
Nuclear Engineering and Design, Vol.238 (2008),
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(6) J. W. Hutchinson, “Plastic stress and strain fields at a
crack tip”, Journal of the Mechanics and Physics ofSolids, Vol.16 (1968), pp.337-347.
(7) N. L. Goldman and J. W. Hutchinson, “Fully plastic
crack problems: the center-cracked strip under planestrain”, International Journal of Solids and Structures,
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solution”, ASTM STP 590 (1976), pp.3-26.
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for the Compact Specimen,” In: Fracture Mechanics:
Twelfth Conference, ASTM STP 700 (1980), pp.
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(10) A. Zahoor, Ductile Fracture Handbook, EPRI
NP-6301 (1989), Electric Power Research Institute.
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(12) Y. J. Kim, J. S. Kim, Y. Z. Lee and Y. J. Kim,
“Non-linear fracture mechanics analyses of partcircumferential surface cracked pipes”, International
Journal of Fracture, Vol. 116 (2002) 347-375.
(13) Y. Lei, “J-integral and limit load analysis ofsemi-elliptical surface cracks in plates under bending”,
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254

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1(14) Y. Lei, “J-integral and limit load analysis ofsemi-elliptical surface cracks in plates under
combined tension and bending”, International Journalof Pressure Vessels and Piping, Vol. 81 (2004) 43-56.
(15) Y. J. Kim, J. S. Kim, Y. J. Park and Y. J. Kim,
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(18) Fitness-For-Service API579-1/ASME FFS-1, ASME,
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inside pipes under bending load”, Journal of Solid
Mechanics and Materials Engineering, Vol. 10 (2009),
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力学評価のための荷重割増し係数（Z 係数）”, 日本機械学会論文集Ａ編, Vol. 79, (2013),
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(41) M. Kamaya, “J-integral solutions for surface cracks
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32, No.362 (1983), pp.1285-1290.

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

R m/t

5

10

20

30

 
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5

0.1
0.887
0.882
0.892
0.893
0.893
0.893
0.953
0.949
0.960
0.960
0.960
0.960
0.955
0.957
0.967
0.968
0.968
0.968
0.952
0.942
0.966
0.954
0.954
0.954

表1

周方向亀裂の f1

0.2
0.915
0.963
0.988
0.993
0.994
0.995
1.08
1.10
1.12
1.12
1.12
1.12
1.15
1.16
1.18
1.18
1.18
1.18
1.16
1.17
1.18
1.18
1.18
1.18

0.3
0.897
1.01
1.07
1.08
1.08
1.08
1.15
1.22
1.26
1.27
1.27
1.27
1.31
1.35
1.38
1.38
1.38
1.38
1.37
1.39
1.42
1.42
1.42
1.42

表 2(a)

5

10

20

30

 
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5

0.1
0.427
0.405
0.398
0.383
0.371
0.366
0.426
0.402
0.400
0.383
0.371
0.366
0.390
0.364
0.374
0.358
0.346
0.341
0.392
0.334
0.378
0.337
0.325
0.320

0.6
0.803
1.05
1.27
1.36
1.40
1.41
1.18
1.49
1.72
1.80
1.82
1.83
1.64
1.96
2.16
2.21
2.22
2.22
1.90
2.22
2.37
2.41
2.41
2.41

0.7
0.780
1.05
1.33
1.47
1.53
1.55
1.16
1.53
1.86
1.99
2.05
2.06
1.67
2.11
2.44
2.55
2.58
2.58
1.99
2.46
2.77
2.85
2.86
2.86

0.8
0.778
1.07
1.41
1.61
1.71
1.75
1.15
1.55
2.00
2.21
2.30
2.33
1.65
2.19
2.71
2.89
2.95
2.95
2.00
2.62
3.14
3.29
3.32
3.32

0.6
2.45
3.60
3.59
2.86
2.20
1.71
5.35
6.97
6.86
5.52
4.09
2.97
10.5
12.5
12.2
9.32
6.57
4.74
14.6
17.2
16.5
12.0
8.21
5.84

0.7
2.56
3.90
4.03
3.13
2.24
1.53
5.62
7.83
8.07
6.31
4.28
2.69
11.4
15.0
15.5
11.3
7.09
4.42
16.4
21.4
21.9
15.2
9.08
5.59

0.8
2.86
4.64
5.21
4.10
2.52
1.46
6.25
9.54
10.8
8.15
4.80
2.50
12.8
18.7
21.1
14.4
7.69
3.94
18.8
27.5
30.2
19.2
9.74
4.82

周方向亀裂の h1 (n = 3)

h 1 (n = 3 )
R m/t

a /t
0.4
0.5
0.867 0.834
1.03
1.05
1.14
1.21
1.17
1.26
1.18
1.28
1.18
1.29
1.18
1.19
1.33
1.42
1.41
1.57
1.42
1.61
1.43
1.62
1.43
1.62
1.45
1.57
1.56
1.77
1.61
1.87
1.62
1.89
1.62
1.90
1.62
1.90
1.57
1.76
1.65
1.93
1.69
2.01
1.69
2.02
1.69
2.02
1.69
2.02

255

0.2
1.07
1.12
1.08
0.995
0.930
0.895
1.41
1.37
1.30
1.16
1.08
1.03
1.42
1.31
1.27
1.14
1.04
0.994
1.40
1.24
1.24
1.10
1.01
0.957

0.3
1.59
1.85
1.79
1.59
1.44
1.34
2.53
2.64
2.43
2.13
1.86
1.72
3.26
3.12
2.83
2.42
2.12
1.96
3.67
3.32
3.04
2.56
2.24
2.07

a /t
0.4
0.5
2.02
2.30
2.64
3.24
2.57
3.18
2.18
2.60
1.87
2.14
1.67
1.79
3.78
4.80
4.30
5.87
4.00
5.61
3.39
4.60
2.86
3.68
2.52
2.96
5.93
8.66
6.10
9.57
5.45
8.86
4.50
7.02
3.73
5.40
3.24
4.36
7.19
11.3
7.18
12.3
6.30
11.1
5.09
8.52
4.19
6.38
3.62
5.13

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

256

表 2(b)h 1 (n = 5 )
R m/t

5

10

20

30

 
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5

h 1 (n = 7 )
R m/t

5

10

20

30

 
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5

0.1
0.463
0.430
0.407
0.384
0.368
0.362
0.465
0.434
0.412
0.386
0.370
0.363
0.426
0.387
0.384
0.373
0.343
0.336
0.426
0.354
0.388
0.339
0.322
0.315

0.2
1.21
1.28
1.22
1.09
1.01
0.961
1.63
1.59
1.43
1.26
1.15
1.09
1.65
1.49
1.33
1.17
1.06
1.00
1.64
1.40
1.29
1.13
1.01
0.958

表 2(c)
0.1
0.448
0.413
0.394
0.365
0.343
0.334
0.470
0.426
0.405
0.370
0.348
0.337
0.436
0.378
0.368
0.336
0.313
0.304
0.460
0.353
0.382
0.322
0.300
0.290

周方向亀裂の h1 (n = 5)
0.3
1.84
2.16
1.99
1.70
1.46
1.32
3.04
3.11
2.81
2.40
2.03
1.81
4.07
3.92
3.36
2.82
2.37
2.08
4.93
4.35
3.67
3.04
2.56
2.23

a /t
0.4
0.5
2.30
2.63
2.92
3.61
2.66
3.17
2.16
2.46
1.80
1.94
1.56
1.52
4.45
5.52
5.07
6.58
4.62
5.92
3.71
4.74
2.97
3.64
2.51
2.81
7.69
10.8
8.13
12.0
7.33
11.1
5.46
8.10
4.14
6.07
3.42
4.51
9.86
14.7
10.3
16.7
9.15
15.4
6.52
10.8
4.80
7.25
3.92
5.59

0.6
2.81
3.93
3.48
2.64
1.84
1.33
6.28
7.57
7.02
5.50
3.66
2.50
12.5
15.1
14.7
10.8
6.68
4.21
18.0
22.2
21.6
14.9
8.68
5.44

0.7
2.98
4.10
4.16
2.93
1.91
1.26
6.39
8.72
8.83
6.39
3.92
2.36
13.9
18.8
19.9
13.0
7.19
3.84
20.7
28.9
30.2
18.7
9.25
4.85

0.8
3.49
5.20
5.55
3.90
2.45
1.24
7.68
12.9
15.0
10.2
5.45
2.45
18.2
29.7
35.6
20.9
10.6
4.14
28.7
49.2
56.5
30.9
14.4
5.43

0.6
3.06
3.74
2.98
2.09
1.40
0.950
6.46
7.74
6.73
4.69
3.00
1.85
13.1
15.4
14.6
9.41
5.56
3.27
19.9
24.4
23.5
14.4
7.89
4.52

0.7
3.32
4.22
3.55
2.40
1.45
0.950
7.06
9.53
8.92
5.89
3.28
1.55
15.1
21.2
21.3
12.2
6.00
2.64
24.2
35.2
35.0
19.1
8.56
3.68

0.8
4.01
4.83
4.90
3.10
1.60
0.690
8.93
13.9
13.8
8.64
3.97
1.57
20.8
35.6
36.7
20.4
7.83
2.90
36.2
65.7
63.8
34.1
12.0
4.11

周方向亀裂の h1 (n = 7)

0.2
1.27
1.35
1.25
1.07
0.958
0.895
1.74
1.67
1.48
1.25
1.08
1.00
1.77
1.54
1.33
1.10
0.936
0.864
1.87
1.52
1.33
1.09
0.922
0.847

0.3
1.87
2.16
1.89
1.56
1.29
1.13
3.18
3.35
2.84
2.29
1.88
1.61
4.55
4.37
3.57
2.73
2.18
1.86
5.75
5.30
4.22
3.11
2.45
2.09

a /t
0.4
0.5
2.42
2.82
2.96
3.46
2.48
2.76
1.86
1.97
1.46
1.43
1.21
1.07
4.81
5.92
5.30
6.71
4.53
5.74
3.47
4.20
2.66
2.86
2.15
2.07
8.24
11.4
8.58
12.3
7.41
11.4
5.48
8.07
3.99
5.09
3.13
3.49
11.4
16.6
12.2
18.6
10.4
17.5
7.34
11.7
5.10
7.10
3.97
4.69

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

表 2(d)

周方向亀裂の h1 (n = 10)

h 1 (n = 10 )
R m/t

5

10

20

30

 
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5

0.1
0.434
0.394
0.361
0.323
0.299
0.288
0.465
0.413
0.373
0.331
0.305
0.293
0.432
0.363
0.337
0.298
0.273
0.261
0.465
0.341
0.351
0.287
0.261
0.250

表 2(e)

0.2
1.26
1.33
1.19
0.979
0.838
0.761
1.79
1.67
1.42
1.13
0.944
0.849
1.82
1.53
1.23
0.942
0.773
0.689
1.97
1.54
1.23
0.938
0.758
0.679

0.3
1.85
2.08
1.69
1.26
0.990
0.835
3.30
3.46
2.76
2.05
1.58
1.28
4.95
4.74
3.67
2.54
1.88
1.49
6.44
5.98
4.44
2.98
2.16
1.71

5

10

20

30

 
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.05
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5

0.1
0.425
0.376
0.336
0.293
0.264
0.251
0.463
0.401
0.349
0.302
0.271
0.257
0.432
0.353
0.314
0.270
0.241
0.228
0.471
0.334
0.330
0.261
0.232
0.219

a /t
0.4
0.5
2.40
2.80
2.81
3.17
2.01
2.15
1.40
1.45
1.05 0.963
0.828 0.639
4.97
6.00
5.30
6.50
4.05
4.95
2.87
3.41
2.11
2.08
1.60
1.35
8.95
12.0
9.19
12.9
7.48
10.8
5.10
7.20
3.47
3.96
2.53
2.54
12.8
18.0
13.9
20.6
11.6
18.2
7.50
10.5
4.83
5.88
3.50
3.70

0.6
3.05
3.38
2.35
1.52
0.847
0.523
6.55
7.52
5.99
3.85
2.00
1.07
13.7
16.9
14.5
8.11
3.95
1.95
21.8
28.5
24.2
12.9
5.97
2.79

0.7
3.36
3.83
2.81
1.62
0.802
0.395
7.37
9.51
7.99
4.50
2.10
0.893
16.7
24.6
21.7
10.2
4.12
1.62
28.4
44.3
37.8
16.9
6.32
2.41

0.8
4.08
4.83
3.61
1.87
0.825
0.336
9.52
13.2
11.1
5.65
2.30
0.843
23.4
37.6
32.5
14.1
4.91
1.65
41.9
72.1
56.2
26.3
7.89
2.52

0.6
3.00
3.02
1.76
0.946
0.490
0.275
6.62
7.20
5.04
2.66
1.24
0.593
14.6
18.3
13.4
6.04
2.46
1.11
23.6
31.6
22.6
9.78
3.79
1.66

0.7
3.29
3.37
1.97
0.937
0.413
0.196
7.52
9.14
6.23
2.84
1.16
0.481
18.2
26.1
18.1
6.97
2.37
0.909
31.3
47.9
31.2
12.0
3.79
1.35

0.8
3.92
4.08
2.37
1.03
0.408
0.164
9.49
12.0
7.81
3.37
1.22
0.431
24.8
36.0
23.8
8.97
2.82
0.883
43.3
67.4
39.8
15.0
4.62
1.37

周方向亀裂の h1 (n = 13)

h 1 (n = 13)
R m/t

257

0.2
1.26
1.32
1.11
0.872
0.714
0.630
1.82
1.68
1.32
1.00
0.800
0.696
1.85
1.51
1.13
0.804
0.628
0.547
2.00
1.53
1.14
0.799
0.618
0.536

0.3
1.84
2.01
1.48
1.00
0.743
0.602
3.41
3.52
2.58
1.77
1.28
1.00
5.21
4.92
3.51
2.26
1.54
1.17
6.72
6.26
4.32
2.66
1.78
1.33

a /t
0.4
0.5
2.40
2.78
2.62
2.86
1.63
1.67
1.02 0.971
0.685 0.579
0.499 0.364
5.10
6.07
5.14
6.16
3.51
4.22
2.27
2.46
1.46
1.34
1.03 0.789
9.49
12.5
9.34
13.3
7.00
10.0
4.33
5.37
2.63
2.74
1.77
1.50
13.8
19.1
14.4
21.8
11.5
17.3
6.88
8.82
3.97
4.25
2.67
2.34

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

258

表3

f1
R m/t a /c

5

Deepest point

10

20

30

5

Surface point

10

20

30

0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0

0.05
1.29
1.24
1.17
1.11
1.05
0.983
0.926
0.873
0.824
0.779
1.18
1.13
1.07
1.01
0.956
0.907
0.854
0.805
0.760
0.719
1.13
1.08
1.02
0.991
0.933
0.927
0.872
0.821
0.774
0.730
1.14
1.09
1.04
1.02
0.959
0.949
0.892
0.838
0.789
0.743
0.542
0.631
0.714
0.787
0.832
0.868
0.883
0.890
0.891
0.888
0.506
0.570
0.644
0.713
0.756
0.791
0.809
0.820
0.827
0.831
0.470
0.538
0.631
0.674
0.729
0.777
0.807
0.828
0.842
0.848
0.452
0.537
0.641
0.672
0.737
0.788
0.819
0.836
0.842
0.841

0.10
1.30
1.23
1.17
1.10
1.04
0.979
0.922
0.869
0.821
0.777
1.20
1.14
1.08
1.02
0.960
0.900
0.848
0.799
0.754
0.714
1.14
1.08
1.03
0.973
0.915
0.869
0.818
0.771
0.728
0.688
1.12
1.06
1.01
0.963
0.907
0.885
0.833
0.785
0.740
0.699
0.537
0.636
0.720
0.788
0.833
0.866
0.882
0.889
0.890
0.887
0.507
0.583
0.656
0.723
0.764
0.796
0.810
0.816
0.816
0.813
0.491
0.548
0.619
0.684
0.724
0.757
0.775
0.786
0.793
0.796
0.477
0.535
0.614
0.667
0.713
0.754
0.778
0.796
0.808
0.816

0.15
1.32
1.24
1.16
1.10
1.03
0.973
0.916
0.864
0.816
0.771
1.23
1.15
1.09
1.03
0.963
0.904
0.850
0.801
0.756
0.715
1.18
1.11
1.04
0.983
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1.20
1.08
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1.15
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1.02
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1.45
1.25
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0.874
0.864
0.851
0.837

0.55
2.09
1.64
1.39
1.22
1.10
1.01
0.927
0.861
0.804
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2.01
1.56
1.33
1.17
1.06
0.966
0.890
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0.771
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1.95
1.53
1.30
1.15
1.04
0.946
0.871
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1.93
1.52
1.29
1.14
1.03
0.938
0.864
0.802
0.748
0.701
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1.000
1.000
1.000
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0.894
0.879
0.862
0.667
0.783
0.846
0.892
0.903
0.909
0.899
0.885
0.870
0.853

0.60
2.25
1.73
1.44
1.25
1.12
1.02
0.933
0.864
0.805
0.754
2.17
1.64
1.37
1.20
1.07
0.975
0.896
0.830
0.773
0.723
2.10
1.60
1.34
1.17
1.05
0.956
0.878
0.813
0.757
0.708
2.08
1.58
1.33
1.17
1.04
0.948
0.871
0.806
0.751
0.703
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1.04
1.04
1.03
1.01
1.00
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0.889
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0.65
2.42
1.82
1.49
1.28
1.14
1.03
0.941
0.869
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2.34
1.72
1.41
1.22
1.09
0.984
0.902
0.833
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1.66
1.37
1.19
1.06
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1.65
1.36
1.19
1.06
0.957
0.876
0.810
0.753
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1.01
1.05
1.09
1.08
1.07
1.04
1.02
0.994
0.972
0.819
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1.02
1.01
1.01
0.987
0.965
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0.953
0.988
0.986
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0.962
0.940
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0.896
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0.888
0.940
0.978
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0.954
0.932
0.909
0.887

0.70
2.60
1.92
1.55
1.32
1.16
1.04
0.950
0.875
0.811
0.757
2.52
1.80
1.45
1.24
1.10
0.993
0.907
0.837
0.777
0.725
2.43
1.73
1.40
1.21
1.07
0.971
0.888
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0.760
0.710
2.38
1.70
1.39
1.20
1.07
0.963
0.880
0.812
0.754
0.705
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1.07
1.11
1.14
1.12
1.10
1.07
1.04
1.01
0.988
0.882
1.01
1.04
1.07
1.05
1.04
1.02
0.989
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1.01
1.03
1.02
1.01
0.990
0.964
0.938
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0.830
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1.02
1.02
1.01
0.982
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0.930
0.905

0.75
2.79
2.03
1.61
1.36
1.19
1.06
0.962
0.883
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2.70
1.87
1.49
1.27
1.11
1.00
0.914
0.841
0.780
0.727
2.59
1.79
1.43
1.23
1.08
0.977
0.891
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0.762
0.711
2.54
1.75
1.41
1.21
1.07
0.968
0.883
0.814
0.755
0.705
0.976
1.14
1.17
1.20
1.16
1.14
1.10
1.07
1.03
1.01
0.954
1.08
1.10
1.12
1.09
1.08
1.04
1.01
0.984
0.956
0.924
1.04
1.06
1.08
1.06
1.05
1.02
0.988
0.959
0.931
0.904
1.02
1.05
1.07
1.06
1.04
1.01
0.980
0.951
0.923

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

表 4(a)h 1 (n = 3)
R m/t a /c

5

Deepest point

10

20

30

5

Surface point

10

20

30

0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
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0.253 0.199 0.144 0.0910
0.423 0.340 0.248 0.164
0.547 0.457 0.351 0.237
0.717 0.627 0.501 0.356
0.817 0.751 0.629 0.472
0.918 0.869 0.764 0.598
0.986 0.962 0.875 0.721
1.03
1.03 0.960 0.826
1.05
1.07
1.03 0.910
0.158 0.129 0.0922 0.0632
0.364 0.301 0.222 0.151
0.645 0.549 0.438 0.299
0.798 0.743 0.619 0.468
0.998 0.963 0.872 0.695
1.09
1.09
1.02 0.885
1.16
1.20
1.17
1.05
1.19
1.26
1.27
1.17
1.20
1.29
1.32
1.27
1.20
1.29
1.35
1.33
0.210 0.172 0.133 0.0879
0.569 0.488 0.396 0.273
0.952 0.916 0.805 0.619
1.10
1.11
1.05 0.912
1.26
1.34
1.34
1.22
1.28
1.40
1.46
1.40
1.31
1.45
1.54
1.55
1.31
1.46
1.58
1.63
1.30
1.45
1.58
1.65
1.28
1.43
1.56
1.65
0.259 0.214 0.169 0.113
0.731 0.683 0.563 0.427
1.17
1.17
1.11 0.936
1.24
1.33
1.34
1.23
1.36
1.51
1.60
1.57
1.36
1.53
1.66
1.71
1.38
1.55
1.70
1.79
1.36
1.54
1.70
1.82
1.34
1.52
1.68
1.81
1.31
1.48
1.64
1.78

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

260

表 4(b)h 1 (n = 5)
R m/t a /c

5

Deepest point

10

20

30

5

Surface point

10

20

30

0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0

0.05
0.232
0.215
0.196
0.177
0.158
0.141
0.126
0.113
0.101
0.101
0.219
0.202
0.185
0.172
0.154
0.139
0.125
0.112
0.100
0.0906
0.203
0.188
0.172
0.162
0.147
0.135
0.121
0.108
0.09710.0874
0.196
0.182
0.167
0.160
0.145
0.134
0.120
0.108
0.09660.08640.04290.05420.06450.06000.06650.06900.07240.07500.07660.08800.03470.04470.05400.05260.06040.06650.07150.07500.07730.07890.02600.03600.04660.04700.0557
0.06120.06580.06930.07220.07460.01400.0291
0.04290.03500.04550.0456
0.05210.05750.0621
0.0659

0.10
0.461
0.435
0.399
0.360
0.322
0.286
0.256
0.229
0.206
0.186
0.457
0.421
0.383
0.351
0.316
0.285
0.256
0.230
0.207
0.187
0.447
0.405
0.368
0.342
0.309
0.280
0.251
0.225
0.203
0.183
0.435
0.393
0.357
0.334
0.302
0.273
0.245
0.220
0.198
0.178
0.088
0.112
0.132
0.125
0.137
0.139
0.144
0.149
0.151
0.152
0.07790.0983
0.117
0.109
0.122
0.129
0.137
0.143
0.148
0.150
0.06760.0862
0.104
0.102
0.117
0.130
0.140
0.147
0.152
0.155
0.06050.0786
0.09700.0976
0.115
0.128
0.138
0.145
0.149
0.152

0.15
0.671
0.666
0.614
0.553
0.495
0.439
0.392
0.352
0.317
0.286
0.720
0.671
0.606
0.548
0.490
0.440
0.394
0.353
0.318
0.287
0.739
0.657
0.586
0.535
0.479
0.436
0.390
0.350
0.316
0.285
0.744
0.651
0.578
0.532
0.476
0.429
0.384
0.344
0.310
0.279
0.128
0.174
0.205
0.196
0.213
0.215
0.222
0.228
0.231
0.232
0.122
0.160
0.188
0.175
0.194
0.200
0.209
0.217
0.222
0.225
0.114
0.147
0.173
0.162
0.182
0.196
0.209
0.219
0.226
0.231
0.107
0.137
0.163
0.158
0.180
0.199
0.214
0.224
0.232
0.236

0.20
0.841
0.893
0.837
0.757
0.679
0.601
0.537
0.482
0.433
0.407
0.982
0.957
0.860
0.770
0.685
0.608
0.543
0.486
0.436
0.394
1.09
0.972
0.850
0.761
0.673
0.605
0.539
0.482
0.433
0.390
1.13
0.972
0.841
0.754
0.667
0.603
0.537
0.480
0.430
0.387
0.157
0.234
0.283
0.274
0.297
0.299
0.308
0.314
0.316
0.337
0.161
0.229
0.271
0.253
0.276
0.282
0.293
0.301
0.306
0.309
0.162
0.219
0.257
0.236
0.260
0.272
0.287
0.297
0.305
0.309
0.161
0.212
0.247
0.230
0.256
0.276
0.293
0.306
0.314
0.319

軸方向亀裂の h1 (n = 5)
0.25
0.976
1.08
1.06
0.966
0.868
0.769
0.688
0.618
0.556
0.501
1.14
1.27
1.15
1.02
0.900
0.794
0.705
0.630
0.564
0.508
1.45
1.36
1.17
1.03
0.897
0.795
0.703
0.627
0.561
0.504
1.57
1.38
1.17
1.02
0.891
0.795
0.703
0.625
0.559
0.502
0.173
0.283
0.360
0.355
0.387
0.389
0.401
0.407
0.409
0.407
0.186
0.301
0.365
0.345
0.373
0.376
0.389
0.397
0.401
0.402
0.206
0.304
0.359
0.327
0.355
0.364
0.377
0.388
0.394
0.397
0.215
0.302
0.352
0.320
0.349
0.366
0.383
0.395
0.403
0.407

0.30
1.07
1.20
1.23
1.16
1.06
0.940
0.843
0.757
0.682
0.615
1.30
1.55
1.46
1.29
1.14
0.998
0.883
0.786
0.703
0.632
1.65
1.79
1.55
1.34
1.15
1.01
0.889
0.788
0.702
0.629
1.98
1.88
1.57
1.35
1.15
1.01
0.889
0.786
0.699
0.625
0.178
0.316
0.424
0.433
0.478
0.484
0.499
0.506
0.507
0.504
0.200
0.365
0.466
0.448
0.484
0.485
0.498
0.505
0.507
0.506
0.232
0.400
0.481
0.437
0.472
0.474
0.487
0.494
0.498
0.498
0.261
0.408
0.482
0.432
0.464
0.475
0.490
0.500
0.505
0.507

0.35
1.08
1.27
1.32
1.29
1.22
1.10
1.01
0.898
0.810
0.732
1.41
1.67
1.74
1.57
1.39
1.22
1.08
0.955
0.852
0.763
1.82
2.21
1.97
1.69
1.44
1.32
1.10
0.965
0.856
0.819
2.14
2.42
2.04
1.72
1.46
1.26
1.10
0.964
0.854
0.761
0.170
0.333
0.469
0.497
0.562
0.577
0.621
0.610
0.611
0.608
0.204
0.400
0.563
0.557
0.607
0.609
0.622
0.626
0.625
0.620
0.249
0.493
0.620
0.569
0.610
0.661
0.618
0.622
0.620
0.671
0.281
0.526
0.636
0.569
0.605
0.606
0.619
0.624
0.624
0.622

a /t
0.40
0.921
1.27
1.37
1.37
1.32
1.23
1.13
1.04
0.937
0.849
1.37
1.75
1.89
1.82
1.64
1.44
1.27
1.13
1.01
0.902
1.96
2.48
2.37
2.06
1.76
1.52
1.39
1.16
1.09
0.909
2.36
2.90
2.53
2.13
1.80
1.54
1.33
1.16
1.02
0.909
0.151
0.331
0.489
0.539
0.628
0.657
0.693
0.732
0.716
0.714
0.196
0.419
0.628
0.661
0.735
0.741
0.757
0.760
0.755
0.747
0.256
0.562
0.766
0.717
0.768
0.761
0.830
0.769
0.822
0.750
0.301
0.642
0.812
0.732
0.775
0.766
0.772
0.770
0.764
0.755

0.45
0.837
1.11
1.34
1.38
1.37
1.30
1.22
1.14
1.05
0.957
1.09
1.73
1.89
1.95
1.83
1.64
1.46
1.31
1.17
1.04
1.85
2.46
2.67
2.39
2.08
1.79
1.63
1.43
1.27
1.13
2.41
3.16
2.98
2.55
2.26
1.94
1.58
1.38
1.21
1.07
0.135
0.301
0.488
0.552
0.666
0.715
0.766
0.797
0.813
0.816
0.169
0.424
0.649
0.736
0.853
0.874
0.898
0.902
0.895
0.883
0.248
0.576
0.896
0.872
0.943
0.935
1.01
1.00
0.989
0.971
0.307
0.725
0.996
0.915
1.05
1.03
0.954
0.943
0.927
0.908

0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.756 0.628 0.453 0.286 0.203 0.150
0.842 0.664 0.508 0.342 0.181 0.110
1.19 0.886 0.631 0.452 0.289 0.136
1.32
1.15 0.857 0.577 0.388 0.235
1.35
1.25
1.06 0.770 0.494 0.320
1.31
1.26
1.14 0.933 0.632 0.394
1.27
1.24
1.15
1.01 0.785 0.489
1.20
1.20
1.14
1.03 0.863 0.611
1.12
1.14
1.11
1.03 0.896 0.706
1.04
1.08
1.07
1.01 0.900 0.749
0.912 0.767 0.581 0.345 0.204 0.143
1.53
1.12 0.775 0.556 0.349 0.153
1.85
1.63
1.29 0.820 0.539 0.333
1.91
1.78
1.57
1.26 0.804 0.490
1.92
1.84
1.67
1.45
1.14 0.706
1.78
1.86
1.74
1.55
1.27 0.962
1.62
1.71
1.69
1.53
1.37
1.12
1.46
1.58
1.62
1.54
1.35
1.19
1.32
1.44
1.51
1.49
1.36
1.17
1.23
1.30
1.39
1.41
1.34
1.22
1.41
1.07 0.847 0.581 0.278 0.156
2.39
2.14
1.66
1.02 0.676 0.403
2.72
2.50
2.23
1.84
1.28 0.706
2.63
2.69
2.44
2.13
1.84
1.26
2.35
2.52
2.53
2.28
1.93
1.65
2.04
2.24
2.34
2.42
2.02
1.67
1.87
1.99
2.13
2.17
2.06
1.75
1.65
1.84
1.91
1.99
1.98
1.80
1.46
1.64
1.79
1.89
1.93
1.77
1.30
1.46
1.60
1.72
1.78
1.78
2.11
1.45
1.10 0.797 0.456 0.193
3.01
2.81
2.41
1.78
1.03 0.649
3.27
3.26
2.89
2.50
2.01
1.38
2.90
3.13
3.13
2.79
2.35
1.89
2.49
2.76
2.91
2.87
2.56
2.11
2.25
2.52
2.75
2.66
2.59
2.25
1.84
2.08
2.40
2.53
2.43
2.30
1.60
1.92
2.12
2.26
2.34
2.35
1.40
1.69
1.90
2.05
2.13
2.19
1.24
1.50
1.67
1.81
1.96
1.87
0.117 0.0922 0.0639 0.0409 0.0273 0.0169
0.243 0.200 0.156 0.109 0.0587 0.0358
0.448 0.355 0.269 0.201 0.132 0.0624
0.543 0.494 0.387 0.275 0.194 0.118
0.669 0.644 0.573 0.431 0.289 0.190
0.738 0.725 0.679 0.586 0.406 0.257
0.813 0.811 0.780 0.706 0.568 0.353
0.860 0.886 0.861 0.801 0.687 0.489
0.887 0.929 0.928 0.875 0.780 0.616
0.901 0.959 0.976 0.935 0.852 0.710
0.151 0.130 0.102 0.0628 0.0390 0.0258
0.398 0.319 0.244 0.186 0.124 0.0567
0.680 0.626 0.540 0.368 0.262 0.168
0.757 0.746 0.707 0.610 0.414 0.267
0.932 0.942 0.907 0.839 0.706 0.451
0.990
1.09
1.08
1.01 0.871 0.690
1.03
1.14
1.18
1.13
1.06 0.896
1.05
1.17
1.26
1.26
1.15
1.04
1.04
1.18
1.29
1.33
1.26
1.11
1.09
1.17
1.29
1.37
1.35
1.26
0.208 0.178 0.149 0.111 0.0590 0.0360
0.592 0.575 0.498 0.339 0.250 0.159
0.963 0.947 0.920 0.835 0.641 0.380
1.01
1.11
1.09
1.03 0.986 0.728
1.12
1.28
1.38
1.34
1.22
1.13
1.12
1.30
1.45
1.62
1.43
1.26
1.20
1.32
1.50
1.63
1.65
1.48
1.19
1.39
1.50
1.66
1.75
1.68
1.17
1.37
1.57
1.74
1.86
1.79
1.15
1.34
1.54
1.72
1.86
1.95
0.290 0.227 0.192 0.150 0.0973 0.0473
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1.16
1.25
1.20
1.14
1.01 0.767
1.10
1.28
1.39
1.35
1.24
1.08
1.18
1.40
1.59
1.71
1.64
1.44
1.25
1.48
1.73
1.78
1.86
1.71
1.16
1.38
1.71
1.92
1.96
1.97
1.14
1.45
1.68
1.91
2.09
2.23
1.11
1.42
1.68
1.91
2.07
2.25
1.09
1.38
1.60
1.82
2.09
2.05

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

表 4(c)h 1 (n = 7)
R m/t a /c

5

Deepest point

10

20

30

5

Surface point

10

20

30

0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0

0.05
0.233
0.217
0.196
0.179
0.160
0.144
0.129
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0.105
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0.237
0.220
0.202
0.187
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0.152
0.137
0.124
0.112
0.103
0.230
0.213
0.197
0.185
0.168
0.153
0.137
0.124
0.112
0.101
0.222
0.206
0.192
0.182
0.165
0.153
0.138
0.124
0.111
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0.10
0.439
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0.388
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0.319
0.289
0.259
0.233
0.211
0.192
0.494
0.463
0.417
0.391
0.346
0.317
0.286
0.257
0.233
0.213
0.504
0.459
0.420
0.390
0.353
0.318
0.288
0.261
0.237
0.215
0.500
0.452
0.414
0.386
0.352
0.319
0.287
0.258
0.233
0.211
0.0934
0.118
0.135
0.131
0.143
0.150
0.155
0.158
0.160
0.160
0.094
0.114
0.130
0.129
0.138
0.149
0.155
0.158
0.162
0.166
0.083
0.0975
0.112
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0.130
0.147
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0.167
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0.0982
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0.129
0.151
0.164
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0.180
0.183

0.15
0.628
0.627
0.584
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0.393
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0.723
0.662
0.604
0.537
0.487
0.441
0.396
0.359
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0.847
0.768
0.676
0.629
0.554
0.508
0.458
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0.368
0.341
0.877
0.754
0.674
0.617
0.556
0.498
0.450
0.407
0.368
0.334
0.129
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0.206
0.201
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0.206
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0.234
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0.248
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0.178
0.198
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0.209
0.230
0.242
0.246
0.253
0.266
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0.158
0.180
0.182
0.203
0.229
0.246
0.259
0.268
0.275

0.20
0.754
0.823
0.782
0.719
0.650
0.595
0.533
0.481
0.435
0.396
0.963
0.997
0.923
0.842
0.754
0.677
0.607
0.548
0.490
0.445
1.19
1.13
1.00
0.899
0.798
0.707
0.637
0.571
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1.30
1.16
1.01
0.905
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0.715
0.641
0.567
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0.352
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0.290
0.279
0.296
0.325
0.342
0.349
0.358
0.366

261

軸方向亀裂の h1 (n = 7)
0.25
0.779
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0.904
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1.07
0.938
0.834
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1.08
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0.479

0.30
0.772
1.06
1.14
1.07
0.987
0.910
0.821
0.745
0.679
0.616
1.13
1.51
1.46
1.37
1.23
1.11
0.987
0.891
0.796
0.720
1.79
1.99
1.81
1.58
1.37
1.20
1.06
0.948
0.847
0.763
2.13
2.23
1.90
1.64
1.41
1.22
1.08
0.960
0.860
0.767
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0.597
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0.589
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0.600
0.593

0.35
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1.21
1.21
1.13
1.05
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0.801
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1.60
1.48
1.35
1.21
1.07
0.974
0.878
1.79
2.31
2.25
1.97
1.72
1.51
1.32
1.17
1.04
0.935
2.41
2.78
2.47
2.10
1.79
1.54
1.35
1.19
1.05
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0.324
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0.780
0.727
0.757
0.755
0.757
0.755
0.748
0.742

a /t
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
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1.13 0.991 0.754 0.539 0.351 0.180
1.27
1.17
1.00 0.762 0.518 0.331
1.25
1.28
1.15 0.955 0.713 0.468
1.17
1.24
1.22
1.06 0.860 0.614
1.08
1.17
1.21
1.14 0.959 0.753
0.994
1.09
1.16
1.15
1.04 0.837
0.916
1.02
1.09
1.11
1.06 0.902
0.840 0.941
1.02
1.06
1.05 0.949
0.865 0.698 0.527 0.292 0.190 0.104
1.57
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1.86
1.83
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1.79
1.92
1.88
1.59
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1.68
1.82
1.89
1.82
1.54
1.16
1.57
1.73
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1.73
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1.73
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1.67
1.59
1.15
1.31
1.47
1.57
1.59
1.55
1.03
1.20
1.34
1.45
1.51
1.49
1.59
1.26 0.915 0.641 0.304 0.176
2.59
2.57
2.07
1.58 0.997 0.642
2.58
2.76
2.79
2.53
1.91
1.36
2.38
2.70
2.80
2.78
2.56
2.02
2.08
2.43
2.68
2.71
2.63
2.41
1.83
2.15
2.44
2.61
2.61
2.48
1.60
1.90
2.17
2.40
2.50
2.44
1.42
1.67
1.94
2.16
2.32
2.34
1.25
1.48
1.72
1.94
2.11
2.20
1.12
1.32
1.54
1.74
1.91
2.03
2.17
1.92
1.34 0.957 0.534 0.252
3.11
3.34
3.18
2.44
1.81
1.07
3.01
3.38
3.48
3.41
3.01
2.21
2.60
3.07
3.42
3.45
3.30
2.99
2.21
2.66
3.04
3.29
3.28
3.09
1.90
2.29
2.67
2.98
3.14
3.09
1.65
1.98
2.33
2.63
2.86
2.95
1.45
1.73
2.04
2.32
2.56
2.72
1.28
1.53
1.79
2.05
2.28
2.46
1.14
1.36
1.59
1.83
2.04
2.22
0.101 0.0804 0.0519 0.0375 0.0228 0.0122
0.244 0.191 0.152 0.100 0.0596 0.0355
0.414 0.370 0.292 0.217 0.145 0.0763
0.507 0.480 0.420 0.333 0.232 0.150
0.601 0.622 0.577 0.494 0.381 0.254
0.648 0.699 0.703 0.630 0.521 0.379
0.689 0.754 0.788 0.760 0.656 0.522
0.712 0.788 0.841 0.853 0.788 0.641
0.729 0.814 0.877 0.903 0.883 0.761
0.731 0.825 0.898 0.943 0.944 0.866
0.138 0.118 0.0926 0.0550 0.0379 0.0203
0.396 0.350 0.281 0.205 0.137 0.0710
0.646 0.660 0.581 0.487 0.339 0.221
0.679 0.749 0.772 0.697 0.568 0.411
0.781 0.870 0.937 0.952 0.859 0.679
0.839 0.961
1.05
1.10
1.09 0.947
0.869
1.01
1.13
1.20
1.23
1.17
0.876
1.03
1.17
1.27
1.32
1.31
0.879
1.03
1.19
1.31
1.38
1.40
0.868
1.03
1.19
1.33
1.42
1.45
0.229 0.189 0.152 0.115 0.0598 0.0382
0.624 0.651 0.565 0.480 0.326 0.227
0.868 0.970
1.05
1.03 0.848 0.661
0.869
1.02
1.12
1.19
1.18
1.02
0.930
1.13
1.31
1.42
1.47
1.44
0.956
1.16
1.38
1.56
1.65
1.67
0.963
1.18
1.40
1.62
1.79
1.85
0.958
1.17
1.40
1.63
1.85
1.97
0.940
1.15
1.38
1.62
1.85
2.02
0.921
1.13
1.35
1.58
1.82
2.02
0.299 0.278 0.209 0.167 0.101 0.0551
0.729 0.824 0.855 0.731 0.606 0.394
0.985
1.16
1.28
1.37
1.34
1.09
0.929
1.14
1.35
1.47
1.53
1.52
0.972
1.22
1.47
1.70
1.83
1.87
0.967
1.21
1.48
1.76
1.99
2.11
0.965
1.20
1.47
1.76
2.04
2.25
0.953
1.18
1.44
1.73
2.02
2.28
0.938
1.15
1.41
1.68
1.97
2.25
0.914
1.13
1.37
1.64
1.92
2.20

0.70
0.05360.0505
0.0935
0.161
0.286
0.395
0.500
0.626
0.707
0.757
0.0538
0.107
0.257
0.503
0.784
1.05
1.23
1.39
1.43
1.41
0.0747
0.285
0.780
1.42
1.92
2.22
2.26
2.22
2.15
2.05
0.130
0.659
1.54
2.37
2.79
2.89
2.86
2.74
2.57
2.36
0.007190.01530.04080.0723
0.154
0.241
0.346
0.480
0.594
0.690
0.01040.0390
0.120
0.255
0.478
0.717
0.954
1.19
1.33
1.41
0.0168
0.106
0.402
0.768
1.24
1.59
1.81
1.97
2.08
2.13
0.0300
0.258
0.821
1.30
1.80
2.09
2.31
2.43
2.47
2.45

0.75
0.03530.0257
0.03670.0758
0.126
0.227
0.313
0.387
0.475
0.563
0.03200.0398
0.108
0.260
0.451
0.663
0.883
1.03
1.17
1.25
0.0360
0.122
0.413
0.824
1.31
1.72
1.96
2.02
2.00
1.95
0.0450
0.245
0.839
1.60
2.22
2.55
2.60
2.58
2.50
2.39
0.00345
0.00779
0.01480.03340.0656
0.132
0.206
0.287
0.387
0.500
0.005640.01380.0529
0.133
0.276
0.455
0.686
0.881
1.10
1.26
0.008830.0504
0.224
0.468
0.887
1.30
1.64
1.85
1.99
2.09
0.0111
0.101
0.467
0.931
1.53
1.95
2.21
2.40
2.52
2.57

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

262

表 4(d)h 1 (n = 10)
R m/t a /c

5

Deepest point

10

20

30

5

Surface point

10

20

30

0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0

0.05
0.211
0.197
0.180
0.163
0.146
0.130
0.117
0.106
0.09480.0857
0.231
0.214
0.196
0.182
0.165
0.149
0.134
0.122
0.110
0.100
0.228
0.211
0.196
0.184
0.168
0.153
0.138
0.124
0.111
0.101
0.221
0.203
0.190
0.179
0.164
0.154
0.139
0.125
0.111
0.09910.04520.0542
0.06180.05930.0637
0.06630.0681
0.0691
0.06930.06940.04080.0471
0.05290.0531
0.05890.06750.07290.07720.08080.08400.02800.02900.03710.04740.0576
0.06900.07680.08160.08340.08790.01210.01250.02540.03500.05080.0606
0.06880.07510.07840.0810

0.10
0.389
0.381
0.352
0.321
0.289
0.261
0.235
0.213
0.193
0.175
0.478
0.446
0.410
0.379
0.341
0.307
0.278
0.251
0.229
0.208
0.508
0.460
0.421
0.390
0.354
0.320
0.291
0.264
0.240
0.218
0.507
0.455
0.417
0.388
0.356
0.322
0.291
0.263
0.238
0.216
0.0855
0.109
0.125
0.119
0.129
0.137
0.141
0.144
0.146
0.146
0.0921
0.111
0.126
0.123
0.133
0.140
0.146
0.149
0.152
0.154
0.0847
0.0962
0.108
0.108
0.121
0.140
0.154
0.164
0.172
0.177
0.07250.07730.0898
0.103
0.122
0.147
0.161
0.172
0.179
0.184

0.15
0.522
0.557
0.526
0.485
0.436
0.399
0.359
0.325
0.295
0.268
0.706
0.703
0.644
0.588
0.528
0.478
0.431
0.389
0.354
0.323
0.852
0.766
0.685
0.625
0.563
0.506
0.456
0.415
0.377
0.343
0.886
0.773
0.688
0.629
0.567
0.509
0.461
0.418
0.379
0.344
0.111
0.161
0.190
0.183
0.198
0.209
0.215
0.220
0.222
0.223
0.135
0.181
0.207
0.198
0.215
0.227
0.236
0.240
0.243
0.243
0.145
0.178
0.197
0.189
0.202
0.219
0.229
0.240
0.248
0.255
0.139
0.160
0.176
0.175
0.193
0.223
0.243
0.259
0.271
0.279

0.20
0.569
0.715
0.702
0.653
0.592
0.544
0.490
0.443
0.401
0.364
0.887
0.978
0.907
0.829
0.739
0.668
0.601
0.541
0.490
0.446
1.20
1.15
1.01
0.910
0.806
0.719
0.645
0.580
0.525
0.478
1.35
1.19
1.03
0.921
0.817
0.728
0.654
0.590
0.535
0.485
0.115
0.204
0.255
0.251
0.273
0.289
0.297
0.302
0.304
0.304
0.160
0.255
0.300
0.288
0.309
0.327
0.338
0.344
0.347
0.347
0.197
0.274
0.308
0.291
0.307
0.321
0.331
0.336
0.341
0.346
0.207
0.268
0.290
0.273
0.289
0.315
0.331
0.348
0.361
0.370

軸方向亀裂の h1 (n = 10)

a /t
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.543 0.514 0.365 0.274 0.167
0.795 0.788 0.685 0.566 0.353
0.857 0.942 0.926 0.803 0.667
0.814 0.948
1.01 0.984 0.853
0.752 0.895
1.01
1.05
1.00
0.692 0.832 0.956
1.04
1.04
0.627 0.761 0.888 0.993
1.05
0.568 0.693 0.816 0.927
1.01
0.514 0.631 0.749 0.860 0.953
0.467 0.574 0.686 0.794 0.890
0.922 0.832 0.750 0.497 0.326
1.21
1.39
1.36
1.17 0.902
1.19
1.43
1.61
1.65
1.44
1.09
1.36
1.59
1.74
1.76
0.972
1.23
1.48
1.68
1.78
0.883
1.12
1.37
1.60
1.74
0.790
1.00
1.23
1.45
1.63
0.711 0.900
1.10
1.31
1.50
0.642 0.811 0.993
1.18
1.37
0.582 0.733 0.898
1.07
1.24
1.48
1.55
1.40
1.14 0.744
1.61
2.06
2.34
2.41
2.05
1.42
1.88
2.35
2.66
2.74
1.25
1.65
2.09
2.53
2.83
1.09
1.43
1.82
2.23
2.61
0.966
1.26
1.60
1.97
2.33
0.861
1.11
1.41
1.73
2.06
0.771 0.993
1.25
1.53
1.83
0.696 0.892
1.11
1.36
1.63
0.629 0.803
1.00
1.22
1.46
1.77
2.10
2.03
1.66
1.31
1.73
2.37
2.94
3.19
3.13
1.47
2.02
2.64
3.22
3.56
1.29
1.74
2.26
2.84
3.35
1.12
1.49
1.93
2.42
2.93
0.988
1.30
1.67
2.10
2.55
0.879
1.14
1.46
1.83
2.23
0.787
1.02
1.29
1.61
1.96
0.711 0.912
1.15
1.42
1.74
0.644 0.819
1.03
1.27
1.54
0.106 0.0931 0.0678 0.0512 0.0300
0.226 0.223 0.195 0.161 0.105
0.311 0.345 0.343 0.301 0.253
0.318 0.375 0.407 0.399 0.352
0.351 0.423 0.483 0.509 0.487
0.375 0.460 0.534 0.586 0.593
0.388 0.480 0.568 0.638 0.678
0.394 0.490 0.586 0.669 0.730
0.394 0.493 0.593 0.688 0.763
0.393 0.490 0.593 0.693 0.779
0.157 0.138 0.121 0.0842 0.0613
0.315 0.360 0.352 0.313 0.253
0.401 0.493 0.564 0.594 0.543
0.390 0.497 0.594 0.663 0.700
0.419 0.543 0.669 0.779 0.853
0.441 0.572 0.715 0.859 0.975
0.454 0.586 0.733 0.890
1.04
0.461 0.594 0.740 0.901
1.07
0.464 0.595 0.742 0.901
1.07
0.463 0.592 0.736 0.892
1.06
0.229 0.229 0.207 0.174 0.125
0.387 0.499 0.574 0.618 0.562
0.444 0.605 0.778 0.921
1.00
0.415 0.566 0.739 0.926
1.09
0.440 0.597 0.781 0.990
1.21
0.451 0.610 0.799
1.02
1.25
0.458 0.616 0.805
1.03
1.27
0.460 0.615 0.802
1.02
1.26
0.462 0.613 0.796
1.01
1.25
0.461 0.607 0.784 0.989
1.22
0.259 0.294 0.286 0.245 0.209
0.398 0.545 0.690 0.783 0.836
0.441 0.626 0.844
1.08
1.27
0.405 0.572 0.773
1.01
1.25
0.422 0.592 0.800
1.05
1.32
0.436 0.597 0.798
1.04
1.33
0.448 0.599 0.794
1.04
1.32
0.458 0.601 0.786
1.02
1.30
0.468 0.605 0.778
1.00
1.27
0.475 0.603 0.765 0.972
1.23

0.50
0.109
0.216
0.438
0.681
0.842
0.956
1.01
1.02
1.00
0.957
0.165
0.588
1.08
1.53
1.76
1.81
1.74
1.65
1.53
1.40
0.425
1.49
2.53
2.85
2.83
2.66
2.39
2.14
1.91
1.71
0.712
2.55
3.53
3.67
3.36
3.00
2.64
2.33
2.07
1.84
0.01980.0661
0.173
0.287
0.421
0.550
0.658
0.747
0.806
0.839
0.0332
0.178
0.434
0.642
0.883
1.05
1.15
1.21
1.23
1.23
0.0803
0.445
1.01
1.16
1.39
1.49
1.53
1.53
1.51
1.48
0.129
0.753
1.36
1.47
1.60
1.64
1.64
1.61
1.57
1.52

0.55
0.0592
0.108
0.253
0.465
0.653
0.768
0.887
0.943
0.965
0.962
0.0950
0.315
0.788
1.19
1.51
1.74
1.75
1.70
1.62
1.52
0.189
1.05
1.99
2.67
2.82
2.81
2.63
2.40
2.17
1.96
0.410
1.78
3.17
3.60
3.59
3.35
3.00
2.68
2.39
2.14
0.01070.0347
0.105
0.202
0.332
0.455
0.587
0.696
0.785
0.853
0.0215
0.104
0.337
0.534
0.804
1.06
1.20
1.30
1.36
1.38
0.0391
0.345
0.865
1.18
1.48
1.68
1.77
1.79
1.78
1.75
0.0845
0.585
1.36
1.57
1.85
1.95
1.97
1.95
1.91
1.85

0.60
0.03690.0517
0.118
0.255
0.440
0.589
0.689
0.794
0.857
0.887
0.0439
0.140
0.430
0.841
1.18
1.46
1.62
1.66
1.62
1.56
0.0921
0.532
1.37
2.17
2.61
2.75
2.71
2.57
2.37
2.17
0.157
1.19
2.42
3.28
3.49
3.49
3.24
2.95
2.67
2.41
0.006360.01700.0501
0.113
0.228
0.351
0.463
0.593
0.700
0.790
0.01000.0486
0.193
0.397
0.661
0.936
1.17
1.32
1.41
1.47
0.0218
0.188
0.641
1.04
1.47
1.75
1.93
2.02
2.03
2.01
0.0364
0.439
1.16
1.57
1.97
2.19
2.28
2.28
2.25
2.20

0.65
0.02390.02320.0542
0.120
0.233
0.371
0.512
0.598
0.675
0.746
0.0247
0.0616
0.211
0.509
0.818
1.10
1.33
1.46
1.53
1.51
0.0373
0.245
0.904
1.56
2.14
2.52
2.59
2.56
2.46
2.30
0.0623
0.569
1.63
2.65
3.19
3.39
3.33
3.13
2.88
2.63
0.003610.008200.0236
0.0519
0.121
0.221
0.342
0.442
0.552
0.664
0.00572
0.0231
0.101
0.249
0.474
0.734
0.992
1.21
1.37
1.46
0.00972
0.0965
0.455
0.796
1.29
1.70
1.96
2.13
2.21
2.23
0.0158
0.224
0.839
1.38
1.92
2.29
2.50
2.56
2.56
2.52

0.70
0.01710.01260.01980.0492
0.102
0.192
0.290
0.417
0.496
0.552
0.01580.02200.0791
0.240
0.495
0.750
0.955
1.16
1.28
1.35
0.01900.0872
0.408
1.00
1.52
2.01
2.30
2.38
2.38
2.30
0.0268
0.237
1.05
1.89
2.63
3.08
3.19
3.14
3.00
2.79
0.002090.004190.00877
0.02130.0504
0.109
0.185
0.300
0.393
0.479
0.003190.00853
0.0383
0.120
0.291
0.500
0.724
0.972
1.17
1.34
0.00500
0.0364
0.214
0.540
0.976
1.45
1.82
2.06
2.23
2.32
0.00760
0.102
0.569
1.04
1.69
2.18
2.52
2.71
2.78
2.78

0.75
0.01290.00767
0.00855
0.01510.03710.0726
0.141
0.206
0.294
0.384
0.01090.00980.02350.0833
0.217
0.413
0.631
0.779
0.942
1.07
0.01110.0247
0.146
0.489
0.948
1.39
1.77
2.01
2.13
2.15
0.01350.0749
0.440
1.16
1.83
2.42
2.77
2.89
2.88
2.79
0.00115
0.00235
0.00387
0.00669
0.0176
0.03800.0828
0.137
0.217
0.314
0.00188
0.003810.01130.0402
0.126
0.269
0.465
0.639
0.854
1.05
0.002590.01050.0799
0.267
0.623
1.03
1.45
1.80
2.05
2.22
0.003590.0341
0.245
0.663
1.24
1.84
2.29
2.60
2.79
2.88

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-1

表 4(e)h 1 (n = 13)
R m/t a /c

5

Deepest point

10

20

30

5

Surface point

10

20

30

0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0

0.05
0.190
0.178
0.163
0.148
0.133
0.119
0.106
0.09570.08620.0779
0.227
0.210
0.193
0.179
0.163
0.147
0.133
0.120
0.109
0.0993
0.230
0.213
0.199
0.188
0.172
0.155
0.140
0.126
0.114
0.103
0.225
0.209
0.197
0.185
0.168
0.157
0.142
0.127
0.114
0.102
0.04110.04900.05600.05340.05730.05980.06100.06140.06190.06200.03960.04520.0501
0.04830.05340.0626
0.06870.07400.07820.0816
0.02650.02380.02900.04520.05730.07010.07810.08380.08830.09100.009310.002780.01240.03670.05100.05800.06800.07700.08310.0871263

軸方向亀裂の h1 (n = 13)

a /t
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.341 0.441 0.445 0.377 0.276 0.176 0.105 0.0561
0.340 0.491 0.623 0.650 0.608 0.461 0.296 0.164
0.317 0.472 0.624 0.756 0.797 0.733 0.575 0.389
0.290 0.436 0.586 0.727 0.841 0.865 0.789 0.629
0.261 0.393 0.534 0.678 0.805 0.901 0.909 0.811
0.238 0.364 0.496 0.630 0.754 0.864 0.934 0.888
0.214 0.329 0.448 0.573 0.696 0.810 0.903 0.939
0.194 0.297 0.405 0.520 0.638 0.752 0.854 0.923
0.176 0.269 0.367 0.473 0.583 0.694 0.799 0.881
0.160 0.245 0.334 0.429 0.531 0.637 0.741 0.831
0.467 0.662 0.805 0.756 0.617 0.426 0.241 0.123
0.441 0.695 0.952
1.13
1.26
1.13 0.882 0.555
0.406 0.640 0.902
1.17
1.37
1.50
1.47
1.16
0.377 0.588 0.829
1.09
1.36
1.54
1.63
1.60
0.340 0.529 0.742 0.979
1.23
1.48
1.65
1.69
0.306 0.481 0.675 0.899
1.15
1.40
1.62
1.73
0.276 0.433 0.607 0.806
1.03
1.27
1.49
1.66
0.250 0.391 0.547 0.725 0.923
1.14
1.36
1.55
0.228 0.356 0.496 0.654 0.833
1.03
1.23
1.42
0.208 0.324 0.450 0.593 0.753 0.928
1.11
1.30
0.515 0.865
1.20
1.41
1.34
1.11 0.708 0.371
0.466 0.784
1.19
1.67
2.10
2.26
2.21
1.68
0.426 0.703
1.05
1.48
1.98
2.45
2.67
2.61
0.396 0.641 0.945
1.31
1.75
2.22
2.68
2.93
0.361 0.579 0.838
1.15
1.52
1.94
2.39
2.79
0.326 0.520 0.749
1.02
1.34
1.72
2.14
2.54
0.297 0.471 0.670 0.909
1.19
1.52
1.88
2.26
0.270 0.427 0.606 0.816
1.06
1.35
1.67
2.01
0.246 0.388 0.548 0.736 0.955
1.20
1.49
1.79
0.224 0.354 0.496 0.665 0.860
1.08
1.33
1.61
0.518 0.915
1.40
1.75
2.00
1.73
1.24 0.725
0.464 0.798
1.25
1.84
2.51
3.04
3.10
2.87
0.427 0.708
1.08
1.56
2.17
2.84
3.43
3.66
0.399 0.648 0.960
1.36
1.87
2.46
3.09
3.65
0.368 0.585 0.854
1.19
1.61
2.11
2.67
3.24
0.332 0.526 0.762
1.05
1.40
1.83
2.33
2.86
0.300 0.476 0.685 0.934
1.24
1.61
2.04
2.51
0.271 0.433 0.617 0.836
1.10
1.42
1.80
2.22
0.245 0.394 0.560 0.754 0.983
1.26
1.59
1.97
0.222 0.358 0.509 0.683 0.883
1.13
1.42
1.75
0.0764 0.0950 0.0908 0.0734 0.0530 0.0346 0.0209 0.0112
0.0989 0.144 0.180 0.188 0.175 0.135 0.0883 0.0503
0.113 0.172 0.229 0.278 0.295 0.275 0.218 0.151
0.108 0.165 0.226 0.286 0.335 0.351 0.321 0.260
0.116 0.179 0.247 0.319 0.384 0.434 0.440 0.392
0.125 0.191 0.267 0.350 0.429 0.494 0.535 0.516
0.129 0.198 0.276 0.363 0.453 0.534 0.595 0.620
0.132 0.203 0.281 0.370 0.465 0.558 0.635 0.684
0.134 0.205 0.283 0.372 0.469 0.569 0.660 0.727
0.134 0.206 0.283 0.370 0.467 0.571 0.668 0.750
0.0901 0.127 0.146 0.130 0.103 0.0725 0.0449 0.0255
0.109 0.180 0.251 0.298 0.333 0.299 0.247 0.167
0.124 0.204 0.301 0.401 0.479 0.532 0.539 0.451
0.119 0.195 0.287 0.389 0.493 0.577 0.627 0.642
0.128 0.211 0.307 0.420 0.543 0.668 0.766 0.815
0.135 0.224 0.326 0.444 0.580 0.729 0.874 0.979
0.139 0.233 0.338 0.459 0.598 0.754 0.917
1.07
0.143 0.237 0.345 0.467 0.607 0.766 0.937
1.11
0.145 0.240 0.349 0.471 0.611 0.769 0.943
1.12
0.147 0.241 0.350 0.471 0.609 0.765 0.938
1.12
0.0847 0.146 0.195 0.217 0.201 0.169 0.118 0.0699
0.0951 0.181 0.283 0.403 0.516 0.569 0.591 0.489
0.105 0.199 0.318 0.464 0.639 0.824 0.952 0.991
0.101 0.186 0.293 0.426 0.589 0.778 0.974
1.13
0.113 0.196 0.310 0.448 0.620 0.822
1.05
1.27
0.135 0.210 0.320 0.462 0.636 0.844
1.08
1.34
0.150 0.222 0.326 0.470 0.645 0.856
1.10
1.37
0.162 0.233 0.332 0.472 0.647 0.855
1.10
1.38
0.172 0.242 0.337 0.469 0.641 0.847
1.09
1.36
0.180 0.251 0.339 0.465 0.631 0.833
1.07
1.34
0.0716 0.141 0.210 0.254 0.281 0.251 0.196 0.130
0.0724 0.161 0.278 0.420 0.580 0.728 0.789 0.810
0.0805 0.174 0.297 0.462 0.670 0.914
1.17
1.35
0.0967 0.164 0.269 0.415 0.597 0.820
1.08
1.34
0.118 0.181 0.281 0.425 0.615 0.849
1.13
1.43
0.149 0.216 0.306 0.436 0.615 0.848
1.13
1.45
0.166 0.240 0.324 0.444 0.616 0.843
1.12
1.45
0.179 0.260 0.342 0.454 0.612 0.827
1.10
1.43
0.189 0.275 0.358 0.464 0.609 0.808
1.07
1.40
0.195 0.287 0.370 0.474 0.608 0.791
1.04
1.35

0.50
0.02960.0776
0.214
0.423
0.626
0.770
0.853
0.912
0.918
0.889
0.0534
0.286
0.776
1.27
1.62
1.73
1.73
1.68
1.58
1.46
0.163
1.07
2.27
2.81
2.98
2.88
2.63
2.36
2.12
1.91
0.349
2.11
3.43
3.91
3.70
3.37
3.00
2.66
2.37
2.12
0.006110.02490.0875
0.182
0.312
0.448
0.568
0.679
0.754
0.798
0.01190.0939
0.323
0.544
0.819
1.02
1.17
1.25
1.30
1.30
0.0347
0.345
0.943
1.16
1.45
1.59
1.65
1.67
1.66
1.64
0.0710
0.661
1.37
1.56
1.73
1.79
1.81
1.80
1.77
1.71

0.55
0.01690.02990.0990
0.236
0.413
0.565
0.711
0.790
0.847
0.873
0.0241
0.125
0.441
0.903
1.28
1.61
1.68
1.69
1.65
1.57
0.0609
0.572
1.63
2.52
2.83
3.00
2.88
2.65
2.42
2.19
0.133
1.29
2.92
3.66
3.88
3.74
3.40
3.07
2.76
2.49
0.003280.01030.0413
0.104
0.212
0.338
0.473
0.592
0.700
0.789
0.006210.0439
0.197
0.417
0.694
0.999
1.18
1.32
1.41
1.45
0.0146
0.204
0.735
1.12
1.49
1.77
1.90
1.96
1.97
1.95
0.0309
0.458
1.30
1.61
1.98
2.12
2.18
2.20
2.17
2.11

0.60
0.01150.01280.0389
0.109
0.226
0.363
0.498
0.625
0.711
0.765
0.01240.0456
0.206
0.538
0.920
1.25
1.50
1.59
1.61
1.58
0.0235
0.252
0.983
1.88
2.50
2.82
2.89
2.81
2.63
2.42
0.0436
0.652
2.02
3.15
3.63
3.84
3.65
3.37
3.08
2.81
0.002040.00474
0.01670.0475
0.116
0.217
0.335
0.468
0.583
0.689
0.003100.01700.0958
0.261
0.523
0.824
1.10
1.29
1.43
1.52
0.00650
0.0965
0.480
0.909
1.41
1.79
2.05
2.19
2.24
2.24
0.0118
0.259
1.00
1.52
2.04
2.36
2.51
2.57
2.57
2.53

0.65
0.00874
0.00677
0.01330.0407
0.100
0.191
0.300
0.417
0.518
0.607
0.008360.01500.0767
0.258
0.548
0.874
1.14
1.34
1.46
1.49
0.01070.0857
0.494
1.23
1.92
2.47
2.68
2.75
2.70
2.56
0.0162
0.271
1.21
2.38
3.16
3.62
3.69
3.55
3.32
3.06
0.00128
0.002450.00603
0.01720.0499
0.110
0.196
0.303
0.418
0.535
0.001960.006070.0370
0.128
0.319
0.589
0.865
1.13
1.33
1.47
0.002960.0353
0.254
0.635
1.16
1.65
2.02
2.27
2.41
2.46
0.00481
0.113
0.642
1.25
1.90
2.41
2.71
2.86
2.91
2.90

0.70
0.006930.004440.00532
0.01180.03420.0787
0.144
0.228
0.319
0.404
0.006240.006120.02080.0961
0.257
0.499
0.750
0.982
1.15
1.27
0.00676
0.0216
0.189
0.636
1.24
1.83
2.25
2.45
2.53
2.51
0.008240.0813
0.591
1.55
2.46
3.14
3.44
3.50
3.42
3.23
0.000784
0.001540.00250
0.005160.0161
0.04160.0880
0.156
0.244
0.340
0.00125
0.00250
0.01020.0463
0.148
0.331
0.569
0.827
1.07
1.27
0.001810.00948
0.101
0.346
0.791
1.32
1.77
2.12
2.37
2.52
0.00237
0.0363
0.322
0.849
1.56
2.18
2.66
2.96
3.11
3.17

0.75
0.00534
0.003110.00292
0.00397
0.008310.02160.0506
0.09540.152
0.217
0.00466
0.00352
0.00587
0.02290.0880
0.215
0.390
0.587
0.777
0.937
0.004780.00679
0.0490
0.248
0.634
1.15
1.60
1.95
2.17
2.27
0.00530
0.0171
0.203
0.757
1.53
2.28
2.80
3.09
3.19
3.16
0.000465
0.00095
0.001420.00187
0.00404
0.01050.02750.05840.105
0.166
0.000766
0.001450.00300
0.01090.0480
0.135
0.282
0.476
0.696
0.910
0.001130.002960.0272
0.135
0.410
0.843
1.30
1.73
2.06
2.32
0.00147
0.00819
0.114
0.434
1.02
1.71
2.28
2.73
3.04
3.21

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2264

超微小引張試験法を用いた中性子照射ステンレス鋼の粒界劣化要因の検討
Micro-mechanical…investigations…about…grain…boundary…degradation…factors……
in…neutron-irradiated…stainless…steels
三浦

照光（Terumitsu…Miura）＊1

藤井克彦（Katsuhiko…Fujii）＊1

福谷耕司（Koji…Fukuya）＊1

要約
本稿では，これまでに照射誘起応力腐食割れ（IASCC）の機構解明を目的として超微小引張試験法を用いて中性子照射ステンレスの粒界劣化要因について検討した結果を紹介する．
まず，開発した超微小引張試験法の概要を示し，次に，同試験法を適用して得られた粒界劣化に関する知見を紹介する．最後に，現時点で考えられる IASCC の機構を示す．中性子照射ステン
レス鋼に生じる粒界のミクロ組織と組成の変化のうち，キャビティの形成と粒界偏析に起因する
高温水中での選択的な酸化が粒界の結合力を低下させることが，これまでに実施した検討により明らかとなった．これらの劣化要因により結合力が低下した粒界に照射材特有の局所変形により増加した局所応力が作用することで，まず酸化した粒界で割れが生じ，更なる粒界の酸化と破壊を繰り返して微小亀裂が成長し，粒界割れが進展するようになる過程が IASCC 機構として考えら
れた．
キーワード

…照射誘起応力腐食割れ，中性子照射，ステンレス鋼，粒界劣化，超微小引張試験

Abstract
In…this…paper,…we…explain…research…activities…to…date…that…have…examined…the…grain…
boundary（GB）degradation… factors… in… neutron-irradiated… stainless… steels… by… using… micro-tensile…
testing… to… elucidate… the… mechanism… of… irradiation… assisted… stress… corrosion… cracking（IASCC）.…
First,…we…outline…the…micro-tensile…testing…method…that…we…have…developed,…and…then…we…introduce…
our…findings…on…GB…degradation…in…neutron-irradiated…stainless…steels…obtained…by…applying…the…
developed…method.…Finally,…we…show…the…mechanism…of…IASCC…that…is…based…on…the…presented…
information.… Among… the… changes… in… microstructure… and… microchemistry… of… GBs… that… occur… in…
neutron-irradiated… stainless… steels,… the… research… activities… revealed… that… the… formation… of… GB…
cavities…and…the…selective…oxidation…of…GBs…in…high…temperature…water…due…to…radiation-induced…
segregation…degraded…the…binding…force…of…GBs.…For…the…IASCC…mechanism,…three…steps…were…
considered.…In…the…first,…oxidized…GBs…cracked…by…the…action…of…local…stress…that…increased…due…
to…localized…deformation…peculiar…to…irradiated…materials…on…GBs…whose…binding…force…decreased…
due…to…the…formation…of…cavities…and…oxidation.…In…the…second,…the…micro-cracks…on…GBs…grew…by…
repeated… oxidation… and… fracture… of… the… GBs.… In… the… final… step,… the… grown… cracks… continued… to…
progress…on…the…GBs.
Keywords

i…rradiation…assisted…stress…corrosion…cracking,…neutron…irradiation,…stainless…steel,……
grain…boundary…degradation,…micro-tensile…testing

1. は
 じめに

等があり，腐食や熱あるいは照射により生じる粒界の変化が割れの機構や発生条件と密接に関係すると原子炉施設の高経年化対策を行う上で，個々の経考えらえる．IGSCC の機構については，図１に示

年劣化事象の機構や発生条件を明らかにすることがすように，すべり変形が関与して粒界で溶解や酸重要である．原子炉の構造材料に生じる経年劣化化が起こると考える説や，粒内よりも破壊強度がには粒界を破壊の経路とする粒界型応力腐食割れ

低下することで粒界破壊が生じると考える水素脆（intergranular… stress… corrosion… cracking,… IGSCC）化等の説がある（1）．加圧水型軽水炉（pressurized…

＊ 1 （株）…
原子力安全システム研究所

技術システム研究所

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

265

れている．INSS では，Was ら（8）が提唱する局所変形による粒界での応力集中と，照射と腐食によって粒界に生じるミクロ組織と組成の変化による粒界の結合力の低下が IASCC の発生に関係していると考（10）．IASCC の対策として，定荷重試験
えている（1）

により IASCC 発生しきい線（IASCC が発生するしきい応力と照射量の関係）が評価されており，これを使って発生予測が行われ，BFB の検査時期が設定されている．IASCC の機構が明らかになること
で，発生予測を機構論の観点から補強することができ，より合理的な IASCC 対策や安全裕度について
図１の説明性の向上が期待できる．

主な IGSCC 機構の仮説（1）ステンレス鋼の粒界では，中性子照射と腐食によwater…reactor,…PWR）の 600 合金の割れを例にする

り様々な変化が生じる．照射によって粒内に照射欠と，図１に示したように「内部酸化」，「すべり酸

陥が形成されるとともに，粒界には微細なキャビ化」，「クリープ，粒界すべり」や「水素脆化」が機（12）．また，粒界偏ティが形成される場合がある（11）

構として考えられており，最近では，応力加速によ析によって粒界組成が変化する．中性子照射による

マイクロ
る粒界のキャビティ（空孔型欠陥）を主要因とする

核変換反応により水素（H）とヘリウム（He）がマイクロ梁

超微小引張試験片

タングステン
蒸着

変位：x

引張

プローブ

（2）

荷重 P=kxがある．照射誘起応力腐食割れ（irradiation…

生成され，粒内を拡散した H と He が粒界に捕捉さassisted… stress… corrosion… cracking,… IASCC） は 中れて蓄積する可能性がある．また，照射を受けた材

性子照射の影響が加わることで生じる SCC であ料が高温水中で腐食されると，粒界に選択的な酸化り，これも粒界を破壊の経路とする IGSCC である．

が生じる（13）．腐食反応により生じる H についても，

IASCC の最初の発生事例は，1960 年代に沸騰水型

一部が材料中に固溶し，核変換反応で生成された H

軽水炉（boiling… water… reactor,… BWR）で認められと同様に粒界に蓄積する可能性がある．これらの粒たステンレス鋼製の燃料被覆管の割れとされてお界におけるミクロ組織と組成の変化は粒界の結合力

報告

マイクロ梁
（バネ定数：k）（a）超微小引張試験の概略図 

マイクロ
プローブ

2 m

（b）試験前の SIM 像の例（3），PWR では 1988 年に仏国の Bugey ２号機でを低下させ，IASCC の発生を誘起する可能性があ認められたステンレス鋼製のバッフルフォーマボル

るが，それぞれが粒界の結合力にどの程度寄与してト（baﬄ……e-former… bolt,… BFB）の割れである．国内いるのかは分かっていない．IASCC の機構を明らの PWR では IASCC の発生報告はないが，海外ではかにする上で，照射や腐食により生じる粒界の変化

近年も BFB の割れが報告されている（4）．

と粒界の破壊挙動や結合力との関係を把握することり

IASCC は，中性子照射が材料や水環境に影響しが重要になる．

てこれらを変化させるため，他の SCC よりも複雑

粒界は隣接する結晶粒の方位関係により，粒界でな事象となるが，照射した材料を非照射下で試験しの原子配列が規則的な対応粒界と不規則なランダムても SCC の発生を確認できることから，照射によっ

粒界（対応粒界ではない大傾角粒界）に大別される．

て生じた材料の変化が機構として最も重要と考えら

ランダム粒界では粒界のエネルギーが高く（14），腐れている．照射による主な材料の変化には，転位

食や照射によるミクロ組織や組成の変化が対応粒界ループ等の照射欠陥が材料中に形成することによるよりも大きくなることが知られている．このため，照射硬化や粒界でクロム（Cr）やモリブデン（Mo）

粒界に生じる変化と粒界の破壊挙動や結合力との関の濃度が減少し，ニッケル（Ni）やシリコン（Si）

係は，多結晶材料中の個々の粒界ごとか，少なくと（1）．IASCC の機も同じ性格（対応粒界かランダム粒界）の粒界につ構にまだ定説はないが，BWR ではステンレス鋼のいて調べる必要がある．このための手段としては，（6）を照射硬化と粒界
IGSCC のすべり酸化モデル（5）単一の粒界のみを含む材料（双結晶材料）を作製しの濃度が増加する粒界偏析がある（7）

偏析で拡張した説

や照射材特有の局所変形によて粒界部の機械試験と分析を行う方法と，多結晶材（8），PWR ではク料中の個々の粒界について微視的な機械試験と分析（9）を行う方法が考えられる．前者については，ブリッる粒界での応力集中を強調した説

リープ／粒界すべりの促進による説等が提案さ

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2266

ジマン法と呼ばれる単結晶材料を作製するための加している．試験の機構は，集束イオンビーム（focused…

熱炉を使用して双結晶材料を作製する方法が知られion… beam,… FIB）加工装置（日立ハイテクノロジーているが，実機材料との組織の違いに注意する必要

ズ製 NB5000，等）を用いて作製されるミクロンサがある．後者については，分析は透過型電子顕微鏡

イズの引張試験片と荷重評価に用いるマイクロ梁お（transmission… electron… microscope,… TEM）等を用

よび試験片を引っ張る駆動機構としてのマイクロプ

いて個々の粒界について行う方法が確立されているローブから成る．試験は FIB 装置内で，室温かつ真が，結晶粒のサイズが一般的に 10 〜 100… µm のオー

空中で行う．超微小引張試験の概略図と試験前の走ダーであることから，一般の機械試験で取り扱う試

査イオン顕微鏡（scanning… ion… microscopy,… SIM）

験片サイズの 1/1000 以下のスケールで試験を行う

像の例を図２に示す．試験片はマイクロ梁と FIB必要がある．

装置内で３軸方向に移動可能なマイクロプローブ

そこで INSS では，多結晶材料中の個々の粒界かに，FIB 装置のタングステン蒸着機構を用いて固定

ら単一の粒界を含むミクロンサイズの試験片を作製される．図２（a）中の右方向にマイクロプローブをし，引張試験により粒界部（粒界とその周辺を含動かし，試験片が破断するまで引張試験を行う．試

（15）

を開発し

験片にかかる荷重はマイクロ梁の変位とバネ定数かて，IGSCC 等の粒界割れの機構研究に活用してきら線形弾性論により算出され，バネ定数は超微小硬た．本稿では，これまでに IASCC の機構解明を目さ試験機（エリオニクス社製 ENT-2100）を用いて的として超微小引張試験法を用いて中性子照射ステ

マイクロ梁の中央部に荷重を負荷して得た荷重－変ンレスの粒界劣化要因について検討した結果を紹介

位曲線から決定する（16）．試験中の SIM 像を録画し，する．まず，開発した超微小引張試験法の概要を述

試験片の形状変化とマイクロ梁の変位を記録して試べる．次に，同試験法を適用して得られた粒界劣化

験片の伸びと応力の関係等を評価する．

む微小領域）の破壊挙動を調べる手法

に関する知見を紹介する．最後に，現時点で考えられる IASCC の機構を示す．

2. 超 微小引張試験法の概要

2.2 超 微小引張試験片の作製と応力評価
超微小引張試験片の作製の概略図と試験片の寸法を図３に示す．まず，試料の表面を機械研磨によ2.1 試
 験の機構り鏡面研磨まで仕上げ，その後，電子後方散乱回折（electron… backscatter… diff…raction,… EBSD） 測 定

超微小引張試験法は，多結晶材料中の個々の粒界を実施して試料表面における粒界の位置と性格を調について粒界部の破壊挙動を引張試験により調べる

べる．次に，試験対象とする粒界を粒界性格と粒界ために開発した微小試験法であり，分析により把握の長さや湾曲具合を考慮して選定する．なお，粒界

した粒界のミクロ組織および組成との関係を別途検は主にランダム粒界から選定される．FIB 加工によ討し，粒界の劣化機構を明らかにすることを目的とり，選定した粒界を含む 20 × 20 × 10… µm 程度のマ
マイクロ梁

超微小引張試験片

タングステン
蒸着

変位：x
変位：

引張
マイクロ
プローブ
荷重 P=kx

マイクロ梁（バネ定数：k）（a）超微小引張試験の概略図 
図２

2 m

マイクロ
プローブ

（b）試験前の SIM 像の例

超微小引張試験の概略図と試験前の SIM 像の例

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

267

当する．粒界面にはスリット先端で最大値となる応
力分布が生じているが，粒界破壊はスリット先端からではなく，塑性拘束が強くなる試験部の内部側から生じることが本解析（17）と実際の破面観察において粒界破面が試験片の内部側に認められる傾向にあることから分かっている．なお，粒界破壊に要する応力については，粒界破壊の起点を厳密に特定することが難しいことから，試験片破断時の試験部の平均応力（破断応力と定義）を用いて評価することとしている．図４に示した解析結果における破断応力
は 2200… MPa であり，試験片内部側の応力値とおおむね一致しており，破断応力を粒界破壊に要する応
図３

超微小引張試験片の作製の概略図と試験片の寸法

イクロ試料を採取し，マイクロ試料の一部を切断して引張試験片を作製する．粒界は試験片中央に引張2.5軸に対して垂直に配置され，試験片側面からは粒界垂直応力（MPa）

4000

力の評価に用いることは妥当な方法であると考えら
れる．

2.3 マ
 イクロ梁による荷重評価
一般の引張試験では試験機のロードセル等を用

塑性拘束

3000
2.0
に沿ってスリットが加工される．
スリットの導入は，粒界面に生じる応力を高めて粒界破壊を促進させる
1.5
2000

いて荷重が評価されるが，本手法ではマイクロ梁

とともに，粒界周辺の塑性変形を抑制し，粒界破壊
1.0
1000

を用いて荷重を評価する．マイクロ梁は，FIB 加工が起こる前に試験片が伸びて延性破壊することを抑スリット先端からの距離（nm）

により Si 単結晶の板に作製した長さ 100 〜 200… µm，える目的がある．

断面 10 × 10… µm 程度の片持ちあるいは両端固定の

0

0

50
100
150
スリット先端からの距離（nm）（a）垂直応力

50

100

150

（b）塑性拘束スリットの加工により粒界周辺は多軸応力場とな梁である．マイクロ梁に固定した試験片を引っ張るため，試験片の応力状態を詳細に評価するためり，その際のマイクロ梁の変位を測定し，マイクには有限要素法（finite…element…method,…FEM）解

ロ梁のバネ定数から試験片にかかる荷重を算出す

析等を実施する必要がある．FEM 弾塑性解析で求る．試験中の SIM 像と走査型電子顕微鏡（scanning…

めた粒界面の垂直応力および塑性拘束とスリット

electron…microscope,…SEM）像の例（18）を図５に示す．

（17）を図４に示す．この

なお，SEM 像については，マイクロ梁の変位が約解析では，FeSn 合金を対象として，試験片破断時

500… nm 進むごとに観察しており，破断直前の像はの荷重に相当する引張応力を負荷した際の粒界面の観察していない．

先端からの距離の関係の例

片持ち梁形状のマイクロ梁を使用する場合は，引スリット先端から 150… nm の位置が試験片中央に相張応力に加えて曲げモーメントも試験片に作用する

4000

2.5

3000

2.0

塑性拘束

垂直応力（MPa）

垂直応力と塑性拘束の分布を計算している．なお，

2000

1000

1.0
0

50
100
150
スリット先端からの距離（nm）（a）垂直応力
図４

1.5

0

50

100

150

スリット先端からの距離（nm）（b）塑性拘束

FEM 弾塑性解析で求めた粒界面の垂直応力および塑性拘束とスリット先端からの距離の関係の例（文献（17）のデータを引用して示す）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

268

図５

超微小引張試験中の SIM 像と SEM 像の例（18）ため，正確な応力評価には FEM 解析が必要になる
（15）

．一方，
両端固定型のマイクロ梁を用いる場合は，

曲げモーメントが発生せず，一軸上の引張応力のみ負荷できる．負荷したい応力の状況によって，片持
ち梁か両端固定梁かを選択する．

2.4 駆
 動機構としての
マイクロプローブの使用試験片を引っ張るためには，試験片を保持して動かすことができる駆動機構が必要になる．本手法でマイクロ梁のバネ定数は梁の寸法に依存しておは，FIB 装置に付属する日立ハイテクノロジーズ製

り，引張試験時に想定される最大応力と SIM 像ののマイクロサンプリングプローブを駆動機構として視野の大きさを考慮して，最適なバネ定数になるよ用いており，試験片の加工とマイクロ梁への固定か

うにマイクロ梁の寸法を調整する必要がある．バネら引張試験までを FIB 装置内で完結することができ定数が大きすぎると，小さな変位で大きな荷重がかる．マイクロプローブは FIB 装置内に装荷した試料かるため，SIM 像の空間分解能（１ピクセル分の変等に対して 45 度の俯角で設置されており，その先位）に相当する荷重が大きくなり，荷重や応力評価

端は数 µm の断面径になっているため，プローブ自の分解能が悪くなる．また，逆の場合は，荷重分解

体は一軸上に動かすことができるが，試験片と固定能は良くなるが，視野を逸脱するような変位を与えして引っ張る際にプローブがしなり，試験片に若干ても荷重が小さくて試験片が破断に至らない場合がの曲げモーメントが生じる．このため，断面径の細あり，破壊挙動の評価が難しくなる．試験には 500

いマイクロプローブの先端部を切断し，断面径が約〜 600… N/m のバネ定数のマイクロ梁を用いており，

100… µm になるまで太くして使用することでしなり

スリットで挟まれた試験部に対して，平均応力で約を抑制している．また，最近は，FIB 装置に装荷可

6000… MPa までの応力を約 20… MPa の分解能で負荷能な三軸方向にピエゾ駆動できる引張試験ホルダーできる条件で試験している．

（三友製作所製引張試験用試料ホルダー）を新たに開発し，引張速度のデジタル制御や完全な一軸上で

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2の引張試験の実施が可能となっている．

60%

粒界破面率

3. 中
 性子照射ステンレス鋼の
粒界劣化要因3.1 中 性子照射ステンレス鋼の
粒界部の破壊挙動

269●：FTT 材▲：BFB 材

(21)

40%

20%
(19)

0%

最初に，中性子照射ステンレス鋼の粒界部の破壊

(19)

0

20

40

60

80

照射量（dpa）

挙動を超微小引張試験で調べた結果（19）〜（21）を紹介

図７

する．試験には PWR で使用された 316 ステンレス
鋼製のフラックスシンブルチューブ（flux… thimble…

試験片の粒界破面率と照射量の関係（中性子照射ステンレス鋼）

tube,… FTT） 材 と BFB 材 が 用 い ら れ， 照 射 量 は

中性子照射ステンレス鋼の粒界のミクロ組織をFTT 材が 17…dpa と 73…dpa，BFB 材が 19…dpa であっ

図８に示す．図はアンダーフォーカス条件で撮影さた．これらの材料について，ランダム粒界を対象にれた明視野像であり，キャビティが形成されてい

（19）
（20）

．73dpa の FTTれば，小さなものは暗いコントラストに縁取られ材の試験片破面（20） を図６に示す．73… dpa の FTTた明るい輝点状の像として観察される．FTT 材で材では破面のほぼ全面に粒界破壊が確認された．一は粒内と粒界に直径約 1… nm のキャビティの像が認方，17… dpa の FTT 材では破面の一部にのみ粒界破められたが，BFB 材では粒内にのみキャビティの壊が認められ，19… dpa の BFB 材では粒界破壊の様像が認められた（21）．また，73… dpa の FTT 材では，子は認められず，試験片は粒内で延性破壊した（19）．

17…dpa の FTT 材や 19…dpa の BFB 材と比べて，キャ

超微小引張試験が実施された

（19）
（21）

を図７に

ビティの像がより多く，明確に観察された．図８（d）示す．なお，粒界破面率は粒界破面の断面積を試に示した粒界を傾斜させて観察したミクロ組織で験前の試験部の断面積で除した値で定義している．

は，キャビティの像が粒界のコントラストの両端に73… dpa の FTT 材では破面のほぼ全面で粒界破面が偏在している傾向が認められた．観察試料（厚さ

試験片の粒界破面率と照射量の関係認められたが，試験片が破断するまでに試験部が絞られており，粒界破面率は 50% であった（21）．照射量が高いほど，粒界破面率が高くなった．また，
17… dpa の FTT 材では粒界破壊が確認されたものの，19… dpa の BFB 材では粒界破壊は確認されず，粒界の結合力は BFB 材より FTT 材の方が低下して

図６

60%

（20）
超微小引張試験片の破面（FTT 材 -73dpa）●：FTT 材

10 nm（a）FTT 材-17dpa（b）BFB 材-19dpa（c）FTT 材-73dpa（d）FTT 材-73dpa

図８ 中性子照射ステンレス鋼の粒界のミクロ組織（a）（b）（c）は粒界を垂直に立てて，（d）は粒界を傾斜させて撮影したアンダーフォーカス像を示す．代表的な
粒内のキャビティ像を青矢印で，粒界上のキャビティ像を赤矢印で示す．
の面密度（1015 m-2）いる可能性が示唆された（19）．

1086●：FTT 材▲：BFB 材（c）FTT 材-73dpa（d）FTT 材-73dpa

100… nm 以下の薄膜）は電解エッチングで作製されており（21），電解エッチングの際に微細なエッチピッ
ト（くぼみ）が試料表面に形成すると，キャビティに似た像として観察される可能性がある（11）．また，
粒界転位が存在すると，その転位芯が小さなキャビ
ティに似た像を示すため，粒界キャビティと粒界転位を混同する可能性もある．試料表面のエッチピッ
トや粒界転位による像は主に粒界のコントラストの端部に現れるため，図８に示した粒界キャビティの像はエッチピットや粒界転位を含む可能性がある．図９は，観察された粒界上のキャビティの像から算出した粒界キャビティの面密度（粒界の単位面積辺りのキャビティの像の数で定義）と照射量の関（21）

粒界キャビティの面密度（1015 m-2）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

270

10

●：FTT 材▲：BFB 材

8
6

4
2
0

0

20

40
照射量 （dpa）

60

80

図９ 中
… 性子照射ステンレス鋼の粒界キャビティの面密度と照射量の関係… （文献（21）のデータを引用して示す）

やかに変化する傾向を示す．なお，図 10 に示したを示す．粒界キャビティ（エッチピットや粒データは FTT 材について測定されたものであるが，界転位を含む）の面密度は，FTT 材では照射量のBFB 材についても FTT 材と同等の粒界偏析が確認増加に伴って増加している．エッチピットや粒界転されている（22）．

係

位を一部混同している可能性があるが，FTT 材で粒界キャビティの数密度や粒界偏析量は照射量がは照射によって粒界キャビティが形成し，照射量が増加するとともに増えており，試験片の粒界破面率増すとともに粒界キャビティが増加していると考えの照射量に対する傾向と一致している．粒界キャ

（21）

られる

．

ビティの形成と粒界偏析は粒界の結合力を低下さ

中性子照射ステンレス鋼の粒界偏析量と照射量の（1）

せ，粒界破壊を生じさせる要因であることがこれらを図 10 に示す．粒界偏析量は粒界組成とバの結果（19）〜（21）から示唆された．しかし，粒界偏析

ルク組成の差分で定義している．粒界偏析によりについては，19… dpa の BFB 材を試験しても，十分粒界の Cr と Mo の濃度が減少し，Ni と Si の濃度がに粒界偏析が進んでいたにもかかわらず粒界破壊が増加する．粒界組成は，照射量が 10… dpa 程度まで認められていないことから，単独で粒界の結合力をに大きく変化し，それ以上の高照射量域ではゆる強く低下させる可能性は低いと考えられる．また，

関係

図 10

中性子照射ステンレス鋼の粒界偏析量と照射量の関係（1）INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

FTT 材の方が BFB 材よりも粒界の結合力が低下し
（19）

271

試験には，若狭湾エネルギー研究センターの 200…

が，その原因として

kV マイクロ波イオン源イオン注入装置を用いて，BFB 材では粒界キャビティが形成していないこと

室温あるいは 300℃で He イオンを照射された 316

が関係する可能性がある．

（23）．
ステンレス鋼の 15% 冷間加工材が用いられた（16）ている可能性が示唆された

3.2

 e イオン照射したステンレス鋼のH
粒界部の破壊挙動

粒界キャビティの直径と数密度を幅広く変化させるため，照射した材料の一部が 650℃等で熱処理され，粒界キャビティを成長させた材料も準備された．
He イオン照射したステンレス鋼の粒界のミクロ組

3.1 項では，粒界キャビティの形成と粒界偏析が織（23）を図 11 に示す．アンダーフォーカス条件で撮中性子照射ステンレス鋼の粒界劣化要因として寄与影された明視野像であり，図中では He バブルと記していることを示唆する結果を紹介した．本項では載されているものがキャビティである．He イオン

粒界キャビティの形成に着目し，粒界キャビティのの注入量を 0.05at%（500… appm）から 6at%（60000…

単独の影響を検討するために実施された He イオンappm）まで変えており，図の見出しに温度が表記

照射したステンレス鋼の粒界部の超微小引張試験のされているものはその温度で熱処理された材料であ

（16）
（23）

を紹介する．He イオン照射では，はじる．照射のみの材料では直径約 1… nm のキャビティ

き出し損傷（格子間原子と空孔ペア）の形成に加えが粒内と粒界に形成しており，熱処理をした材料でて，キャビティを安定化させる He を同時に注入では直径約 10… nm の粗大なキャビティが形成していきるため，キャビティが形成し難い高い照射速度やる．なお，観察試料はイオンミリングで作製されて低い照射温度の照射条件でもキャビティが形成できおり（23），中性子照射ステンレス鋼の場合と異なり，る．一方で，高い照射速度や低い照射温度の条件でエッチピットの様なくぼみは生じ難い．また，粒界は粒界偏析が起こり難く，粒界偏析の影響と区別しを傾斜させて粒界キャビティの位置が確かめられてて，粒界の結合力に対する粒界キャビティの影響をおり，中性子照射ステンレス鋼のような粒界のコン検討することができる．

トラストの両端に偏在する不均一な分布は認められ

結果

図 11

He イオン照射したステンレス鋼の粒界のミクロ組織（23）INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

272ていない．このため，本試験では粒界キャビティの
（16）
（23）

像は全てキャビティとして扱っている．

これらの材料のランダム粒界について超微小引張

3.3 腐 食試験した中性子照射ステンレス鋼の粒界部の破壊挙動（23），He 注入量が 1.2at%試験が実施された結果（16）

前述の 3.1 項と 3.2 項では，中性子照射によって直以上の材料では粒界破壊が認められた．試験片の破接的に生じる粒界のミクロ組織と組成の変化と粒界壊モードを粒界キャビティの平均間隔と粒界被覆率

劣化の関係を検討した結果を紹介した．本項では，（粒界の面積に占める粒界キャビティの面積比）で粒界偏析に起因して高温水中での腐食を介して生じ整理した結果を図 12 に示す．粒界キャビティが数る粒界の選択的酸化と粒界劣化の関係を検討した結多く形成し，その平均間隔が狭くなると，粒界破壊（20）を紹介する．高温水中で中性子照射ステン
果（18）

（23）
．熱処
が起こるようになる傾向が認められた（16）レス鋼を腐食試験すると粒界に選択的な酸化が生じ

理でキャビティを成長させた材料では，粒界被覆率ることが分かっており，照射量が高いほど深くまでは大きくなったが，キャビティの平均間隔は広くな粒界が酸化される傾向にある（13）．未照射のステン

り，試験では粒界面のキャビティ間が伸びて延性破レス鋼であっても高温水中で一部の粒界が酸化さ

壊する粒界延性破壊が生じた．

れる例（24）が報告されているが，中性子照射ステンに微小亀裂を形成し，これが粒界破壊の起点になる

確認される（13）．中性子照射ステンレス鋼の粒界の※熱処理した材料と考えられる．粒界キャビティの間隔が狭いと，粒界キャビティ同士の合体が容易になり，粒界面での微小亀裂の形成と成長が促進されるため，粒界破壊の発生は粒界キャビティの粒界被覆率ではなく平均（23）．中性子照射間隔に影響されると考察された（16）ステンレス鋼の粒界劣化要因として考えられる粒界
キャビティの形成と粒界偏析のうち，粒界キャビティの形成は単独で粒界の結合力を低下させる要因（23）
により明らかにされた．
であることが本試験（16）粒界被覆率（%）

荷された際に粒界キャビティ同士が合体して粒界面レス鋼の場合は，3… dpa 程度の比較的低い照射量で15あってもランダム粒界のほぼ全てに選択的な酸化が粒界破壊（延性）

粒界にキャビティが形成されると，引張応力が負

酸化は，粒界偏析によって耐食性に関係する元素で10ある Cr が粒界から減少することが関係していると粒界破壊（脆性）．JIS 規格で規定されている SUS316
考えられる（13）5ステンレス鋼の Cr 濃度は 16 〜 18% であるが，高照
粒内破壊（延性）
射されたステンレス鋼では，粒界偏析により12%程度まで粒界の Cr 濃度が低下する（1）．
0320℃のPWR 一次系模擬環境で約010201000 時間の腐30
食試験に供された照射量 73… dpa の FTT 材の粒界部
粒界キャビティの平均間隔（nm）の断面（13）を図 13 に示す．粒界に沿って数 100… nmの選択的な酸化が確認される．本材料について，酸化した粒界とその周囲の内層酸化膜を対象に超微小15引張試験が実施された結果（18），酸化した粒界を含粒界被覆率（%）

粒界破壊（延性）む試験片では酸化した粒界に沿って割れが生じて試※熱処理した材料

験片が破断し，内層酸化膜の試験片では酸化膜が割10
粒界破壊（脆性）

外層酸化膜

5
粒内破壊（延性）

0

0

10

20

30

内層酸化膜

粒界キャビティの平均間隔（nm）

酸化した
粒界

図 12 試… 験片の破壊モードと粒界キャビティの平均間隔
および粒界被覆率との関係…
…
（He イオン照射したステンレス鋼，文献（16）のデー
タを引用して示す）

粒界
100 nm
図 13

外層酸化膜…腐食試験した中性子照射ステンレス鋼の粒界部の（13）断面（FTT 材 -73dpa）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

273

響については明らかではなく，詳細な検討が今後必

3000

破断応力（MPa）

要である．粒界キャビティの形成と粒界の酸化による粒界劣化の観点から，IASCC 機構について以下

2000に考察する．
Fujimoto ら（12） は，PWR と 高 速 増 殖 炉（fast…
breeder… reactor,… FBR）でそれぞれ中性子照射され1000たステンレス鋼を PWR 一次系模擬環境中で低ひず
み速度引張（slow… strain… rate… tensile,… SSRT）試験
した結果，PWR 照射材に比べて FBR 照射材では

0
酸化した粒界(18)図 14

酸化していない
バルクの粒界(20)内層酸化膜(18)IASCC 感受性が大きく低下する（粒界破面率が低い）ことを報告している．彼らの報告では，PWR…酸化した粒界と内層酸化膜および酸化していない
バルクの粒界部の破断応力の比較…
（FTT 材 -73dpa）

照射材と FBR 照射材で同等の照射硬化と粒界偏析が確認されたが，材料中の H と He の量は FBR 照

れて試験片が破断した．試験片の破断応力を，酸化

射材では PWR 照射材よりも極めて少なく，また，した粒界と内層酸化膜および同材料の酸化していな

PWR 照射材では粒内と粒界でともにキャビティの

（20）

酸化膜

で比較した結果を図 14 に示す．

形成が認められたが，FBR 照射材では粒内にのみ酸化した粒界の破断応力は 1100… MPa であり，内層キャビティの形成が認められた．PWR と FBR では

いバルクの粒界部
高温高圧水

中性子照射

H

応力

O

粒界酸化

微小亀裂
の形成

酸化膜の破断応力 1800…MPa の約 1/2 であり，また，

中性子スペクトルが異なるため，核変換反応によっ酸化していないバルクの粒界部の破断応力 2600…

て生成される H と He の量が FBR 照射材では著し

MPa の約 1/3 であった．高照射されたステンレス鋼

く少ない（1）ことが知られている．この報告（12）は，の粒界が酸化されると，粒界の結合力が約 1/3 に低硬さと粒界偏析，そしておそらく粒界の酸化につい

下することが示された．酸化した粒界の破壊強度はては PWR 照射材と FBR 照射材で同等であったもの

周囲の内層酸化膜より低く，高温水中で中性子照射の，粒界キャビティが形成されていないと IASCC

応力集中

核変換
（H, Heの生成）

キャビティ

微小亀裂
の成長

（拡散、粒界で捕捉）
粒界偏析

粒界

粒界の局所応力，粒界の破壊強度ステンレス鋼

バルクの粒界の破壊強度

粒界の局所応力粒界の局所応力，粒界の破壊強度

粒界の結合力の低下

粒界の局所応力，粒界の破壊強度

転位チャンネル

酸化した粒界の破壊強度

酸化に頼らずに粒界割れが進展

微小亀裂が形成

ステンレス鋼に応力が負荷されると，破壊強度の低
時間

時間

時間

の発生に強く影響する可能性を示唆する．

い酸化した粒界で割れが生じ，これが粒界割れの起

3.3 項では，高温水中で中性子照射ステンレス鋼点となり，更なる粒界の酸化と破壊を繰り返して粒に応力が負荷されると，破壊強度の低い酸化した粒（a）照射初期

（b）微小亀裂の形成   （c）微小亀裂の成長と粒界割れの進展（18）

界割れが進展する過程が考えられる．

4. 中
 性子照射ステンレス鋼の粒界劣化と IASCC 機構

界で割れが生じ，これが粒界割れの起点となり，更なる粒界の酸化と破壊を繰り返して粒界割れが進展する過程が考えられることを紹介した．粒界が酸化される深さは 1000 時間の腐食試験で数 100… nm
であり，粒界の酸化深さを腐食試験時間で除した

中性子照射ステンレス鋼の粒界では，照射によっ

見かけの酸化速度は 10-11… mm/s のオーダーと小さてキャビティが形成される場合があるとともに，粒い．IASCC の発生試験で認められる見かけの亀裂

界偏析が生じて組成が変化する．粒界偏析により進展速度（粒界割れの平均深さを SSRT 試験の時間

Cr 濃度が低下した粒界では高温水中で選択的な酸で除したもの）はおおよそ 10-6…mm/s のオーダー（1）化が生じる．また，中性子照射による核変換反応やであり，粒界の酸化と破壊を繰り返すだけでは腐食反応により生じる H と He が粒界に蓄積する可IASCC の進展速度を説明することは難しい．微小能性がある．前章で紹介したこれまでに超微小引張

亀裂がある程度成長すると，亀裂先端の応力集中が試験法を用いて行った検討により，これらの粒界の増し，酸化に頼らずとも亀裂が進展するようになる

変化のうち，キャビティの形成と酸化は粒界の結合と考えられる．しかし，Fujimoto ら（12）の報告では力を低下させることが明らかとなった．粒界偏析にFBR 照射材は低い IASCC 感受性を示しており，粒

ついては，19… dpa の BFB 材の超微小引張試験の結界にキャビティが形成してバルクの粒界の結合力が果を踏まえると，単独で粒界の結合力を強く低下さ低下していないと，微小亀裂が成長しても粒界割れせる可能性は低いと考えられたが，粒界キャビティが進展しないと考えられる．

の形成等の他の粒界劣化要因と合わさった場合の影

IASCC 機構については，「はじめに」で述べたよINSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

274

うに複数の機構が提案されている．これらのうち，（8）えられる．超微小引張試験で評価した酸化した粒界が提唱している照射材特有の局所変形にの破断応力は 1100… MPa（18）であり，粒界に〜 2000…

よる粒界での応力集中は，キャビティと酸化による

MPa の局所応力が加われば，酸化した粒界が開口

粒界劣化と合わさって IASCC の発生を加速する可して IASCC の起点になる可能性がある．

Was ら

能性がある．照射により転位ループ等の照射欠陥

IASCC 機構の仮説を図 15 にまとめる．照射によが高密度に形成された金属にすべり変形が起こる

り転位ループ等の照射欠陥が形成されることで，転と，移動する転位が照射欠陥と相互作用してこれら

位チャンネルを形成して粗大なすべり変形が生じの一部を除去し，転位チャンネルと呼ばれる照射欠るようになり，粒界に作用する局所応力が増加す

陥が減少したパスが転位の移動経路に沿って形成さる．一方で，粒界にはキャビティが形成されるととれる．転位チャンネル内の変形抵抗は周囲よりも小もに，粒界偏析により高温水中で選択的に粒界が酸さくなるため，後続のすべり変形は既存の転位チャ化されるようになり，粒界の結合力が低下する．粒

ンネルに集中して起こるようになり，未照射の金属
2000

界の局所応力が酸化した粒界の破壊強度を上回るとと比較して粗大なすべり変形が照射された金属で起粒界に微小亀裂が形成され（図 15
（b）
）
，更なる粒

こるようになる．転位チャンネルが粒界に到達した界の酸化と破壊を繰り返して微小亀裂が成長する．

際に，隣接粒にすべり変形が伝播せずに粒界で転位

亀裂先端の応力がキャビティの形成によって弱化しチャンネルが停止すると，粒界と転位チャンネルの1000

たバルクの粒界の破壊強度を上回るようになると，交点で転位が止まり（転位のパイルアップと呼ぶ），

酸化に頼らずに亀裂が粒界を進展するようになる

局所応力が発生する．停止した転位チャンネルに後

（図 15
（c）
）
．中性子照射ステンレスの粒界劣化の観

続のすべり変形が加わると，粒界でパイルアップす点から考察すると，このような過程が IASCC の機

破断応力（MPa）

3000

る転位が増え，粒界の局所応力が増加する．粒界の0構として考えられる．
酸化していない
局所応力が増加することで隣接粒にすべりが伝播す
酸化した粒界内層酸化膜(18)(20)
バルクの粒界
れば，転位のパイルアップが解消される場合があ(18)

るが，解消されない場合は外力の３〜４倍に相当
する局所応力に達する場合があることが FEM 解析を用いた計算で評価されている（25）．高照射されたステンレス鋼の IASCC 発生しきい応力は 400 〜 500…
MPa であり（1），この程度の外力が加わった際に，粒界には最大で 2000… MPa の局所応力が加わると考

高温高圧水

酸化膜

中性子照射

H

応力

O
粒界酸化

応力集中

微小亀裂
の形成

核変換
（H, Heの生成）

キャビティ

微小亀裂
の成長

（拡散、粒界で捕捉）
粒界偏析
粒界

粒界の局所応力，粒界の破壊強度

バルクの粒界の破壊強度

粒界の局所応力粒界の局所応力，粒界の破壊強度

粒界の結合力の低下

ステンレス鋼粒界の局所応力，粒界の破壊強度

転位チャンネル

酸化した粒界の破壊強度

時間（a）照射初期

酸化に頼らずに粒界割れが進展

微小亀裂が形成時間時間（b）微小亀裂の形成   （c）微小亀裂の成長と粒界割れの進展
図 15

IASCC 機構の仮説

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

5. ま
 とめ

275

文
 献

本稿では，これまでに超微小引張試験法を用いて（1）… 福谷耕司，西岡弘雅，藤井克彦 ,… ステンレス

中性子照射ステンレスの粒界劣化要因について検討

鋼の軽水炉照射挙動，INSS… MONOGRAPHS…

した結果を紹介し，現時点で考えられる IASCC のNo.4,… 株式会社原子力安全システム研究所，機構を示した．

（2009）．
（2）… 寺地巧，山田卓陽，岡本マキエ，有岡孝司，• …中性子照射ステンレス鋼に生じる粒界のミクロ

TT690 合金の SCC に関する知見と今後の課組織と組成の変化のうち，キャビティの形成と

題，INSS…JOURNAL,…25（2018）C-2.

粒界偏析に起因する高温水中での選択的な酸化（3）… G.S.… Was,… Fundamentals… of… Radiation…

が粒界の結合力を低下させることが，これまで

Materials… Science:… Metals… and… Alloys,…

に実施した検討により明らかとなった．

Springer,…New…York（2017）．

• これらの劣化要因により結合力が低下した粒界（4）… M.R.…Ickes,…J.…McKinley,…J.-K.…Lee,…J.M.…Smith,…

に照射材特有の局所変形により増加した局所応

A.M.… Ruminski,… M.A.… Burke,… Irradiation-

力が作用することで，まず酸化した粒界で割れ

assisted… stress… corrosion… cracking… of… Type…

が生じ，更なる粒界の酸化と破壊を繰り返して347… and… Type… 316… steels… irradiated… in…

微小亀裂が成長し，粒界割れが進展するように

commercial… pressurized… water… reactors,… J.…

なる過程が IASCC 機構として考えられた．

Nucl.…Mater.…536（2020）152182.
（5）… P.L.… Andresen,… F.P.… Ford,… Life… prediction…
by… mechanistic… modeling… and… system…
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and…nickel…alloys…in…aqueous…systems,…Mater.…
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（6）… T.… Shoji,… Z.… Lu,… H.… Murakami,… Formulating…
stress… corrosion… cracking… growth… rates… by…
combination… of… crack… tip… mechanics… and…
crack…tip…oxidation…kinetics,…Corrosion…Sci.…52（2010）769-779.
（7）… M.… Koshiishi,… T.… Hashimoto,… R.… Obata,…
Application… of… the… FRI… crack… growth… model…
for… neutron-irradiated… stainless… steels… in…
high-temperature… water… of… a… boiling… water…
reactor… environment,… Corrosion… Sci.… 123（2017）278-288.
（8）… G . S . … W a s , … D . … F a r k a s , … I . M . … R o b e r t s o n ,…
Micromechanics… of… dislocation… channeling…
in… intergranular… stress… corrosion… crack…
nucleation,… Current… Opinion… in… Solid… State…
and…Materials…Science…16（2012）134-142.
（9）… B.… Margolin,… A.… Sorokin,… N.… Pirogova,… A.…
Toivonen,… F.… Sefta,… C.… Pokor,… Analysis… of…
mechanisms… inducing… corrosion… cracking… of…
irradiated…austenitic…steels…and…development…
of… a… model… for… prediction… of… crack… initiation,…
Engineering… Failure… Analysis… 107（2020）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-2

276

104235.
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Power… Plants（ICAPP… 2017）,… Fukui… and…
Kyoto,…Japan,…April…24-28,…2017.
（20）… T . … M i u r a , … K . … F u j i i , … K . … F u k u y a , … Y .…

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Steels… under… PWR… Irradiation,… J.… Nucl.… Sci.…

grain… boundary… in… neutron-irradiated…

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stainless… steel,… in:… Proc.… 19th… Int.… Conf.… on…

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P.…Efsing,…Nano-cavities…observed…in…a…316SS…

Nuclear… Power… Systems… -… Water… Reactors,…

PWR…flux…thimble…tube…irradiated…to…33…and…

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（22）… K.… Takakura,… K.… Nakata,… K.… Fujimoto,… K.…

Yamaguchi,… M.… Nakano,… R.P.… Shogan,… J.P.…

Sakima,… N.… Kubo,… IASCC… Properties… of…

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Cold… Worked… 316… Stainless… Steel… in… PWR…

irradiation… and… hydrogen/helium… gas… on…

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Environmental… Degradation… of… Materials… in…

austenitic… stainless… steels,… in:… Proc.12th… Int.…

Nuclear…Power…Systems,…Virginia…Beach,…VA,…

Conf.… on… Environmental… Degradation… of…

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（23）… 三浦照光，藤井克彦，福谷耕司，照射ステン
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A … s i m u l a t i o n … o f … I G S C C … o f … a u s t e n i t i c…

I m p a c t … o f … a … m a g n e t i c … f i e l d … o n … g r a i n…

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効果 -，INSS…JOURNAL,…21（2014）NT-6.
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INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3

277

鉛
に
お
け
る
蒸
気
と
空
気
の
混
合
気
体
か
ら
の
凝
縮
伝
熱
 伝熱
鉛直
直管
管鉛
に直
お管
けに
るお
蒸け
気る
と蒸
空気
気と
の空
混気
合の
気混
体合
か気
ら体
のか
凝ら
縮の
伝凝
熱縮
鉛直管
における
気とfrom
空気
の混合
気体inか
らの凝
Condensation
heat蒸
transfersteam-airmixturea vertical
pipe縮伝熱Condensation
Condensation
heat transfer
heatfromtransfersteam-airfrom steam-air
mixture inmixture
a verticalin apipe
vertical pipe
Condensation heat transfer from steam-air mixture in a vertical pipe
村瀬道雄 0LFKLR0XUDVH   歌野原陽一
<RLFKL8WDQRKDUD 
村瀬道雄村瀬道雄
0LFKLR0XUDVH
0LFKLR0XUDVH  歌野原陽一
  歌野原陽一
<RLFKL8WDQRKDUD<RLFKL8WDQRKDUD＊1

細川茂雄
6KLJHR+RVRNDZD歌野原冨山明男$NLR7RPL\DPD  ＊1…
村瀬
道雄（Michio…Murase）
陽一（Yoichi…Utanohara）
村瀬道雄
0LFKLR0XUDVH ✝
 歌野原陽一
<RLFKL8WDQRKDUD✝
細川茂雄細川茂雄
6KLJHR+RVRNDZD
6KLJHR+RVRNDZD  冨山明男
  冨山明男
$NLR7RPL\DPD$NLR7RPL\DPD
＊2
細川 茂雄（Shigeo…Hosokawa）
冨山 明男（Akio…Tomiyama）＊3
✝

細川茂雄 6KLJHR+RVRNDZD  冨山明男 $NLR7RPL\DPD 

✝












要約 
本報では，鉛直管における蒸気と空気の混合気体の流れ方向・半径方向の温度分布デー
要約 
本報では，鉛直管における蒸気と空気の混合気体の流れ方向・半径方向の温度分布デー
要約 T本報では，鉛直管における蒸気と空気の混合気体の流れ方向・半径方向の温度分布デー
タおよび凝縮熱流束
F と凝縮熱伝達率 KF に関する著者らの研究について述べた．非凝縮性気体をTF と凝縮熱伝達率
TF と凝縮熱伝達率
KF に関する著者らの研究について述べた．非凝縮性気体をKF に関する著者らの研究について述べた．非凝縮性気体を
タおよび凝縮熱流束
タおよび凝縮熱流束
KF の相関式が提案されており，多くの三次元計算が実含む凝縮伝熱実験は多く実施され，多くの要約 
本報では，鉛直管における蒸気と空気の混合気体の流れ方向・半径方向の温度分布デー
KF の相関式が提案されており，多くの三次元計算が実KF の相関式が提案されており，多くの三次元計算が実含む凝縮伝熱実験は多く実施され，多くの含む凝縮伝熱実験は多く実施され，多くの\ に対す施されているが，計算結果の検証データは流れ方向一次元分布であり凝縮面からの距離
タおよび凝縮熱流束 TF と凝縮熱伝達率 KF に関する著者らの研究について述べた．非凝縮性気体を
\ に対す
\ に対す
施されているが，計算結果の検証データは流れ方向一次元分布であり凝縮面からの距離
施されているが，計算結果の検証データは流れ方向一次元分布であり凝縮面からの距離
る分布データは極めて少ない．そこで本研究では，蒸気と非凝縮性気体の混合気体に対する三次含む凝縮伝熱実験は多く実施され，多くの KF の相関式が提案されており，多くの三次元計算が実る分布データは極めて少ない．そこで本研究では，蒸気と非凝縮性気体の混合気体に対する三次る分布データは極めて少ない．そこで本研究では，蒸気と非凝縮性気体の混合気体に対する三次
元計算における凝縮伝熱モデル検証データの提供を主目的として，直径
PP，冷却長さ
PP
施されているが，計算結果の検証データは流れ方向一次元分布であり凝縮面からの距離 \ に対す
元計算における凝縮伝熱モデル検証データの提供を主目的として，直径元計算における凝縮伝熱モデル検証データの提供を主目的として，直径PP，冷却長さPP，冷却長さ
PPPPの鉛直管および蒸気と空気の混合気体を用いた凝縮伝熱実験を行い，流れ方向と半径方向の温度
る分布データは極めて少ない．そこで本研究では，蒸気と非凝縮性気体の混合気体に対する三次の鉛直管および蒸気と空気の混合気体を用いた凝縮伝熱実験を行い，流れ方向と半径方向の温度の鉛直管および蒸気と空気の混合気体を用いた凝縮伝熱実験を行い，流れ方向と半径方向の温度
TとKを求め，熱輸送と物質輸送の相似則
分布データを取得した．取得した温度分布データからF
F
元計算における凝縮伝熱モデル検証データの提供を主目的として，直径 PP，冷却長さ PP
TF と KF を求め，熱輸送と物質輸送の相似則
TF と KF を求め，熱輸送と物質輸送の相似則
分布データを取得した．取得した温度分布データから分布データを取得した．取得した温度分布データからKF を評価できることを確認した．また，飽和温度より約や拡散層モデルに基づく従来相関式での鉛直管および蒸気と空気の混合気体を用いた凝縮伝熱実験を行い，流れ方向と半径方向の温度
KF を評価できることを確認した．また，飽和温度より約
KF を評価できることを確認した．また，飽和温度より約や拡散層モデルに基づく従来相関式でや拡散層モデルに基づく従来相関式で
TとKF を求め，飽和温度からの凝℃高い過熱蒸気と空気の混合気体での温度分布を測定し，F
分布データを取得した．取得した温度分布データから TF と KF を求め，熱輸送と物質輸送の相似則
TF と KF を求め，飽和温度からの凝TF と KF を求め，飽和温度からの凝℃高い過熱蒸気と空気の混合気体での温度分布を測定し，℃高い過熱蒸気と空気の混合気体での温度分布を測定し，Kを評価できることを明らかにした．
縮伝熱として扱えば従来相関式で
Fや拡散層モデルに基づく従来相関式で KF を評価できることを確認した．また，飽和温度より約
KF を評価できることを明らかにした．
KF を評価できることを明らかにした．
縮伝熱として扱えば従来相関式で縮伝熱として扱えば従来相関式でTF と KF を求め，飽和温度からの凝℃高い過熱蒸気と空気の混合気体での温度分布を測定し，
キーワード鉛直管，凝縮，熱流束，熱伝達率，非凝縮性気体，温度分布キーワード鉛直管，凝縮，熱流束，熱伝達率，非凝縮性気体，温度分布
キーワード鉛直管，凝縮，熱流束，熱伝達率，非凝縮性気体，温度分布
KF を評価できることを明らかにした．
縮伝熱として扱えば従来相関式でキーワード鉛直管，凝縮，熱流束，熱伝達率，非凝縮性気体，温度分布

Abstract In this review, we presented our studies on axial and radial temperature distributions of steam-air
Abstractin In
this
Abstract
review,Inwe
thispresented
review, we
ourheatpresented
studiesstudiesand radial
on axial
temperature
anddistributions
temperatureof
distributions
steam-airmixturea verticalpipe,
condensation
flux onqcour,axialandcondensation
heatradialtransfercoefficienthc. Many of steam-air
mixture in a onverticalmixturepipe,
in a verticalcondensation
pipe,
condensation
heat flux
heatcondensation
flux qc, andcondensation
heathavetransferheattransferhc.coefficient
Manyhc. Manyc, andexperiments
condensationin thepresenceof qnon-condensable
gases
beencoefficientcarriedout,
many
Abstract Infor
thisreview, we
ouronnon-condensable
axial andofradial
temperatureofbeensteam-airexperimentsonexperiments
onpresented
condensationin the presencein theofthree-dimensionalpresence
non-condensable
gases have distributions
been
gasesbeen
carried
have
out,
many
carriedproposed,
andstudies
many
computations
have
done.
Most
of out, many
correlations
hcondensationc have been
mixturein aforverticalpipe,
condensation
heat
fluxthree-dimensional
qc,andandmany
condensation
heat transfer
hcMost. Manybeen
proposed,andproposed,many
three-dimensional
computations
havebeen direction,
done.
have
been
ofdone. Most ofcorrelations
correlations
hc haveforhc have been
thevalidation
data
forthree-dimensional
computationsareone-dimensionalin computations
the coefficientflow
andexperimentsonthe three-dimensionalpresenceof non-condensable
gases
have
been
carriedout,
many
the validationasthedatavalidation
for three-dimensional
forcomputations
computations
are one-dimensional
areinTherefore,
the flow
direction,in carried
the flow
anddistributions
a condensation
functionof datatheindistancey fromthecondensation
surfaceareone-dimensionalfew.
we
outdirection, andhave been
proposed,andmany
three-dimensional
computations
havewith
been
done.
Mostout
ofwe carried out
correlations for
hcfunction
distributions
as
distributions
acondensationofas theaheatfunction
distance
ofyfrom
thefromdistancethecondensation
y frommixture
the surface
condensationfew.
surface
Therefore,
are
few.
we
Therefore,
carriedexperimentsontransferthesteam-airin a areverticalpipe
thediameterofthe validation
data
for three-dimensional
computations
are mixture
one-dimensionalin pipetheflow
direction,
andexperiments
experiments
condensationon condensation
heatoftransfer
from
heat
transferfromthesteam-airin aradial
verticalmixturein awithverticalthediameterpipe withofthe diameter of
49.5
mm andonthecooling
length610 mm,andthewesteam-air
measuredaxial
andtemperature
distributions
distributionsasa function
ofthe
thecooling
distance
y fromthecondensation
surfaceare axial
few.
Therefore,
wecarried out
49.5
mm andmainly
49.5
thecoolingmm
andlengthof 610data
lengthmm,
andofheat610
wetransfer
measuredmm, andweaxial
measuredradialtemperatureand radial
distributions
temperatureof
distributions of
the mixture,
to offer
validation
formodelsinand
three-dimensional
computations.
We
experimentsonheat totransferfromthe steam-air
mixturea modelsvertical
pipe
with
the
of
the
mixture,mainlythecondensation
to offer
mainlyvalidation
offer
data
validation
for heattransfer
data
forconfirmed
modelsheattransferinin
three-dimensional
three-dimensional
computations.
computations.
WeWe
hmixture,thetemperature
distributions,andthat
hc was inexpressedby diameteran existingobtained
qc andc from
49.5
mm
and
the
cooling
length
of
610
mm,
and
we
measuredaxial
andradialtemperature
distributions
ofby an existing
and
h
from
the
and
temperature
h
from
the
distributions,temperature
distributions,andconfirmed
andthat
confirmedhwasexpressed
that
h
was
by
expressed
anexisting
obtainedqobtained
q
c
c
c
c
c
c
correlation based on the analogy between heat and mass transfers or the diffusion layer model. We also
themixture,mainlyoffer
validation
for heatmodelsincomputations.
We
correlation
based
correlation
ontothebasedanalogy
onbetween
theofdata
analogyheat
betweenandtransfer
mass
heat
transfers
andmass
or three-dimensionalthetransfers
layermodel.
We
layeralsomodel. We alsomeasuredtemperature
distributions
superheatedsteam-airmixtureat diffusion
about or100the°Cdiffusion
higher thantheandhc fromobtained
the temperature
distributions,andconfirmed
that
h
was
expressedbyanexisting
obtained
ctemperature
c mixturemeasuredmeasured
distributions
temperatureof
distributionsofsteam-airsuperheatedmixturesteam-air
at
about
100
at
°C
about
higher
100
than
°C
the
higher than thehsuperheated
,
and
found
that
an
existing
correlation
could
predicthwithsaturated qtemperature,
qc andcccorrelation
based
on theanalogy
betweenheat
andtransfers
orcorrelation
the
layer
model.
also
hc, andand mass
hthat
an
found
existingthat
an diffusion
existing
could
correlation
predict
could
hc We
with
predict
the hc with thesaturated temperature,obtained
temperature,obtained
qconditions.
c andcfoundc, andassumption
ofsaturated
condensation
fromqthesaturatedmeasured temperature
distributions
superheatedsteam-airmixture at about 100 °C higher than theassumption
ofassumption
condensationof fromcondensation
the ofsaturatedfrom conditions.
the saturated
conditions.
saturatedtemperature,obtainedqc and hc, and found that an existing correlation could predict hc with the
Keywords
vertical pipe, condensation, heat flux, heat transfer coefficient, non-condensable gas, temperatureassumption ofKeywords
condensationfrom thesaturatedconditions.
Keywords
verticalpipe, condensation,
verticalpipe,
heatcondensation,
flux,
heatheattransferflux, coefficient,heat transfernon-condensablecoefficient, non-condensablegas, temperaturegas, temperature
distribution
distribution
Keywords
distribution

distribution
vertical pipe, condensation, heat flux, heat transfer coefficient, non-condensable gas, temperature

1. は じ め に
1. は じ1.
め には じ め に
1.軽水炉
は（加圧水型原子炉
じめに3:5 と沸騰水型原子炉 %:5）

P の鉛6$51(7 でのベンチマーク活動  では，高さ

では，高さ
では，高さ
P の鉛 P の鉛
6$51(7 でのベンチマーク活動
6$51(7 でのベンチマーク活動
直平板での凝縮量分布に対する &9 解析用の計算流体

直平板での凝縮量分布に対する直平板での凝縮量分布に対する&9
解析用の計算流体&9P
解析用の計算流体では，高さの鉛6$51(7 でのベンチマーク活動
力学（&)'）コードにおける最新モデルが整備され，軽水炉（加圧水型原子炉
軽水炉（加圧水型原子炉
3:5 と沸騰水型原子炉
3:5 と沸騰水型原子炉
%:5）
%:5）
力学（&)'）コードにおける最新モデルが整備され，力学（&)'）コードにおける最新モデルが整備され，直平板での凝縮量分布に対する&9 解析用の計算流体での冷却材喪失事故（/2&$）やシビアアクシデント
凝縮量に対してよい予測が得られるようになった．一での冷却材喪失事故（/2&$）やシビアアクシデント
での冷却材喪失事故（/2&$）やシビアアクシデント
凝縮量に対してよい予測が得られるようになった．
凝縮量に対してよい予測が得られるようになった．
一一
軽水炉（加圧水型原子炉 3:5 と沸騰水型原子炉 %:5）
力学（&)'）コードにおける最新モデルが整備され，（6$）時における格納容器（&9）内では，非凝縮性気方，&9 のように複雑な流れ場に対しては，従来の凝（6$）時における格納容器（&9）内では，非凝縮性気（6$）時における格納容器（&9）内では，非凝縮性気方，&9のように複雑な流れ場に対しては，従来の凝方，&9 のように複雑な流れ場に対しては，従来の凝での冷却材喪失事故（/2&$）やシビアアクシデント
凝縮量に対してよい予測が得られるようになった．
一体（空気や窒素ガスなど）が存在する条件で蒸気の移
縮熱伝達率の相関式は +HLVV'DPSI5HDFWRU +'5 の体（空気や窒素ガスなど）が存在する条件で蒸気の移体（空気や窒素ガスなど）が存在する条件で蒸気の移
縮熱伝達率の相関式は縮熱伝達率の相関式は+HLVV'DPSI+HLVV'DPSI
5HDFWRU
+'5
5HDFWRU
の（6$）時における格納容器（&9）内では，非凝縮性気方，&9 のように複雑な流れ場に対しては，従来の凝 +'5 の動と凝縮が生じる．&9 を模擬する容器での熱流動実&9 で測定された局所の熱伝達率を過大に計算したり動と凝縮が生じる．&9
動と凝縮が生じる．&9を模擬する容器での熱流動実を模擬する容器での熱流動実&9 で測定された局所の熱伝達率を過大に計算したり&9 で測定された局所の熱伝達率を過大に計算したり体（空気や窒素ガスなど）が存在する条件で蒸気の移
縮熱伝達率の相関式は+HLVV'DPSI5HDFWRU +'5 の
  
  
が行われ，
容器内の圧力や温度験    や実験解析
過小に計算したりすることが示されている  ．形状が      
  
や実験解析
や実験解析
が行われ，
容器内の圧力や温度が行われ，容器内の圧力や温度．形状が ．形状が験験
過小に計算したりすることが示されている
過小に計算したりすることが示されている動と凝縮が生じる．&9を模擬する容器での熱流動実&9 で測定された局所の熱伝達率を過大に計算したり単純な円管や平板に対しては，多くの凝縮伝熱実験がについては解析と実験でよい一致が得られている．ま







については解析と実験でよい一致が得られている．
については解析と実験でよい一致が得られている．
ま
単純な円管や平板に対しては，
ま単純な円管や平板に対しては，多くの凝縮伝熱実験が多くの凝縮伝熱実験がや実験解析が行われ，容器内の圧力や温度．形状が験過小に計算したりすることが示されている
行われ，凝縮熱伝達率の相関式が提案されている    ．
た，6HYHUH$FFLGHQW5HVHDUFK1HWZRUNRI([FHOOHQFH
  

．
た，6HYHUH
た，6HYHUH
$FFLGHQW5HVHDUFK$FFLGHQW1HWZRUN
5HVHDUFK
RI1HWZRUN([FHOOHQFH
RI
行われ，凝縮熱伝達率の相関式が提案されている
行われ，凝縮熱伝達率の相関式が提案されているについては解析と実験でよい一致が得られている．
ま([FHOOHQFH
単純な円管や平板に対しては，多くの凝縮伝熱実験が．
＊ 株 原子力安全システム研究所
技術システム研究所
た，6HYHUH
$FFLGHQW5HVHDUFK1HWZRUN
RI([FHOOHQFH＊＊ 株 原子力安全システム研究所
技術システム研究所
技術システム研究所
＊1 株（株）… 原子力安全システム研究所
原子力安全システム研究所
技術システム研究所＊神戸大学✝現：関西大学
＊神戸大学✝現：関西大学
＊神戸大学✝現：関西大学
＊ 2 …元…神戸大学
現…関西大学＊
原子力安全システム研究所 技術システム研究所
＊ 3 株神戸大学＊神戸大学✝現：関西大学


行われ，凝縮熱伝達率の相関式が提案されている    ．

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3

従来実験は流れ方向の一次元データであり&)'の検証
49.5

49.5

0
z

で熱伝達率が定義されているが&9に対する&)'解析で気管破断時の過熱度は約 ℃  ），6$時には過熱蒸
気が&9内に流出する可能性がある．しかし，過熱蒸気と非凝縮性ガスの混合気体での凝縮伝熱に関する研

100
冷却水流路
8.25

8.25

究例は少ない．0LQNRZ\F]DQG6SDUURZ  は，蒸気の過熱度の影響を計算して非凝縮性気体の存在条件で150位置の近傍では過熱蒸気が生じる可能性があり（主蒸110Cooling region
610
冷却区間
510510はバルクの定義が困難である．また，/2&$時には破損

390程度）．従来相関式ではバルク（主流）と凝縮面の間

500

mixture

50
140
2020

が少ない（平板での温度分布データが数例    ある

Unit: mmSteam-air
混合気体

240

に用いる凝縮面からの距離に対する温度分布データ

10
50
70
40 1090278

Coolingwater

は過熱度が増加すると熱流束が増加するとしている．

Oリング
による支持

'HOD5RVDら  のレビューでは，混合気体の過熱度

単位 [mm]O-ringの増加で熱流束は増加するが熱伝達率は減少すると図 凝縮伝熱実験装置の測定部 

結論付けている．
本研究の目的は，直径PPで冷却長さPPの鉛直管を用いて蒸気と空気の混合気体からの凝縮伝圧力計の測定誤差は測定範囲～03Dに対して±3熱実験を行い，&)'の凝縮伝熱モデルを検証するため

N3D，7型シース熱電対の測定誤差は±℃である．

の温度分布データを提供すること，過熱蒸気と空気の測定部を図に示す．測定部は内径PPで肉厚混合気体からの凝縮伝熱を評価すること，および&9

PPのステンレス管，ギャップPPの環状流路解析に合理的に適用できる凝縮伝熱の相関式を探索を形成するポリカーボネート樹脂製管，および冷却水することである．本報では，飽和蒸気と空気の混合気の入口プレナムと出口プレナムで構成されている．冷体からの凝縮伝熱実験における温度分布と熱流束
凝縮熱伝達率，および過熱蒸気と空気の混合気体か

らの凝縮熱流束と熱伝達率

について述べる．なお，

却範囲は出入口プレナムを含めてPPである．
伝熱壁での温度を測定するために，ステンレス管の半径 方向位置 U PP 内 面から  PP とこれらの実験は，神戸大学の冨山明男教授との共同研PP 外面からPP ，軸方向位置] 

究の一環として実施した．

PPに7型シース熱電対 φ
、先端が平坦 を埋め込み設置した．冷却水の温度

2. 実験装置と実験条件

を測定するために、同種の7型シース熱電対 φ、先端が平坦 を] PP

2.1 実験装置に外部から挿入し、熱電対をU 
PP 伝熱管外面から\ 

実験装置は，蒸気ボイラ，蒸気加熱器，蒸気流量PP に移動して温度分布を測定した．

計，減圧弁から成る蒸気供給系，空気圧縮機，空気乾

蒸気・空気混合気体の温度分布を測定するために，燥器，空気加熱器，空気流量計から成る空気供給系，

図に示す熱電対アレイを使用した．熱電対アレイで蒸気と空気の混合器，測定部と同じ直径の助走管，測は，本と本の7型シース熱電対 φ を支持板の．

上流PPとPPに固定している．熱電対アレイを空気加熱器より下流の空気配管系，蒸気配管系と蒸測定部の下方から挿入し，移動することにより] 

気・空気混合気体の配管系は低出力ヒーターで加熱保PPで温度を測定した．

温した．測定部から流出する蒸気・空気混合気体は大温度の測定位置を図に示す．熱電対の半径方向位置

気に放出した．空気流量計の測定誤差は±2.5 %，蒸は，図示した上流PPではU 

気流量計の測定誤差は±2 %である．蒸気・空気混合PPであり，図示して気体の圧力と温度を測定部上流の助走管で測定した．

いない上流PPではU 

定部，排気管，および冷却水系で構成されている

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3PPである．

279


表  飽和蒸気  と過熱蒸気  での実験条件



No.




Ws,s

Ws,in

Wa

xa,in

Tg,in

Tcw,inq[oC][kW/m2]

[g/s]

[g/s]

[g/s]

[-]

[oC]



1

3.98

3.58

2.0

0.36

97.3

18.5

47.5



2

4.40

4.03

4.5

0.53

91.5

12.5

46.0

2SH

4.47

←

4.5

0.50

191

14.3

56.2



3

5.97

5.77

9.0

0.61

87.3

12.7

47.6



4

5.94

5.91

9.0

0.60

87.7

22.5

45.8

5

5.86

5.86

9.0

0.61

87.5

28.5

39.9

6

4.14

3.94

6.0

0.60

87.7

12.7

42.8

7

2.0

1.91

3.0

0.61

87.4

12.7

27.9

7SH

1.98

←

3.0

0.60

186

15.2

32.8

8

1.07

0.84

1.5

0.64

85.9

11.2

14.0

9

1.07

0.82

3.0

0.79

74.6

11.0

11.0

9SH

0.98

←

3.0

0.75

177

11.3

16.4

10

1.09

0.79

6.0

0.88

61.8

11.2

11.2

11

0.94

0.74

9.0

0.92

53.5

11.2

9.5




図 混合気体の温度測定用熱電対アレイ  



0




-40

-20

r [mm]
0

20

40

100




200

z [mm]







300

混合気体 壁 水

助走管圧力Pin = 0.123～0.127 MPa，冷却水流量Wcw = 56

400g/s，No.のSH：過熱蒸気（その他は飽和蒸気），Ws,s：蒸500

気流量測定値，Ws,in：入口蒸気流量，Wa：空気流量，xa,in：

空気質量流量比( = Wa /(Ws,in+Wa))，Tg,in：入口混合気体温

600

Gas (U)

Wall

Water


図 温度の測定位置  （混合気体は上下に移動，
伝熱壁は固定，冷却水は水平に移動）

度，Tcw,in：入口冷却水温度，q：平均熱流束


は飽和状態を仮定して温度7JLQから求めた．空気の質

量流量比は[DLQ ～の範囲である．助走管で

2.2 実験条件

の混合気体の温度は[DLQにより7JLQ ～℃であり，レイノルズ数は5HJLQ ～の範囲で

 主な実験条件を表に示す．実験パラメータは，蒸ある．実験の時期により冷却水の入口温度 7FZLQは異

気流量:Vと空気流量:Dである．飽和蒸気実験  では，

なる．冷却水のレイノルズ数は約である．

蒸気と空気の混合後に飽和状態になるように，室温の 過熱蒸気実験（表の1R6+，6+，6+）では，

空気を蒸気と混合した．蒸気と空気の混合器での凝縮ケースの飽和蒸気実験からケースを選択した  ．過により，助走管での蒸気流量:VLQは混合前の蒸気流量

熱蒸気実験では蒸気，空気ともに混合前に加熱器で加測定値:VVと異なる．そこで，*LEEV'DOWRQの法則と

熱して混合した．したがって，過熱蒸気実験では蒸気

理想気体の仮定を用い， :Dおよび助走管での圧力 3LQ

凝縮がなく:VLQ :VVとなり，飽和蒸気実験より:VLQ

と温度7JLQの測定値から次式  により:VLQを求めた．
が多く，平均熱流束 T が大きい．蒸気の過熱度は約

W s,inM s Ps,inWa
M a Pin  Ps,in 





 

ここで，0は分子量である．助走管での蒸気分圧3VLQ

℃である．


3. 実験結果


INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3


測定例として1Rと6+の半径方向温度分布を図

D と E に示す．図 D に示す飽和蒸気の1Rでは，



温度低下により気相中で蒸気凝縮（ミスト）が生じて

向および流れ方向の温度低下が小さい．本実験では目視観察できずミストを確認していないが，.DQJDQG.LP  は平板での温度分布測定でミストの発生を確認

した．温度分布の計算値と測定値との比較は，凝縮面

近傍での挙動だけでなく，気相空間での相変化（ミストの発生）モデルの検証にも役立つ．



図 E に示す過熱蒸気の1R6+では，1Rの] PPでの飽和温度より高く，混合気体は全測定点で



過熱状態になっている．過熱蒸気ではミスト発生はなく，顕熱は潜熱より大幅に小さく，少しの熱移動で大きく温度変化するため，半径方向および流れ方向の温

度低下が大きい．これらの温度分布は&)'解析の検証



に活用できる．



差ΔT を式  で定義し，温度境界層の厚さδ7をΔT がになる壁からの距離\で定義した．







 

 δ7 \_ΔT  





 

7Lは後述する式  で求める．
 温度境界層の厚さを図に示す．冷却水温度の相違
で平均熱流束が異なるが，同一設定条件である1RV0

ΔT がになる壁からの距離 \でδ7を定義しているため，δ7の不確かさが大きく，詳細な定量的議論

1RV，，に対してΔT   \δ7

 

50 mm
70 mm
90 mm
140 mm
240 mm
390 mm
500 mm
50 mm, No.7

100
50

0

0

10

伝
熱
管
壁

20

冷
却
水

30

r [mm]

0.6

0.4
δT /R = 0.20 (z/d)0.40
No. 1
Nos. 3-5
No. 7
No. 9
No. 7SH

0.2

0
0

2

4

6

8

z /d [-]

図 温度境界層の厚さδ7

± 0.015

40

0.8






(b) No. 7SH, z






40

混合気体  150

の顕熱が小さく温度変化しやすいためδ7が厚くなる．

n30

図 温度分布の測定例



ΔT は\δ7の累乗関数で近似できる．

20



ではδ7が厚い．過熱蒸気の1R6+では，過熱蒸気

と6+の半径方向分布を図に示す．乱流境界層内の

冷却
水r [mm] 式  で定義した無次元温度差ΔT の例として1R

10

200



流束が大きい1Rではδ7が薄く，熱流束が小さい1R

はできない．

0





 y 
  
 δT 

20



～の平均値はδ75  ]G で表せる．熱ΔT *  a 40

ここで，7JFと7Lは管中心と凝縮面での温度である．

50 mm
70 mm
90 mm
140 mm
240 mm
390 mm
500 mmT  Ti  
ΔT  gTg,c  Ti*(a) No. 7: z

60



蒸気と空気の混合気体の温度分布から無次元温度

伝
熱
管
壁





80



するため温度低下を緩和し，半径方混合気体  

δT/R [-]

潜熱KIJを放出



100

T [℃]

3.1 温度分布

T [℃]

280



10

12

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3





1









Nos. 2, 2SH

0.9

0.7




0.6






No. /z [mm] No./z [mm]
7/50
7/140
7/390
7SH/50
7SH/140
7SH/390



7/90
7/240
7/500
7SH/907SH/240
7SH/500




0.2

0.4

y/δT



図 無次元温度差ΔT

0.6

0.8

100

10





0

Nos. 9, 9SH

(Tg－Ti ) / (Tg,c－Ti )= 0.995 (y/δT)0.057±0.015

0.8Nos. 7, 7SH
過熱蒸気

qsh [kW/m2]



(Tg－Ti)/(Tg,c－Ti)




1000






281

1

1



1

10

100

1000

qsat [kW/m2]



図 飽和蒸気と過熱蒸気での熱流束の関係  



の分布例



で表せる．Tが小さいほど指数Qが大きくなり，1RV
～でQ になった

．過熱蒸気条件では，中電対位置の間での平均値であり，TZは熱電対位置での局所値であるため平均値 TZMTZM を用いた．

央部では飽和蒸気条件と無次元温度分布の相違はな TJの計算では飽和蒸気の仮定を用いており過熱蒸いが，\δ7で温度変化（温度勾配）が飽和蒸

気には適用できない．したがって，過熱蒸気では熱流

気条件より大きくなる．このため過熱蒸気での温度分

束にTZとTFZの平均値を用いた．

布は式  との相違が大きくなる．飽和蒸気では温度低下によりミストが発生して潜熱を放出するため温 q ave, j 

度低下が小さく，過熱蒸気では顕熱が小さいため凝縮

q cw, j  qw, j 1  qw, j  / 2
2





 

飽和蒸気での熱流束 TVDW  と過熱蒸気での熱流束面に向かって急激に温度低下する．

TVK  との関係を図に示す．蒸気流量が大きい（1Rの順）ほど熱流束が大きく，上流ほど境界層3.2 熱流束が薄く（図参照）熱流束が大きくなる．過熱蒸気で



は飽和蒸気より熱流束が大きく，約倍である．
熱流束測定値の不確かさは測定方法により異なる．

凝縮熱流束を測定する際には伝熱壁での温度勾配による熱流束TZが広く用いられている（例えば$UDNLら
）．1DJDHら  は冷却水のエンタルピー増加による熱流束TFZもしくは飽和状態を仮定して蒸気と空気の混合気体のエンタルピー減少による熱流束 TJを求

3.3 熱伝達率
蒸気と空気の混合気体から伝熱管の壁面への凝縮
熱伝達では，気体の対流による熱伝達率KFRQY，蒸気のめた．彼らは，冷却水や蒸気と空気の混合気体に対し凝縮による熱伝達率 KFおよび凝縮した液膜の熱伝達て流路断面の中央における温度を用いた．本研究では，

率 KIがある．式  もしくは式  で得られる熱流束

冷却水や蒸気と空気の混合気体に対して半径方向の

TDYHおよびバルク（主流）と壁面の温度差 7E−7Z か

温度分布を用いた  ．熱流束の測定方法によりTZ，TFZ，TJの値が異なるため，工学的な判断により，これらの平均値を熱流束TDYHとした．

q ave,j q cw, j  q g, j  qw, j 1  qw,j  / 2
3

ら求まるのは，熱通過率KWである．TDYHと熱伝達率Kとの関係は次式で与えられる．

TDYH KW 7E−7Z    KFKFRQY  7E−7L  KI 7L−7Z 





 

添字Mは軸方向位置の番号を示す．式  で定義されるTDYHは図に示した流れ方向（]方向）に隣接する熱

7Eと7Lおよび7Zはバルクと凝縮液膜の表面（つまりINSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3282

気体と液体の界面）および壁面での温度である．式 

ルズ数 ΓμI は～の範囲であり，液膜は層

は，TDYHがバルクと壁面の間，バルクと液膜表面の間，流である．

および液膜表面と壁面の間で定義されることを示す．

 KFRQYには&ROEXUQの式  を用い，温度境界層の発達

凝縮熱流束はTF KF 7E−7L である．本研究では7Eに領域の影響1X]1X∞を補正した．

中心温度7JFを使用した（ 7E 7JF）．式  から温度

 Nu  hconv d 
λgを消去すると，次式が得られる．
1
1 
 1 

ht hc  hconv hf





 

式  は飽和条件に対して広く使用されている（例えば，$UDNLら  ，/LDRDQG9LHURZ  ）．KWは全熱
抵抗，KIは液膜の熱抵抗である．空気を含まない純粋な蒸気では， KFが大きく KFKFRQY を無視でき，
KW≒KIになる．一方，空気のような非凝縮性ガスが存在すると凝縮面の近くにガスが停滞して KFが小さくなり，KIを無視できる場合がある．測定値から求まるのはKWであり，KIとKFRQYは従来相関式を用いて計算し，KFを求める．

   0.023 Re g0.8Pr 1/3  Nu z   Nu   IRU5HJ  Gは直径，1Xはヌッセルト数，3Uはプラントル数，λJは気相の熱伝導率である． 1X]1X∞ には5H\QROGVら  による次式を使用した．
C 
z
 Nu
1
Nu 
z/d




 C 0.8 1  70000

3/2 

Re
g


 IRU5HJ  

 式  と式  は過熱蒸気には適用できないので，過熱蒸気には次式を用いた．

対流熱流束TFRQYを凝縮熱流束TFと比較して図に示す．式  と  で対流熱伝達率 KFRQY を計算し，式

 TDYH KW 7E−7Z 

 で計算した凝縮面温度7Lを用いて式  でTFRQYと  KF 7V−7L KFRQY 7E−7L 

TFを求めた．飽和蒸気では流量が多いほどTFRQYが大き





 

7Vは流路断面での蒸気の飽和温度であり，凝縮熱流束
TFは飽和温度7Vと凝縮面温度 7Lの差に基づいて評価

いが，上流部では7Lが高く温度差 7E−7L が小さい
ためTFRQYが小さい場合がある．過熱蒸気では 7E−7L
が大きいためTFRQYが大きい．TFRQYはTFより桁～桁小
さいが，TFが小さい場合にはTFRQYを無視できない．

するため，TF KF 7V−7L と近似した．この近似の

妥当性は過熱蒸気実験データで確認する．7Vは蒸気分

圧3Vに対する飽和温度として求め，3Vは式  を変形



して蒸気と空気の質量流量（:Vと:D）から求める．



Ws / M sPs 
Pt Ws / M s   Wa / M a   

バランス式から求まる．
 KIと 7Lは層流液膜に対するヌッセルトのモデルを用いて計算した．
1/3

 3Γ  q hf  λf  δ f
 
 
Ti Tw  ave 
1/3
2
δf
μ
hf
v /g   f 
f

 







No. 1
No. 2
No. 2SH
Nos. 3-5
No. 6
No. 7
No. 7SH
No. 9
No. 9SHNo. 11

Convection

3Wは測定部圧力，0は分子量である．:Vは伝熱量と熱



100

  







1





さ，λIは液相の熱伝導率，μIは液粘度，νIは液の動粘度である．液膜厚さは約PP以下，液膜レイノ

10





Γは単位濡れ縁長さ当たりの液膜流量，δIは液膜厚

qconv [kW/m2]  KI 7L−7Z 

0.1

1

10

100

qc [kW/m2]

図 対流熱流束TFRQY1000

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3
い1R～に対して試験部の入口近傍で KFを過小に




100

評価する一方，熱流束が小さい1R～に対して下流域でKFを過大に評価した．実験式は一般的に適用範









囲が狭く，実験式の使用は推奨しない．

10

hf [kW/m2K]

$UDNLら  は，実験式の他に，熱輸送と物質輸送の
No. 1
No. 2
No. 2SH
Nos. 3-5
No. 6
No. 7
No. 7SH
Fiquidfilm
No. 9
No. 9SHNo. 11

10.1

 0.01



283

0.01

0.1

hc

相似則に基づく式  を提案している．

hc 

ms hfgTb  Ti

ms 

2
 
DPt M s  Pa, i ln
RTaved  Pa,b  ln1  2/ShTave 
1[kW/m2K]

10

Tb  Ti 
2Sh  0.023 Re g0.8Sc 1/3
Sh z Nu z Sh  Nu 

図 液膜熱伝達率KI  Sh z 5HJ   
Sh 





  


液膜熱伝達率KIを凝縮熱伝達率KFと比較して図に示す．凝縮量が少ない上流部やTF小では液膜厚さが薄くなり，KIが大きくなる．測定範囲では液膜厚さが約PP以下であるためKIは大きいが，KFが大きい場合にはKIを無視できない．
4. 凝縮熱伝達率の相関式

' PV は拡散係数，G P は直径，KIJ N-NJ は凝縮潜熱，0V NJNPRO は蒸気の分子量，PV NJPV 
は蒸気の質量流束，3 3D は圧力，5 N-NPRO. は一般ガス定数，6Fはシュミット数，6Kはシャウッド数である．添字EとLはバルクと気液界面（凝縮面）
を示す．式  では，温度境界層が発達中の影響を評価するために 6K]6K∞ を付加しており，5H\QROGVら 蒸気と非凝縮性ガスの混合気体からの凝縮熱伝達率については，多くの実験が行われ多くの相関式が提拡 散 層 モ デ ル に 基 づ く 相 関 式 に は /LDR DQG
9LHURZ  による次式を使用した．

案されている    ．相関式には，蒸気と非凝縮性ガス

hc  Shの質量比もしくは分圧比の関数にした実験式，熱輸送

1と物質輸送の相似則に基づく相関式，拡散層モデルに

φ1

基づく相関式などがある．実験式は，バルク（主流）
での物理量の単純な関数形が多く，使用しやすいが適用範囲が狭い．相似則や拡散層モデルに基づく相関式
は，バルクと凝縮面での物理量を用いており，計算が煩雑であるが適用範囲が広く，最近は拡散層モデルが広く使用されている．本研究では，$UDNLら  による相似則に基づく相関式と/LDRDQG9LHURZ  による拡散層モデルに基づく相関式を使用した．


4.1 従来の凝縮熱伝達率の相関式
$UDNLら  は本実験と類似する測定部を用いて伝熱壁の温度勾配から局所の熱流束を求めた．本実験より測定部が長く，蒸気流量が多く，空気流量が少ない．
彼らは実験式を提案しており，実験式は熱流束が大きによる式  を6Kに適用して式  を使用した．



φ h h PDM M
λc 
λc  2 fg fg 2 3 s a 
φ1 R Tgd'

M g2
X s,m ln 1  B m  φ 2   
M g,b M g,i
X a,i
Bm

KIJ N-NJ は凝縮潜熱，KIJ’ KIJFS 7E–7L ，λF N:P. は 凝 縮 熱 伝 導 率 ， 0  N JNP RO  は 分 子 量 ， 5N-NPRO. は一般ガス定数，;DLは凝縮界面での空気の質量分率，;VPは蒸気の対数平均質量分率である．

% Pは物質移動係数でOQ % P % Pはサクション効果である．サクション効果は，主流から凝縮面に向かう蒸気の流れにより速度境界層，温度境界層および濃度境界層が壁側に押し付けられることによる伝熱促
進効果である．蒸気の凝縮を壁面への吸込みと見なしてサクションと呼ばれており，図で熱流束が大きいほどδ7が薄いのはサクション効果による．0Jは混合
気体の分子量の対数平均，0JEと0JLはバルクと気液界面での混合気体の分子量である．式  のλFの計

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3

284



10

比較的よく一致した．式  は測定部の入口近傍でKF

(a) Araki et al.(17)

を過小に評価し，総流量が小さい1Rとの下流でKFを過大に評価した．図 D は，熱輸送と物質輸送






の相似則は$UDNLら  によるデータと本実験データを

1

No. 1
No. 2
No. 3
No. 4
No. 5
No. 6
No. 7
No. 8
No. 9
No. 10No. 11

0.1





0.01



0.01

0.1



10



1

hc,exp [kW/m2K]







式  で表される6Kを使用した．図 D と図 E は類似しており，グラフ上では式  と式  の相違を判断するのは難しい．式  による計算値 KFFDOの
平均は，式  による計算値の平均より％大きく，
 は測定部入口近傍での過小評価および1Rと
の下流での過大評価を除いてデータとよく一致する(b) Liao & Vierow(18)ことを示す．

0.1


 0.01

0.01

10



1





測定値KFH[Sの比較  を図 E に示す．式  では，

hc,cal [kW/m2K]

/LDRDQG9LHURZ  による式  での計算値KFFDOと

測定値KFH[Sの平均より％小さい．この結果は，式

10




含む広い範囲に適用できることを示す．

0.1

hc,exp1[kW/m2K]

No. 1
No. 2
No. 3
No. 4
No. 5
No. 6
No. 7
No. 8
No. 9
No. 10No. 1110(a) Araki et al.(17)hc,cal [kW/m2K]hc,cal [kW/m2K]





1






0.1
No. 2SHNo. 7SHNo. 9SH図 凝縮熱伝達率の相関式と測定値の比較

 （飽和蒸気）



0.01





0.01


に5



N-NPRO. と 5 P DWPNPRO. を使用する必要があ

る．6Kには式  を使用した．



式  と  の主な相違は，式  はTF PVKIJに

基づいており KF の相関式に 7E − 7L を含むこと，式 にはサクション効果の影響を含むことである．凝

縮伝熱の流れ方向一次元計算を行う際に，式  でも

7Lを求める必要があり，計算の煩雑さは式  と で顕著な相違はない．







4.2 飽和蒸気での凝縮熱伝達率
$UDNLら  による式  を式  で補正した計算値

KFFDOと測定値KFH[Sとの比較



を図 D に示す．式

 で境界層厚さの影響を補正した式  はKFH[Sと10hc,cal [kW/m2K]

算では，単位が一致して適切な値を得るには，5





0.1

1

10

1

10

hc,sh [kW/m2K](b) Liao & Vierow(18)1

0.1
No. 2SHNo. 7SHNo. 9SH

0.01

0.01

0.1

hc,sh [kW/m2K]

図 凝縮熱伝達率の相関式と測定値の比較
（過熱蒸気）

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3

4.3 加熱蒸気での凝縮熱伝達率

285とが望ましい．
本研究の最終目標は，&9解析に合理的に適用できる



による式  を用いた過熱蒸気に対する凝縮伝熱の相関式を探索することである．凝縮熱伝達

計算値KFFDOと測定値KFVKとの比較を図 D に，/LDR

率はバルクと凝縮面の間で定義されているが，&9解析

DQG9LHURZ  による式  での計算値KFFDOと測定値

ではバルクの定義が困難である．そこで，'HKELら 

KFVKの比較  を図 E に示す．過熱蒸気に対する式は&)'への適用を考慮して次式を提案した．

 $UDNLら

 ではTF KF 7V−7L と近似しており，7Vには流路

q  ms hfg , ms 

断面平均値を用いた．バルクもしくは流路中心での7V

X s
1

ρg D
1 Xs
y

  

は流路断面平均値より大きいため，KFVK TF 7V−7L 
が過大に評価される．KFVKは，式  によるKFFDOより

PV NJPV は蒸気の質量流束，\ P は凝縮面から

大きく，式  によるKFFDOより大きい．KFVK

直角方向の距離，;Vは蒸気の質量分率，ρJ NJP はを適切に評価するには，&)'計算により蒸気分圧3Vと蒸気と空気の混合気体の密度である．このモデルでは飽和温度7Vの半径方向分布を求め，バルクでの7Vと断;VやρJに対して凝縮面に接するセルにおける値を用

面平均での7Vとの関係を評価する必要がある．しかし，いるので，&)'応用に適している．一方，凝縮面に近

凝縮熱伝達率の測定では不確かさが大きいことを考

い位置における蒸気の質量分率の勾配(∂;V /∂\ を

慮すると，図に示したKFFDOはKFVKと比較的よく一致用いる必要があるため，'HKELら  は凝縮面に隣接すしており，過熱蒸気でも飽和蒸気に対する凝縮熱伝達る計算セルの無次元距離を\ にした．しかし，率で近似計算できる．

\ の小さい計算セルは&9解析では現実的でない．また，温度分布の測定値    は\!であり，

5. 考察\での\と(∂;V/∂\ の関係は確認されておらず，



式  の妥当性は確認されていない．\で信頼で 図に示したような混合気体温度の半径方向および

きる温度測定を行うのは困難であり，測定値と&)'計

流れ方向の二次元分布は&)'の凝縮伝熱モデルを検証

算値を合わせて凝縮面近傍での \ と(∂;V /∂\ の関するために活用できる．従来研究による平板での混合係について検討する必要がある．また，&9解析に現実

気体の温度分布データ    は流れ方向一断面であり，的に適用できる非凝縮性気体が存在する条件での凝二次元分布データは本研究以外に見当たらない．図

縮伝熱に対する合理的なモデルは提案されておらず，に示したように無次元表示して比較すると温度分布

重要な技術課題である．

の特徴を把握することができる．

 &9の実規模解析の報告例は少ないが，液膜熱抵抗 凝縮熱伝達率の測定では，一般的に測定値の不確かKIは凝縮熱抵抗KFに比べて小さいとして考慮ささが大きい．本研究で取得した飽和蒸気での凝縮熱伝れていない．本報で述べた高さPPの伝熱管でも図

達率は従来研究による相関式    とよく一致し，測に示したように条件によってはKFに対してKIを定とデータ処理が適切に行われていることを確認し無視できないため，&9解析ではKIの影響を考慮するた．

のが望ましい．KFとKIは伝熱機構が異なるため

 過熱蒸気に対する凝縮伝熱実験データは見当たら

別々に計算される．KIは重力で流下する液膜厚さにない．したがって，本研究で取得した過熱蒸気での温比例するため，&9解析では，&9壁を高さ方向に複数の度分布は貴重な&)'検証データを提供する．また，飽

リング状に分割して蒸気の凝縮量を計算し，水平方向

和蒸気からの凝縮を仮定すれば，従来の飽和蒸気に対に平均化した液膜厚さとKIを計算するのが現実的する凝縮熱伝達率の相関式を近似的に使用できるこである．

とを明らかにした．これは，6$時の&9温度解析に従来相関式を適用できる可能性を示し，本研究の大きな成6. まとめ果である．しかし，飽和蒸気の圧力3Vと温度7Vに断面

平均値を用いており，熱伝達率の定義で用いられるバ

 本研究の目的は，&)'解析により/2&$時における&9

ルクでの値と異なる．この断面平均値とバルクでの値

内の温度を詳細に評価することである．蒸気と非凝縮の相違の影響については，&)'計算により確認するこ

性ガスとの混合気体からの凝縮熱伝達率に関する従INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3286

来相関式はバルク（主流）と凝縮面との間で定義されであった合田頼人氏および島村長幸氏を中心に行わているが&9解析ではバルクの定義が困難，破断口の近れた．ここに記して感謝の意を表する．

傍では局所的に過熱蒸気の存在が想定されるが過熱

蒸気での凝縮伝熱に関する知見が見当たらない，凝縮記号

伝熱モデルを検証するための温度分布データが少ない，などの技術課題がある．そこで，&)'の凝縮伝熱%P 

物質移動係数  

モデルを検証するための温度分布データの提供，過熱FS 

比熱 N-NJ. 

蒸気と空気の混合気体からの凝縮伝熱の評価，およびG 

直径 P '

拡散係数 PV J 

重力加速度 PV 

実験を実施した．本報では，飽和蒸気と空気の混合気

KF

凝縮熱伝達率 N:P. 

体からの凝縮伝熱実験における温度分布と熱流束  ，KFRQY

対流熱伝達率 N:P. 

凝縮熱伝達率  および過熱蒸気と空気の混合気体かKI

液膜熱伝達率 N:P. KIJ

凝縮潜熱 N-NJ 

KIJ’KIJFS 7E–7L  N-NJ 

KW

熱通過率 N:P. 

計算値と測定値との比較は，凝縮面近傍での挙動だけ0 

分子量 NJNPRO 

でなく，気相空間での相変化モデルの検証にも役立つ．

1X

ヌッセルト数  

過熱蒸気では，凝縮面の近傍を除いて過熱状態が維持

3 

圧力 03D 

されている．温度境界層厚さδ7は，流れ方向に厚く3U

プラントル数  T 

熱流束 N:P 5 

ガス定数 N-NPRO. RU PDWPNPRO. 

蒸気で顕著な相違はないが，過熱蒸気では\δ7 もしくは半径 P 

で無次元温度が急激に低下する．

5H

レイノルズ数   飽和蒸気では，凝縮熱伝達率KFの測定値は熱輸送とU 

半径方向座標 P 

物質輸送の相似則に基づく相関式および拡散層モデ

6F

シュミット数  

6K

シャウッド数  7 

温度 . 則および拡散層モデル）を近似的に使用できることを: 

質量流量 NJV 

明らかにした．

; 

質量分率  

 KFの従来相関式はバルク（主流）と凝縮面との間で[ 

質量流量割合  

定義されているが，&9解析ではバルクの定義が困難で\ 

面からの距離 P \ 

無次元距離  ] 

流れ方向座標 P &9解析に合理的に適用できる凝縮伝熱の相関式の探索を目標として，直径PPで冷却長さPPの鉛直管を用いて蒸気と空気の混合気体からの凝縮伝熱

らの凝縮熱流束と熱伝達率

について述べた．

 飽和蒸気では，温度低下で蒸気凝縮（ミストの発生）により潜熱を放出して温度低下を緩和するため半径方向および流れ方向の温度低下が小さい．温度分布のなるが，熱流束が小さいほど厚くなり，過熱蒸気では顕熱が小さく温度変化しやすいためδ7が厚くなる．
無次元温度分布は， \δ7!では飽和蒸気と過熱ルに基づく相関式とよく一致し，測定とデータ処理の妥当性を確認した．過熱蒸気では，飽和温度からの凝縮を仮定すれば，飽和蒸気に対する従来相関式（相似ある．今後の重要な技術課題は，&9解析に現実的に適用できる非凝縮性気体が存在する条件での凝縮伝熱に対する合理的なモデルもしくは相関式の探索であ
る．





ギリシャ文字

謝 辞





Γ
本報における凝縮伝熱実験は，神戸大学の大学院生濡れ縁あたりの液膜流量 NJVP 

INSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3

287

ΔT 

無次元温度差  

RI&RQWDLQPHQW9HVVHOE\8VLQJ&,*0$3URFWKH

δI

液膜厚さ P 

WK,QW7RSLFDO0HHWLQJRQ1XFOHDU5HDFWRU

δ7

温度境界層厚さ P 

λ

熱伝導率 N:P. 

λF

凝縮熱伝導率 N:P. μ

粘度 3DV ν

動粘度 P V 

7KHUPDO +\GUDXOLFV 185(7+  3DSHU 1R    6WXGHU ( $EGR ' %HQWHERXOD 6%HUQDUG0LFKHO*&DULWHDX%&RXORQ1
'DEEHQH ) 'HEHVVH 3K .RXGULDNRY 6
/HGLHU & 0DJQDXG -3 1RUYH] 2

:LGORHFKHU-/%HFFDQWLQL$*RXQDQG6

添 字

%ULQVWHU - &KDOOHQJHV LQ &RQWDLQPHQW
7KHUPDO +\GUDXOLFV 1XFO 7HFKQRO 9RO

  SS  

D 

空気

DYH

平均値

0RGHOLQJ RI :DOO 6WHDP &RQGHQVDWLRQ E\ D

E 

バルク

7ZR3KDVH)ORZ$SSURDFK1XFO(QJ'HV9RO

F 

中心もしくは凝縮SS  

FDO

計算値

FRQY

対流

FZ

冷却水

H[S

測定値

I 

液膜

 $PEURVLQL:)RUJLRQH10HUOL)2ULROR

J 

気相

)3DFL6.OMHQDN,.RVWND39\VNRFLO

L 

気液界面

/7UDYLV-5/HKPNXKO-.HOP6&KLQ

LQ

入口

M 

流れ方向位置P 

対数平均値

V 

蒸気

3ULPDU\3DUDPHWHUVDQG0HWKRGVIRU'HWHUPLQLQJ

VK

過熱状態

&RQGHQVDWLRQ +HDW 7UDQVIHU WR &RQWDLQPHQW

W 

全体

6WUXFWXUHV 1XFO 6DIHW\ 9RO    SS

Z 

壁面

] 

] 方向



文 献


 0LPRXQL6)RLVVDF$/DYLHYLOOH-&)' 'HKEL$-DQDV])%HOO%3UHGLFWLRQRI
6WHDP &RQGHQVDWLRQ LQ WKH 3UHVHQFH RI
1RQFRQGHQVDEOH *DVHV 8VLQJ D &)'%DVHG
$SSURDFK 1XFO (QJ 'HV 9RO  SS  <6 %XFFL 0 /HVVRQ /HDUQHG IURP WKH
6$51(7:DOO&RQGHQVDWLRQ%HQFKPDUNV$QQDOVRI
1XFO(QHUJ\9ROSS   *UHHQ-$OPHQDV.$Q2YHUYLHZRIWKH

  
 'HOD5RVD-&(VFULYD$+HUUDQ]/(&LFHUR 7 0XQR]&RER -/ 5HYLHZ RQ
&RQGHQVDWLRQ RQ WKH &RQWDLQPHQW 6WUXFWXUH3URJUHVV 1XFO (QHUJ\ 9RO  SS 
 

  9HQGHO - 0DOHW - %HQWDLE $
&RQFOXVLRQVRIWKH,63&RQWDLQPHQW7KHUPDO
+\GUDXOLFV3URFWKHWK,QW7RSLFDO0HHWLQJ
RQ 1XFOHDU 7KHUPDO +\GUDXOLFV 185(7+ 
3DSHU1R   6LEDPRWR<,VKLJDNL0$EH6<RQRPRWR
7([SHULPHQWDO6WXG\RQ2XWHU6XUIDFH&RROLQJ +XDQJ-=KDQJ-:DQJ/5HYLHZRI9DSRU&RQGHQVDWLRQ +HDW DQG 0DVV 7UDQVIHU LQ WKH3UHVHQFH RI 1RQFRQGHQVDEOH *DV $SSOLHG
7KHUPDO(QJ9ROSS    /HJD\'HVHVTXHOOHV ) 3UXQHW)RFK %+HDW DQG 0DVV 7UDQVIHU ZLWK &RQGHQVDWLRQ LQ
/DPLQDUDQG7XUEXOHQW%RXQGDU\/D\HUVDORQJDINSS JOURNAL Vol . 28 2021 C-3

288)ODW3ODWH,QW-+HDW0DVV7UDQVIHU9RO

 &ROEXUQ$3$0HWKRGRI&RUUHODWLQJ)RUFHG

SS  &RQYHFWLRQ+HDW7UDQVIHU'DWDDQGD&RPSDULVRQ  .DQJ +& .LP 0+ &KDUDFWHULVWLFV RIZLWK)OXLG)ULFWLRQ7UDQV$,&K(9ROSS

)LOP&RQGHQVDWLRQRI6XSHUVDWXUDWHG6WHDP$LU

  

0L[WXUHRQD)ODW3ODWH,QW-0XOWLSKDVH)ORZ 5H\QROGV+&6ZHDULQJHQ7%0F(OLJRW

9RSS  '07KHUPDO(QHUJ\IRU/RZ5H\QROGV1XPEHU  0LQNRZ\F]: 6SDUURZ( 7KH(IIHFWRI

7XUEXOHQW)ORZ-%DVLF(QJ9RO  SS

6XSHUKHDWLQJRQ&RQGHQVDWLRQ+HDW7UDQVIHULQ  D )RUFHG &RQYHFWLRQ %RXQGDU\ /D\HU ,QW - .D\V0.&UDZIRUG0(+HDW0DVVDQG

+HDW7UDQVIHU9ROSS  

0RPHQWXP7UDQVIHUUGHG0F*UDZ+LOO1HZ

  0XUDVH 0 8WDQRKDUD < *RGD 5

<RUN  

6KLPDPXUD 7 +RVRNDZD 6 7RPL\DPD $



0HDVXUHPHQWVRI7HPSHUDWXUH'LVWULEXWLRQVDQG

&RQGHQVDWLRQ+HDW)OX[HVIRU'RZQZDUG)ORZVRI
6WHDP$LU0L[WXUHLQD&LUFXODU3LSH混相流
9RO  SS    0XUDVH 0 8WDQRKDUD < +RVRNDZD 6
7RPL\DPD$&RQGHQVDWLRQ+HDW7UDQVIHUIRU
'RZQZDUG )ORZV RI 6WHDP$LU 0L[WXUH LQ D
&LUFXODU3LSH混相流9RO  SS
 
 0XUDVH08WDQRKDUD<*RGD5+RVRNDZD
67RPL\DPD$&RQGHQVDWLRQ+HDW7UDQVIHU
IRU 'RZQZDUG )ORZV RI 6XSHUKHDWHG 6WHDP$LU
0L[WXUHLQD&LUFXODU3LSH1XFO(QJ'HV9RO
   1DJDH70XUDVH0:X79LHURZ.(YDOXDWLRQ RI 5HIOX[ &RQGHQVDWLRQ +HDW
7UDQVIHU

RI

6WHDP$LU

0L[WXUHVXQGHU

*DV/LTXLG&RXQWHUFXUUHQW)ORZLQD9HUWLFDO
7XEH-1XFO6FL7HFKQRO9RO  SS    $UDNL + .DWDRND < 0XUDVH 0
0HDVXUHPHQW RI &RQGHQVDWLRQ +HDW 7UDQVIHU
&RHIILFLHQW LQVLGH D 9HUWLFDO 7XEH LQ WKH3UHVHQFHRI1RQFRQGHQVDEOH*DV-1XFO6FL
7HFKQRO9RO  SS   /LDR<9LHURZ.$*HQHUDOL]HG'LIIXVLRQ/D\HU 0RGHO IRU &RQGHQVDWLRQ RI 9DSRU ZLWK1RQFRQGHQVDEOH*DVHV-+HDW7UDQVIHU $60( 
9ROSS  (19) Nusselt, W., Die Oberflüchenkondensation des:DVVHUGDPSIHV9HUHLQHV'HXWVFKHU,QJHQLHXUH
9RO  SS   LQ*HUPDQ INSS JOURNAL Vol. 28 2021

以下の論文については、関西電力株式会社殿から受託し、当研究所において実施した調査・研究の成果を同社にご了解をいただき、本論文集に収録したものです。
研究の成果については、関西電力株式会社殿と当研究所が共有しております。

● 安全志向的モチベーションと安全風土の関連についての考察● 脱炭素化に向けた原子力発電による石炭火力発電代替の受容性● エネルギー問題関連冊子の印象に残るクリエイティブ - 中間層４分類の視点 ● T 字配管における衝突型逆流現象の数値シミュレーション● ステンレス鋼溶接金属の PWR １次冷却水模擬環境中の腐食特性への熱時効と照射の影響● エルボ管テーパ部の軸方向欠陥に対する超音波探傷試験条件の検討（第３報）- フェーズドアレイ探触子の最適化検討 ● SUS630 の高温水中 SCC 挙動に及ぼす微細組織の影響● TT690 合金冷間加工材の粒界キャビティ生成型による亀裂発生時間の評価● TT690 合金の PWR1 次系模擬水中の腐食挙動への溶存水素濃度と温度の影響● MAAP における ISLOCA のモデル化● シビアアクシデント演習ツールの改良● ルール逸脱防止のための職場討議用事例集の作成● 潜在リスク気付き支援研修における発想の転換を促すための工夫の検討● 原子力発電所における安全文化の自己評価方策の検討（2）情報収集のための質問紙調査の試行● エネルギー環境教育関西ワークショップ研究会活動へのオンラインミーティングシステムの導入● エネルギー環境教育を指向する自由研究のテーマとその内容● 放射線および原子力防災学習モデルの作成と実践● 超微小引張試験法を用いた中性子照射ステンレス鋼の粒界劣化要因の検討● 鉛直管における蒸気と空気の混合気体からの凝縮伝熱

編

集

委

員

会

編集委員長

川

辰也（取締役社長・所長）

編 集 委 員



田中
小泉
片岡

克宜（取締役・副所長）
潤二（社会システム研究所長）
勲（技術システム研究所長）





増井
嶋田
中野

和重（管理部長）
学（社会システム研究所
守人（技術システム研究所

副所長）
副所長）

編集委員会は論文を審査し掲載の可否を決定する．
編集委員会は論文審査に際し必要に応じて編集委員以外の専門家の意見を求めることができる．

編集事務局 〒 919-1205

福井県三方郡美浜町佐田64号

（株）
原子力安全システム研究所

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INSSJOURNALVOL.282021
2021 年 10 月発行Ⓒ2021 InstituteofNuclear
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編

集 （株）原子力安全システム研究所

「INSSJOURNAL」編集委員会

発行 （株）原子力安全システム研究所

印

刷 若越印刷株式会社

株式会社 原子力安全システム研究所〒919-1205 福 井 県 三 方 郡 美 浜 町 佐 田 6 4 号
TEL 0770-37-9100 FAX 0770-37-2008
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64 Sata, Mihama-cho, Mikata-gun
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定価 1,000 円（税抜）