2007 年中越沖地震と原子力発電所（2008 年 4 月 14 日）
愛知工業大学
入倉孝次郎
レジュメ
１．1995 年兵庫県南部地震（神戸地震）の衝撃と教訓
・兵庫県南部地震の教訓に関する詳細は片山先生の講演で述べられているので、ここでは補足的事項にとどめる。
・この地震による大震災の前には、日本は国際的に地震学、地震工学で最先端の国の１つで、1923 年の関東大震災や 1948 年福井地震のような大災害は 2 度と起こらないと考えられていた（片山先生報告）。
・しかし、実体は、地震学と地震工学の連携した研究がほとんどないなど耐震安全性の研究で多くの問題があった。端的な例をあげると、大地震の時の構造物の被害の研究に不可欠な強震動（地震時の大きな揺れー構造物に被害をもたらす）の記録はそれまで日本では１つも得られてなかった。この地震で日本では初めて震源近傍（1 km 以内）での強震動が取れた。被害を受けた構造物の近傍で強震動記録がとれたのも初めて。
それまでは、強震動の大きさは、構造物の被害度から推定されていた。逆にいえば、被害から推定された地震動レベルで構造物の被害の研究がなされていた（自己完結）。
・この地震を契機に設置された地震調査推進本部が主導して、全国の基盤的観測網（高感度地震計 Hinet、GPS、強震動観測網 K-NET、KiK-net など）の構築、活断層調査、地下構造調査など、がなされた。工学分野では E-Defense 建設など。
・全国を対象とした活断層調査や海溝型地震の調査の実施により、地震の確率論的発生予測研究が進展。
・強震動観測網の充実で、大きな地震が起きると強震動が記録され、その解析により直ちに震源断層の破壊過程が計算され、地震の震源像が明らかになってきた。地殻媒質の伝播特性、表層の地盤特性などの研究と結びつけることにより、強震動予測手法の研究が進展。
・これらの調査研究を総合化することで「全国を概観する強震動予測地図」が構築された。
・緊急地震速報も基盤的観測網の整備によりはじめて可能となった。
２．原発の耐震設計審査指針の改訂の経緯
・原発の耐震設計審査指針は昭和５３年（1978 年）に当時の地震学、地震工学の知見を結集して原子力委員会が定めた。昭和５６年７月（1981 年）に静的地震力の算定法等の見直しが行われた。その後１昨年（2006 年）の 9 月まで 25 年間指針は改訂されなかった。
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□旧指針の果たした役割と問題点
・電気事業者に建設予定の原発の敷地周辺域における活断層調査が義務付けられ、活断層の長さに基づいて将来発生する地震規模の評価、震源距離、地盤特性等を考慮して、応答スペクトルの経験的関係式（大崎スペクトル）を用いて設計用の基準地震動が策定され、原子力施設の耐震設計がなされた。
・敷地周辺に活断層がない場合にも、直下に M6.5 の地震が発生すると考えて基準地震動が評価された。
・地震動に関する経験的関係式（大崎スペクトル）の元となったデータは極めて限られていたが、専門家の工学的判断により一定の祐度をもって関係式が作られた。
・この関係式で策定した基準地震動を超える地震動は 2005 年の宮城沖地震（M 7.2）まで日本の原子力発電所では記録されなかった。そのため、電気事業者や一部専門家に原発は大崎スペクトルで設計していれば大丈夫という神話が生まれた（？）。
・1995 年兵庫県南部地震のときには、通産省資源エネルギー庁は地震に対して原発は安全、という安全宣言をすぐに（地震後約 1 カ月）発表。
・しかしながら、その後 2007 年能登半島地震および 2007 年中越沖地震が原子力発電所の近傍で発生し、観測された地震動は大崎スペクトルのレベルを大きく上回った。
□指針改訂の背景(1)地震学およびに地震工学に関する新たな知見の蓄積。
(2)原子炉施設の耐震設計技術の改良および進歩。
(3)1995 年兵庫県南部地震の経験：原子力施設に特段の影響を及ぼしたものはなかったが、断層の活動様式、震源破壊過程と地震動特性、構造物の耐震性、等に係わる貴重な知見が得られた。
(4)海外、とくに米国で原子力耐震設計に PSA（確率論的安全評価）評価を取り入れる動きに合わせて、日本でも一部の研究者から PSA を導入すべきとの強い意見が出されるようになった。
・上記のような社会的背景の中で、原子力施設の耐震安全性に対する信頼性の向上に上記の新たな知見の反映させる必要があるとの認識が高まる。また、原子力発電所の耐震安全性について社会的説明責任の声も強くなった。
・原子力安全委員会は、2001 年（平成 13 年）6 月同原子力安全基準専門部会に「耐震設計審査指針」に関する調査審議を指示、その下に設置された耐震設計審査指針分科会で指針の検討が始まった。同分科会の審議は考慮すべき活断層の認定方法、確率論的評価手法の是非、過去の安全審査のあり方などの問題点などをめぐって極めて難航し、改訂案のコンセンサスを得るまで 5 年以上かかった。2006 年 5 月同分科会が指針案を安全委員会に報告、それを受け行政手続き法の規定に基づく意見公募を実施、（５月２４日ー６月２２日）。意見公募に対して６８０件にのぼる意見が寄せられた。個別提出
意見に１つ１つ指針を修正するか否かの検討と回答を 2 カ月間に 5 回の審議の末、20062

年８月ようやく改訂指針がまとまった。
・その後、原子力安全基準・指針専門部会で審議し 1 部修正し、原子力安全委員会は 2006年 9 月 11 日に改訂を決定。
□改訂のポイント・新しい活断層調査手法の導入：設計上考慮すべき活断層をこれまで 5 万年前以降に活動したもの（地形・地質学者から根拠が薄いと批判が出されていた）から後期更新世以降（約 13 万年前）に拡張。
・地震動の評価方法として、経験的応答スペクトルに基づく方法と断層モデルに基づく方法の両方で評価することになった。これにより、活断層調査・海溝型地震調査に基づいて震源断層モデルの推定が必要となり、より高い精度の調査自体が必要とされる。
・断層モデルはばらつきを考慮してパラメーターを推定し、地震動を評価。
・震源を特定できない地震動の評価およびその妥当性の検証。十分な調査を行っても地表に見えないが地下に存在する活断層をすべて見つけることは困難（片山先生報告）
なことから、この規定が盛り込まれている。
上記のように、兵庫県南部地震以降の地震学・地震工学のみならず地形・地質学の最新の知見が取り入れられた。
３．新指針に基づく既存原子炉施設のバックチェック
・耐震設計審査指針の改訂（2006 年 9 月）を受けて、原子力安全委員会は、行政庁に原子力事業者に対して既設も含めて原子力施設の耐震安全性の評価の実施と、その結果の速やかな報告を指示した。
・原子力安全保安院は、原子力施設について新耐震指針に照らした耐震安全性の評価（バックチェック）を原子力事業者に要請した。それを受けて原子力事業者は、耐震安全性の評価の実施計画書を行政庁に提出し、既設原発の耐震安全性の評価のために地形・地質調査を実施するとともに、基準地震動の評価を準備している最中に、中越沖地震は起こった。
４．2007 年 7 月 16 日中越沖地震がもたらした新たな衝撃□この地震を引き起こした断層はどこか？
・この地震が発生した地域は、プレート境界と考えられている日本海東縁部の延長部に位置し、これまでの地質構造調査により活褶曲の分布する歪み集中帯と呼ばれるところにあり、そこでは歴史的に繰り返し大地震が起こっている。
・地震を引き起こした断層は北東―南西方向に走向をもつ逆断層。しかし、断層面の傾斜が南東落ちか北西落ちか地震直後に決定できなかった。普通なら、断層面は（事前には特定は困難でも）余震分布から精度よく推定可能なのに、この地震の場合、余震の震源の決定精度が悪くてすぐには断層面が特定できなかった。
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・理由は、海域なので観測データが片側（東側）しかないことと、震源決定に必要な海域の地下構造（複雑な褶曲構造）がわかってなかったことによる。
・同様の理由で、GPS による地殻変動データや津波データからも断層面についてのユニークな解が得られなかった。
・海底地震計を設置して余震観測を行い、海域の地下構造を精度よく決定し、震源の再決定を行った結果、地震後約 5 カ月経った 12 月ごろになってようやく震源断層が北西落ちを主とするものであったことがわかった（本年 1 月地震調査委員会が「南東傾斜の断層」見解を発表）。
□この地震の強震動は大きかったのか？
・K-NET や Kik-net などの強震観測網で観測された強震動の最大値と距離の関係は全般的には既存の距離減衰式にほぼ一致。しかし、最も震源断層に近いと考えられる柏崎刈羽原発サイトでの強震動記録は地表、地中岩盤とも既存の距離減衰式よりも顕著に大きい。特に１号機の基礎版で観測された最大加速度 680gal（EW 成分）と５号機の基礎版で最大加速度 442 gal（EW 成分）は設計用の地震動レベル 273gal と 254gal でともに設計時の加速度応答値を大きく上回った。
・設計時の想定を大きく超える揺れが観測されたが、原子炉施設はこの揺れに対し「止める」「冷やす」「閉じ込める」という重要な安全機能が確保され、安全に止まった。
極微量の放射能漏えいおよび原子炉建屋クレーン軸の継手の破損などの損傷はあったが、安全上重要な設備はこれまで目立った損傷は確認されていない。
・柏崎刈羽原発の強震動が大きい理由：―震源特性については、強震動生成に寄与するアスペリティの応力降下はやや大きい程度（1.5 倍程度）。これは観測された強震動と既存の距離減衰式の関係に対応。
―伝播経路については、震源域からサイトに至る地下構造（地殻浅部構造）が褶曲構造になっていて、サイト付近で背斜構造となっていることおよび厚い堆積層（西山層、Vs＝0.7 km/s）のため、震源から出た波がサイト付近でフォーカッシング効果により振幅が増大した可能性が高い。標準的な地下構造の地域に比べて５号機側（北側）は1.5 倍程度、１号機側（南側）は 2.0～3.0 倍程度大きい。このことは本震のみならず余震の観測データおよびシミュレーションで確かめられつつある。
□この地震の強震動は数値的に再現可能か？
・余震分布に基づき適切な震源断層面（南東傾斜の逆断層）を設定することで、震源近傍域の強震動記録を用いた波形逆解法 (waveform inversion)から断層破壊過程の評価が可能。経験的グリーン関数法を用いると、3 つのアスペリティからなる断層モデルで広帯域の強震動が再現可能。この断層モデルは逆解放のすべり分布とほぼ一致。
□柏崎刈羽の強震動は中越沖地震発生前に予測可能であったか？
・中越沖地震を引き起こした震源断層は東京電力が審査時点で提出した F ｰ B 断層に対応するがほぼ明らかになった。この F-B 断層は、建設時点で海域に断層としての存在す
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ることは東京電力により確認されていたが、50000 年以降の活動がないということで評価対象となる活断層ではない判断されていた。
・その後、褶曲の形態に関する新知見が得られ(岡村, 2000)、活断層として認定すべきとの見解が出され、その考えに基づいて東電が基準地震動の再評価を行ったが、この活断層に対する地震動は旧指針の S2 を上回らないとの結論を出した。
・これは、地表で活断層情報が得られたとしても、震源断層に関するモデル化が適切に評価できなければ、地震動が評価できないことを如実に示している。
５．新潟県中越沖地震を踏まえた原子力施設の耐震安全性の課題。
・中越沖地震を受けて行われた海域に構造調査等により、堆積層厚さやその S 波速度構造が分かれば、「活褶曲」や「変動地形」の変形の特徴から、地下に潜む断層のタイプ、傾斜方向、さらに断層の 3 次元形状を推定できることが分かってきた（杉山, 2008）。
・上記の地形・地質調査および解析から得られる震源断層モデルと震源からサイトまでの 3 次元地下構造の情報により、耐震安全のための地震動評価は可能となる。
・原子力施設の耐震安全性を確保するためには、新耐震に基づく詳細な地形・地質構造調査の徹底、調査結果に基づく震源断層モデルの構築、断層パラメーターの不確かさを考慮することにより安全側の基準地震動の評価が必要とされる。
・今回の地震から得られる知見を整理し、他の原子力発電所に反映すべき事項を明確にする必要がある。
・今回の地震は気象庁マグニチュード 6.8 で、この程度の規模の地震の震源断層が事前に特定できるかどうかについて地震に関わる構造帯の地域的特性と関連した検討が必要とされている。他の原子力施設の耐震安全性の評価においては、今回の地震と同規模の地震がそれぞれのサイトの直下に想定して設計用入力地震動を評価して、施設の耐震安全性を検討することがのぞましい。

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