【公開版】

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規

燃
制

料
基

提出年月日

令和元年 11 月 21 日
日本原燃株式会社

加

工

施

設

に

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け

る

準

に

対

す

る

適

合

性

安全審査

整理資料

第９条：外部からの衝撃による損傷の防止
（竜巻）

Ｒ０

目
１章

次

基準適合性

１．基本方針１．１

要求事項の整理

１．２

要求事項に対する適合性

１．３

規則への適合性

２．竜巻影響評価の基本方針
３．設計対象施設
４．基準竜巻・設計竜巻の設定
４．１

竜巻検討地域の設定

４．２

基準竜巻の最大風速の設定

４．３

設計竜巻の最大風速の設定

５．設計荷重（竜巻）の設定
５．１

設計飛来物の設定

５．２

荷重の組合せと許容限界６．評価に使用する風速場モデルについて
７．竜巻防護設計
７．１

竜巻防護施設のうち建屋に設置される竜巻防護施設（外気と繋がっている竜巻防護施設を除く）

７．２

竜巻防護施設のうち建屋に設置されるが防護が期待できない
竜巻防護施設

７．３

竜巻防護施設のうち建屋内の施設で外気と繋がっている竜巻
防護施設

７．４

竜巻防護施設を設置する施設

７．５

竜巻随伴事象に対する設計

８．手順等８．１

２章

飛来物発生防止対策

補足説明資料令和元年 11 月 21 日

１章

基準適合性

R０

１．基本方針
１．１

要求事項の整理
外部からの衝撃による損傷の防止について，事業許可基準
規則第九条とウラン・プルトニウム混合酸化物燃料加工施設
安全審査指針の比較並びに当該指針を踏まえたこれまでの許認可実績により，事業許可基準規則第九条において追加された要求事項を整理する。（第１－１表）

1-1

1-2

安全機能を有する施設は、想定される自然現象（地震及び津波を除く。次項において同じ。）が発生した場合においても安全機能を損なわないものでなければならない。

（解釈）
１ 第９条は、設計基準において想定される自然現象（地震及び津波を除く。）に対して、安全機能を有する施設が安全機能を損なわないために必要な措置を含む。
２ 第１項に規定する「想定される自然現象」とは、敷地の自然環境を基に、洪水、風（台風）、竜巻、凍結、降水、積雪、落雷、地滑り、火山の影響、生物学的事象、森林火災等から適用されるものをいう。
３ 第１項に規定する「想定される自然現象（地震及び津波を除く。）が発生した場合においても安全機能を損なわないもの」とは、設計上の考慮を要する自然現象又はその組合せに遭遇した場合において、自然事象そのものがもたらす環境条件及びその結果として当該施設で生じ得る環境条件において、その設備が有する安全機能が達成されることをいう。

１

事業許可基準規則
第九条（外部からの衝撃による損傷の防止）

1-2

指針１.基本的条件
事故の誘因を排除し、災害の拡大を防止する観点から、ＭＯＸ燃料加工施設の立地地点及びその周辺における以下の事象を検討し、安全確保上支
障がないことを確認すること。
１. 自然環境(１)地震、津波、地すべり、陥没、台風、高潮、
洪水、異常寒波、豪雪等の自然現象(２)地盤、地耐力、断層等の地質及び地形等(３)風向、風速、降雨量等の気象(４)河川、地下水等の水象及び水理

ＭＯＸ指針
追加要求事項

第１－１表 事業許可基準規則第九条とＭＯＸ指針 比較表（１／５）
備

考

1-3

事業許可基準規則
第九条（外部からの衝撃による損傷の防止）
地震以外の自然現象に対する考慮

1-3

3． 過去の記録、現地調査の結果等を参考にして必要のある場合には、異種の自然現象を重畳して設計基礎とすること。

2． これらの設計基礎となる事象は、過去の記録の信頼性を十分考慮のうえ、少なくともこれを下回らない苛酷なものであって、妥当とみなされるものを選定すること。

１． ＭＯＸ燃料加工施設における安全上重要な施設は、ＭＯＸ燃料加工施設の立地地点及びその周辺における自然環境をもとに津波、地すべり、陥没、台風、高潮、洪水、異常寒波、豪雪等のうち予想されるものを設計基礎とすること。

指針14．

ＭＯＸ指針
前記のとおり第１－１表 事業許可基準規則第九条とＭＯＸ指針 比較表（２／５）
備

考

1-4

（解釈）
４ 第２項に規定する「大きな影響を及ぼすおそれがあると想定される自然現象」とは、対象となる自然現象に対応して、最新の科学的技術的知見を踏まえて適切に予想されるものをいう。なお、過去の記録、
現地調査の結果、最新知見等を参考にして、必要のある場合には、異種の自然現象を重畳させるものとする。
５ 第２項に規定する「適切に考慮したもの」とは、大きな影響を及ぼすおそれがあると想定される自然現象により安全上重要な施設に作用する衝撃及び設計
基準事故が発生した場合に生じる応力を単純に加算することを必ずしも要求するものではなく、それぞれの因果関係及び時間的変化を考慮して適切に組み合わせた場合をいう。

２ 安全上重要な施設は、当該安全上重要な施設に大きな影響を及ぼすおそれがあると想定される自然現象
により当該安全上重要な施設に作用する衝撃及び設計基準事故時に生ずる応力を適切に考慮したものでなければならない。

事業許可基準規則
第九条（外部からの衝撃による損傷の防止）
地震以外の自然現象に対する考慮

1-4

3． 過去の記録、現地調査の結果等を参考にして必要のある場合には、異種の自然現象を重畳して設計基礎とすること。

2． これらの設計基礎となる事象は、過去の記録の信頼性を十分考慮のうえ、少なくともこれを下回らない苛酷なものであって、妥当とみなされるものを選定すること。

１． ＭＯＸ燃料加工施設における安全上重要な施設は、ＭＯＸ燃料加工施設の立地地点及びその周辺における自然環境をもとに津波、地すべり、陥没、台風、高潮、洪水、異常寒波、豪雪等のうち予想されるものを設計基礎とすること。

指針14．

ＭＯＸ指針
追加要求事項

第１－１表 事業許可基準規則第九条とＭＯＸ指針 比較表（３／５）
備

考

1-5

（解釈）
１ 第９条は、設計基準において想定される自然現象（地震及び津波を除く。）に対して、安全機能を有する施設が安全機能を損なわないために必要な措置を含む。
６ 第３項は、設計基準において想定される加工施設の安全性を損なわせる原因となるおそれがある事象であって人為によるもの（故意によるものを除く。）
に対して、安全機能を有する施設が安全機能を損なわないために必要な重大事故等対処設備への措置を含む。

３ 安全機能を有する施設は、工場等内又はその周辺において想定される加工施設の安全性を損なわせる原因となるおそれがある事象であって人為によるもの（故意によるものを除く。）に対して安全機能を損
なわないものでなければならない。

事業許可基準規則
第九条（外部からの衝撃による損傷の防止）

1-5

指針１ 基本的条件
事故の誘因を排除し、災害の拡大を防止する観点から、ＭＯＸ燃料加工施設の立地地点及びその周辺における以下の事象を検討し、安全確保上支
障がないことを確認すること。
2． 社会環境(１) 近接工場における火災・爆発等(２) 航空機事故等による飛来物等(３) 農業、畜産業、漁業等食物に関する土地利用及び人口分布（解説）
2 社会環境に関 する事 象として注目す べき点
は、近接工場における事故及び航空機に係る事故である。
近接工場における事故については、事故の種類と施設までの距離との関連においてその影響を評価した上で、必要な場合、安全上重要な施設が適切に保護されていることを確認すること。
航空機に係る事故については、航空機に係る施設の事故防止対策として、航空機の施設上空の飛行制限等を勘案の上、その発生の可能性について評価した上で、必要な場合は、安全上重要な施設のうち特に重要と判断される施設が、適切に保護されていることを確認すること。

ＭＯＸ指針
追加要求事項

第１－１表 事業許可基準規則第九条とＭＯＸ指針 比較表（４／５）
備

考

1-6

７ 第３項に規定する「加工施設の安全性を損なわせる
原因となるおそれがある事象であって人為によるもの（故意によるものを除く。）」とは、敷地及び敷地周辺の状況を基に選択されるものであり、飛来物（航空機落下等）、ダムの崩壊、爆発、近隣工場等の火災、有毒ガス、船舶の衝突、電磁的障害等をいう。なお、上記の「航空機落下」については、「実用発電用原子炉施設への航空機落下確率の評価基準について」（平成14・07・29原院第４号（平成１４
年７月３０日原子力安全・保安院制定））等に基づ
き、防護設計の要否について確認する。

事業許可基準規則
第九条（外部からの衝撃による損傷の防止）

1-6

ＭＯＸ指針
前記のとおり第１－１表 事業許可基準規則第九条とＭＯＸ指針 比較表（５／５）
備考１．２ 要求事項に対する適合性（１）外部からの衝撃による損傷の防止
安全機能を有する施設は，本施設敷地の自然環境を基に想定される洪水，風（台風），竜巻，凍結，降水，積雪，落雷，地滑り，火山の影響，
生物学的事象，森林火災等の自然現象（地震及び津波を除く。）又は地
震及び津波を含む組合せに遭遇した場合において，自然現象そのものがもたらす環境条件及びその結果として本施設で生じ得る環境条件においても安全機能を損なわない設計とする。
なお，本施設敷地で想定される自然現象のうち，洪水，地滑りについては，立地的要因により設計上考慮する必要はない。
上記に加え，安全上重要な施設に対しては，最新の科学的技術的知見を踏まえ当該安全上重要な施設に大きな影響を及ぼすおそれがあると想定される自然現象により当該安全上重要な施設に作用する衝撃及び設計
基準事故時に生ずる応力を，それぞれの因果関係及び時間的変化を考慮して適切に組み合わせる。
また，安全機能を有する施設は，本施設敷地内又はその周辺の状況を基に想定される飛来物（航空機落下等），ダムの崩壊，爆発，近隣工場等の火災，有毒ガス，船舶の衝突，電磁的障害等のうち本施設の安全性を損なわせる原因となるおそれがある事象であって人為によるもの（故意によるものを除く。以下，「人為事象」という。）に対して安全機能を損なわない設計とする。
なお，本施設敷地又はその周辺において想定される人為事象のうち，ダムの崩壊，船舶の衝突については，立地的要因により設計上考慮する必要はない。
自然現象及び人為事象（故意によるものを除く。）の組み合わせにつ1-7いては，地震，津波，風（台風），竜巻，凍結，降水，積雪，火山の影
響，生物学的事象，森林火災等を考慮する。事象が単独で発生した場合の影響と比較して，複数の事象が重畳することで影響が増長される組合せを特定し，その組合せの影響に対しても安全機能を損なわない設計とする。
ここで，想定される自然現象及び人為事象（故意によるものを除く。）
に対して，安全機能を有する施設が安全機能を損なわないために必要な安全機能を有する施設以外の施設又は設備等への措置を含める。

（２）竜巻
安全機能を有する施設のうち安全上重要な施設は，想定される竜巻が発生した場合においても，作用する設計荷重に対して防護する施設（以下，「竜巻防護施設」という。）とし，その安全機能を損なわない設計とする。また，その他の安全機能を有する施設については，竜巻及びその随伴事象に対して機能を維持すること，若しくは竜巻及びその随伴事
象による損傷を考慮して代替設備により必要な機能を確保すること，安全上支障が生じない期間での修復を行うこと又はそれらを適切に組み合わせることにより，その安全機能を損なわない設計とする。
竜巻に対する防護設計を行うための設計竜巻の最大風速は 100ｍ／sとし，設計荷重は，設計竜巻による風圧力による荷重，気圧差による荷重及び飛来物の衝撃荷重を組み合わせた設計竜巻荷重並びに竜巻防護施設の安全機能を損なわないよう，設計竜巻に対して設計上の考慮を行う
施設全体（以下，「設計対象施設」という。）に常時作用する荷重，運転時荷重及びその他竜巻以外の自然現象による荷重等を適切に組み合わせたものとして設定する。
1-8

竜巻防護施設の安全機能を損なわないようにするため，設計対象施設に影響を及ぼす飛来物の発生防止対策として，飛来物となる可能性のあるもののうち，運動エネルギー及び貫通力の大きさを踏まえ，設計上考慮すべき飛来物（以下，「設計飛来物」という。）を設定する。なお，
飛来物となり得る資機材及び車両のうち，竜巻防護対策によって防護できない可能性のあるものは，固縛，建屋収納，退避又は撤去を実施する。
また，敷地外から飛来するおそれがあり，かつ敷地内からの飛来物による衝撃荷重を上回ると想定されるものとして，むつ小川原ウィンドフ
ァームの風力発電のブレードがあるが，ブレードの飛来距離を考慮すると，ブレードが設計対象施設まで到達するおそれはないことから，ブレードは設計飛来物として考慮しない。

1-9

１．３ 規則への適合性（外部からの衝撃による損傷の防止）
第九条 安全機能を有する施設は，想定される自然現象（地震及び津波を除く。次項において同じ。）が発生した場合においても安全機能を損なわないものでなければならない。
２ 安全上重要な施設は，当該安全上重要な施設に大きな影響を及ぼす
おそれがあると想定される自然現象により当該安全上重要な施設に作用する衝撃及び設計基準事故時に生ずる応力を適切に考慮したものでなければならない。
３ 安全機能を有する施設は，工場等内又はその周辺において想定される加工施設の安全性を損なわせる原因となるおそれがある事象であって人為によるもの（故意によるものを除く。）に対して安全機能を損
なわないものでなければならない。

適合のための設計方針第１項及び第２項について
安全機能を有する施設は，設計基準において想定される自然現象（地震及び津波を除く。）に対して本施設の安全性を損なわない設計とする。
また，安全上重要な施設は，想定される自然現象により作用する衝撃及び設計基準事故時に生ずる応力を適切に考慮する。
（１）竜巻
安全機能を有する施設は，竜巻が発生した場合においても安全機能を損なわない設計とする。

1-10

安全上重要な施設は，当該安全上重要な施設に大きな影響を及ぼす
おそれがあると想定される竜巻により当該安全上重要な施設に作用す
る衝撃及び設計基準事故時に生ずる応力を適切に考慮した設計とする。

1-11

２． 竜巻影響評価の基本方針
原子力規制委員会の定める「加工施設の位置、構造及び設備の基準に関する規則（平成 25 年 12 月６日原子力規制委員会規則第十七号）」第九条では，外部からの衝撃による損傷の防止として，安全機能を有する
施設は，想定される自然現象（地震及び津波を除く。）が発生した場合においても安全機能を損なわないものでなければならないとしており，敷地の自然環境を基に想定される自然現象の一つとして，竜巻を挙げている。
本施設の供用期間中に極めてまれに発生する突風，強風を引き起こす
自然現象としての竜巻及びその随伴事象等によって安全機能を有する施設の安全機能を損なわない設計であることを評価するため，「原子力発電所の竜巻影響評価ガイド」（平成 25 年６月 19 日 原規技発第 13061911
号 原子力規制委員会決定）（以下，「竜巻ガイド」という。）を参照
し，以下の竜巻影響評価について実施する。
（１） 設計竜巻及び設計荷重（設計竜巻荷重及びその他の組合せ荷重の設定（２） 本施設における飛来物に係る調査（３） 飛来物発生防止対策（４） 考慮すべき設計荷重に対する設計対象施設の構造健全性等の評価を行い，必要に応じ対策を行うことで安全機能が維持されることの確認安全機能を有する施設は，本施設が竜巻の影響を受ける場合においてもその安全機能を確保するために，竜巻に対して安全機能を損なわない設計とする。

2-1

その上で，竜巻によってその安全機能が損なわれないことを確認する
施設を，全ての安全機能を有する構築物，系統及び機器とする。設計竜巻から防護する施設（以下，「竜巻防護施設」という。）としては，安全評価上その機能を期待する構築物，系統及び機器を漏れなく抽出する観点から，安全上重要な構築物，系統及び機器を抽出し，竜巻により火災・爆発の防止，臨界防止等の安全機能を損なわないよう機械的強度を有すること等により，安全機能を損なわない設計とする。
また，竜巻防護施設を設置する建屋及びその施設の破損等により竜巻防護施設に波及的影響を及ぼして安全機能を喪失させる可能性がある施設は，機械的強度を有すること等により，竜巻防護施設の安全機能を損なわない設計とする。ここで，竜巻防護施設，竜巻防護施設を設置する
建屋及びその施設の破壊等により竜巻防護施設に波及的影響を及ぼして安全機能を喪失させる可能性がある施設を併せて，設計対象施設という。
上記に含まれない安全機能を有する施設は，竜巻及びその随伴事象に対して機能を維持すること若しくは竜巻及びその随伴事象による損傷を考慮して代替設備により必要な機能を確保すること，安全上支障のない
期間での修復を行うこと又それらを適切に組み合わせることにより，その安全機能を損なわない設計とする。
【補足説明資料２－１】

2-2

３． 設計対象施設
設計対象施設は，竜巻防護施設の安全機能を損なわないよう，
設計竜巻に対して設計上の考慮を行う施設全体とする。
安全機能を有する施設のうち安全評価上その機能を期待する施設の安全機能を維持し，かつ，火災・爆発の防止，臨界防止等の安全機能を損なわないようにするため，安全上重要な施設を竜巻防護施設とする。
これらの施設を添５第18図から添５第20図に示す選定フローに従い，竜巻による風圧力，気圧差及び飛来物に対する設計対象施設として選定する。ただし，竜巻防護施設を設置する建屋については，「竜巻防護施設を設置する施設」として設計対象施設に選定する。また，建屋に設置される竜巻防護施設のうち第３-１図に示す選定フローに従い選定される設計荷重（竜巻）に対して十分な耐力を有さない建屋に設置される竜巻防護施設及び開口部を有する室に設置される竜巻防護施設のうち添５－第21図に示す選定
フローに従い選定される竜巻防護施設は，建屋に設置されるが防護が期待できない竜巻防護施設として選定する。
以上の選定結果から，竜巻防護施設は以下のように分類できる。
ａ．建屋に設置される竜巻防護施設（外気と繋がっている竜巻
防護施設を除く）
ｂ．建屋に設置されるが防護が期待できない竜巻防護施設
ｃ．屋外の竜巻防護施設
ｄ．建屋内の施設で外気と繋がっている竜巻防護施設
また，安全上重要な施設以外の安全機能を有する施設について
は，建物・構築物の高さと，竜巻防護施設又は竜巻防護施設を設3-1

置する施設との距離を考慮し，破損又は転倒により竜巻防護施設に波及的影響を及ぼして安全機能を喪失させるおそれのあるもの
を，竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設として選定する。
選定した結果から，設計対象施設は以下に分類される。
・建屋に設置される竜巻防護施設（外気と繋がっている施設を除く。
）
・建屋に設置されるが防護が期待できない竜巻防護施設
・屋外の竜巻防護施設・建屋内の施設で外気と繋がっている竜巻防護施設
・竜巻防護施設を設置する施設
・竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設
竜巻防護施設のうち，建屋に設置される竜巻防護施設（外気と繋がっている施設を除く。），建屋に設置されるが防護が期待できな
い竜巻防護施設，屋外の竜巻防護施設及び建屋内の施設で外気と繋がっている竜巻防護施設並びに竜巻防護施設を設置する施設及び竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設を以下のとおり選定する。
ａ．建屋に設置される竜巻防護施設（外気と繋がっている施設を除く。）（ａ） 燃料加工建屋内の竜巻防護施設
燃料加工建屋は「竜巻防護施設を設置する施設」として選定する。竜巻防護施設を設置する施設として燃料加工建屋があり，全ての竜巻防護施設は燃料加工建屋に収納される。
ｂ．建屋に設置されるが防護が期待できない竜巻防護施設(ａ) 非常用所内電源設備の非常用発電機の給気系及び排気系
ｃ．屋外の竜巻防護施設
3-2

本施設は竜巻防護施設を全て燃料加工建屋に収納することから，該当する施設はない。
ｄ．建屋内の施設で外気と繋がっている竜巻防護施設(ａ) 気体廃棄物の廃棄設備の建屋排気設備(ｂ) 気体廃棄物の廃棄設備の工程室排気設備(ｃ) 気体廃棄物の廃棄設備のグローブボックス排気設備(ｄ) 非常用所内電源設備の非常用発電機の給気系及び排気系
ｅ．竜巻防護施設を設置する施設
竜巻防護施設を設置する施設を以下のとおり選定する。
(ａ) 燃料加工建屋
ｆ．竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設
竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設に該当する施設はない。
また，排気筒は燃料加工建屋に隣接しているが，燃料加工建
屋は，排気筒の転倒により，燃料加工建屋の安全機能を損なわない設計とする。
なお，エネルギー管理建屋については，その破損により発生する飛来物の影響により周辺の設計対象施設に影響を及ぼさない対策を実施する。エネルギー管理建屋は，建物各層に生ずる
層せん断力が建物各層の保有水平耐力以下であることを確認する。エネルギー管理建屋の屋根及び外壁は，飛来するおそれがあり，かつ飛来時の運動エネルギー及び貫通力が設計飛来物を超えるものは飛散させない対策を実施する。エネルギー管理建
屋の屋外機器については，飛来するおそれがあり，かつ飛来時の運動エネルギー及び貫通力が設計飛来物を超えるものは，固3-3

縛又は補強による対策を実施する。また，エネルギー管理建屋の屋上に設置する重量機器は，架台に固定し，架台は構造骨組みに固定する。また，エネルギー管理建屋の高圧ガストレーラ
庫に設置する水素ガスの貯蔵容器は，燃料加工建屋に対して，
高圧ガス保安法に基づいた保安距離を維持するために，竜巻により飛散しないように固縛を実施する。
【補足説明資料３－１～３－３】3-4安全機能を有する施設

Ｎｏ
安全上重要な施設か？

対象外

Ｙｅｓ

Ｎｏ
建屋内に設置されているか？

設計対象施設＜屋外の竜巻防護施設＞
該当なし

Ｙｅｓ
設計対象施設＜竜巻防護施設を設置する施設＞
燃料加工建屋

添５第 18 図 風圧力に対する設計対象施設の選定フロー

3-5

安全機能を有する施設

安全上重要な施設
か？

Ｎｏ
対象外

Ｙｅｓ

建屋内に設置されて
いるか？

Ｎｏ
対象外

Ｙｅｓ
Ｎｏ
外気から隔離されているか？

設計対象施設＜建屋内の施設で外気と繋がっている竜巻防護施設＞
気体廃棄物の廃棄設備の建屋排気設備
気体廃棄物の廃棄設備の工程室排気設備
気体廃棄物の廃棄設備のグローブボックス排気設備
非常用所内電源設備の非常用発電機の給気系及び排気系

Ｙｅｓ
設計対象施設＜竜巻防護施設を設置する施設＞
燃料加工建屋

添５第 19 図 気圧差に対する設計対象施設の選定フロー

3-6

安全機能を有する施設

Ｎｏ
安全上重要な施設
か？

対象外

Ｙｅｓ

Ｎｏ
建屋内に設置されているか？

設計対象施設＜屋外の竜巻防護施設＞
該当なし

Ｙｅｓ

設計対象施設＜竜巻防護施設を設置する施設＞
燃料加工建屋

添５第 20 図 飛来物に対する設計対象施設の選定フロー3-7

竜巻防護施設を設置する施設

Ｎｏ
設計荷重（竜巻）に対して十分な耐力を執しているか

設計対象施設＜建屋に設置されるが防護が期待できない施設＞
該当なし

Ｙｅｓ

設計対象施設＜竜巻防護施設を設置する施設＞
燃料加工建屋

第３－１図 建屋の耐力に関する設計対象施設の選定フロー3-8

竜巻防護施設を設置する施設の開口部

Ｎｏ
設計飛来物の侵入を防止する設計としているか？

Ｙｅｓ

Ｎｏ

室内に竜巻防護施設が
あるか？

Ｙｅｓ

Ｎｏ

竜巻防護施設の安全機能維持に影響はあるか？※

Ｙｅｓ

対象外

設計対象
＜建屋に設置されるが防護が期待できない竜巻防護施設＞
非常用所内電源設備の非常用発電機の給気系及び排気系※設計飛来物が開口部を通じて室内へ侵入した場合に，安全上重要な施設へ衝突する可能性の有無を確認する。

添５第 21 図 開口部に対する設計対象施設の選定フロー

3-9

４．基準竜巻・設計竜巻の設定
基準竜巻及び設計竜巻の設定は竜巻ガイドを参考に実施する。
基準竜巻及び設計竜巻の設定は，竜巻検討地域の設定，基準竜巻の最大風速の設定及び設計竜巻の最大風速の設定の流れで実施する。
４．１ 竜巻検討地域の設定
竜巻検討地域の設定は，竜巻ガイドを参考に本施設が立地する地
域，気象条件の類似性を考慮して実施する。
（１） 本施設が立地する地域の気候
本施設が立地する地域は，竜飛岬から奥羽山脈の分水嶺より東側にあり，その地域の気候は，日本海側の気候と太平洋側の気候の両面の特徴を合わせもっている。東北地方を気温，降水及び風により詳細に区分した気候区分を添３－チ第１図に示す。これによると，
本施設が立地する地域は，区分Ⅲ（青森県北部及び東部地域）のう
ち区分Ⅲｂ（太平洋側にあるが冬は日本海側の気候でやませの影響が強い）に属している。
（２） 本施設が立地する地域の竜巻発生の観点での特徴
添３－チ第２図に示すとおり，本施設が立地する地域周辺においては，もともと竜巻の発生数は少なく，独立行政法人原子力安全基盤機構が東京工芸大学に委託した研究の成果（以下，「東京工芸大
学委託成果」という。）で示されている，全国19個の竜巻集中地域
からも離れている。
竜巻発生時の総観場は，東京工芸大学委託成果を参考に，気象庁「竜巻等の突風データベース」の総観場を，竜巻を発生させる親雲の発生要因を考慮して，７種に再編した総観場を用い，竜巻の発生要因別の地域分布の特徴を把握した。竜巻の発生要因別地域分布を
4-1

添３－チ第３図に，その特徴を添３－チ第１表に示す。
立地地域周辺における竜巻の発生状況は，日本海側や茨城県以西の太平洋側における発生状況とも特徴が異なり，日本海側に特徴的な寒候期の竜巻の発生はほとんどなく，暖候期に竜巻が発生している。また，茨城県以西の太平洋側で特徴的な台風起源の竜巻の発生はなく，太平洋海岸付近及び海上での竜巻の発生はほとんどない。
（３） 竜巻検討地域
竜巻検討地域の設定は，竜巻ガイドを参考に，本施設が立地する
地域の気候及び竜巻発生の観点での特徴を踏まえて実施する。当該地域はもともと竜巻の発生数が少ないため，以下のａ．からｄ．に示す条件を考慮して，青森県から岩手県の太平洋側（竜飛岬から御崎岬）及び北海道地方の南側（白神岬から襟裳岬）の海岸線に沿った海側５km及び陸側10kmの範囲を竜巻検討地域に設定する（面積約18000km2）。添３－チ第４図に竜巻検討地域を示す。
ａ．立地地域の気候及び竜巻発生の観点での特徴を踏まえ，青森県（竜飛岬より太平洋側）から岩手県を基本とする。
ｂ．ＩＡＥＡの基準を参考に，本施設を中心とする100000km2（半径約180km）の範囲を目安とし，その範囲に掛かる北海道南西部は，立地地域と同じ太平洋側に面していることを考慮して，竜巻検討地域に含める。
ｃ．竜巻検討地域は，分水嶺及び関口武による気候区分（1959）を参考に設定する。
ｄ．本施設が海岸線から約５kmの位置に立地していること及び竜巻の発生がほとんど海岸線付近であることから，海岸線に沿った海側５ｋｍ及び陸側10kmの範囲を考える。
ここで，設定した竜巻検討地域の妥当性を確認するために，竜巻検討
4-2地域における竜巻の発生要因の出現比率と，日本海側及び太平洋側における出現比率とを比較した結果を添３－チ第５図に示す。竜巻検討地域における竜巻の発生要因の出現比率は，日本海側及び太平洋側の出現比率とも傾向が異なっていることが確認できる。
また，藤田スケール３以上の竜巻の発生しやすさの地域性の検討として，「突風関連指数」による解析を行う。突風関連指数として，積乱雲を発生させる上昇流の強さの目安であるＣＡＰＥ（Ｃｏｎｖｅｃｔｉｖ－ｅ Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ｅｎｅｒｇｙ：対流有効位置エネルギー）及び積乱雲がスーパーセルに発達しやすいかどうかの指標となるＳＲｅＨ（Ｓｔｏｒｍ Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｈｅｌｉｃｉｔ－ｙ：ストームの動きに相対的なヘリシティ）を算出する。
これらの指数は，竜巻発生の環境場との関連づけで，国内外で広く利用され知見が蓄積されている。ＣＡＰＥの概念を添３－チ第６図に，Ｓ－ＲｅＨの概念を添３－チ第７図に示す。
EL

'

g

CAPE
LFC

(z)

( z)

dz

(ａ)

( V C) ・ω dz

(ｂ)

( z)

高度 3 kmSReH
地上

ここで，式(ａ)のｇは重力加速度，θはストーム周囲の温位，θ'は下層の空気塊を上空に持ち上げた際の温位であり，ｄｚは鉛直方向の層厚である。ＬＦＣは自由対流高度，ＥＬは平衡高度である。式(ｂ)のＶ
は水平風速ベクトル，ωは鉛直シアーに伴う水平渦度，Ｃはストームの移動速度である。
各指数の計算は，ヨーロッパ中期予報センター（ＥＣＭＷＦ）の再解
析データ ＥＣＭＷＦ－Ｉｎｔｅｒｉｍ（1989年以降：水平分解能約4-370km）及びＥＲＡ40（1989年まで：水平分解能約250km）を基に，水平分解能５km，時間分解能１時間に解析した気象データセットを用いて，1961年から2010年までの50年間について行い，それに基づいて両指数が同時に閾値を超過する頻度を計算する。同時超過頻度の算出に当たっては，竜巻発生時には少なからず降水がもたらされるため，降水量の閾値（４mm／h）を設定する。また，ＣＡＰＥは降水過程により安定化し小さくなり得るため，周辺のＣＡＰＥの大きな空気塊が当該メッシュに向かって流入することを考慮した方法を参考に，当該メッシュの風上側半
径25kmの扇状範囲内のＣＡＰＥの最大値を算出する。
ＣＡＰＥについては，緯度及び季節で絶対値が大きく変動するため，暖候期（５月～10月）及び寒候期（11月～４月）に分けて，それぞれ閾
値を設定する。藤田スケール３以上の竜巻が発生し得る環境場として以下の閾値を用いる。
[暖候期（５月～10月）]
ＣＡＰＥ：1,200Ｊ/kg， ＳＲｅＨ：350m2／s2[寒候期（11月～４月）]
ＣＡＰＥ： 500 Ｊ/kg， ＳＲｅＨ：350m2/s2
暖候期及び寒候期に対する同時超過頻度分布の算出結果を添３－チ第８図に示す。暖候期においては，太平洋側及び東シナ海から対馬海峡にかけては比較的大きな値となっている。また，沿岸域では，茨城県東海岸から西の本州太平洋側，九州太平洋側及び東シナ海側で高く，特に宮崎平野沿岸では大きい値となっている。それに比べて，日本海側及び茨城県以北の太平洋側の値は１から２桁以上小さな値であり，藤田スケー
ル３規模の竜巻の発生が未だ確認されていないことと対応している。
本手法による解析により，藤田スケール３以上の竜巻の発生しやすさの4-4地域性を特定でき，竜巻検討地域において藤田スケール３以上の竜巻は極めて発生し難いといえる。

4-5

４．２ 基準竜巻の最大風速の設定
基準竜巻の最大風速は，竜巻ガイドを参考に，過去に発生した竜巻による最大風速（ＶＢ１）及び竜巻最大風速のハザード曲線による最大風速（ＶＢ２）のうち，大きな風速を設定する。
（１） 過去に発生した竜巻による最大風速（ＶＢ１）
過去に発生した竜巻による最大風速（ＶＢ１）の設定に当たっては，
日本で過去（1961年から2013年12月）に発生した最大の竜巻は藤田
スケール３であり，藤田スケール３における風速は70ｍ/sから92ｍ/sであることから，その最大風速を基にＶＢ１を92ｍ/sとする。第４－１表に日本で過去に発生した藤田スケール３の竜巻一覧を示す。
（２） 竜巻最大風速のハザード曲線による最大風速（ＶＢ２）
竜巻最大風速のハザード曲線は，竜巻ガイドを参考とした既往の算定方法に基づき，具体的には，東京工芸大学委託成果を参考に算定する。本評価は，竜巻データの分析，竜巻風速，被害幅及び被害長さの確率密度分布の算定，相関係数の算定並びにハザード曲線の算定によって構成される。
ａ．竜巻の発生頻度の分析
気象庁「竜巻等の突風データベース」に掲載されている竜巻年別
発生確認数（添３－チ第９図）を基に，竜巻検討地域（海岸線から陸側に10km，海側に５kmの計15km幅の範囲）における1961年から2013
年12月までの53年間の統計量を藤田スケール別に算出する。また，観測体制の変遷による観測データ品質のばらつきを踏まえ，以下の（ａ）から（ｃ）の基本的な考え方に基づいて整理を行う。
（ａ） 被害が小さくて見過ごされやすい藤田スケール０及び藤田スケー
ル不明の竜巻に対しては，観測体制が強化された2007年以降の年間
4-6

発生数や標準偏差を用いる。
（ｂ） 被害が比較的軽微な藤田スケール１竜巻に対しては，観測体制が整備された1991年以降の年間発生数や標準偏差を用いる。
（ｃ） 被害が比較的大きく見逃されることがないと考えられる藤田スケ
ール２及び藤田スケール３竜巻に対しては，観測記録が整備された
1961年以降の全期間の年間発生数や標準偏差を用いる。
また，藤田スケール不明の竜巻については，以下の取扱いを行う。
陸上で発生した竜巻及び海上で発生して陸上へ移動した竜巻について
は，被害があって初めてその藤田スケールが推定されるため，陸上での藤田スケール不明の竜巻は，被害が少ない藤田スケール０竜巻とみなす。
一方，海上で発生しその後上陸しなかった竜巻については，その竜巻の藤田スケールを推定することは困難であることから，「沿岸部近傍での竜巻の発生特性は，陸上と海上とで類似している」という仮定に基づ
いて各藤田スケールに分類する。
以上を踏まえて，添３－チ第３表のとおり，観測データから53年間の推定データを評価する。
竜巻は気象事象の中でも極めて稀に発生する事象であり，発生数の変動（標準偏差）が大きい分布となり，東京工芸大学委託成果にポリヤ分布への適合性が良いことが示されている。以上より，ハザード曲線の評価に当たって使用する竜巻の年発生数の確率分布は，添３－チ第10図に示すとおりポリヤ分布を採用する。
ｂ．竜巻風速，被害幅及び被害長さの確率密度分布並びに相関係数
竜巻検討地域における53年間の竜巻の発生数，被害幅及び被害長さを基に，確率密度分布については竜巻ガイド及び竜巻ガイドが参考としている東京工芸大学委託成果を参考に，添３－チ第11図から添３－チ第134-7図に示すとおり対数正規分布に従うものとする。
また，53年間の推定データの作成に伴う被害幅又は被害長さの情報がない竜巻には，被害幅又は被害長さを有する竜巻の観測値を与える。その際は，被害幅又は被害長さが長いほうから優先的に用いることで，被害幅又は被害長さの平均値が大きくなるように評価を行う。
さらに，1961年以降の観測データのみを用いて，添３－チ第４表に示すとおり竜巻風速，被害幅及び被害長さについて相関係数を求める。
ｃ．竜巻影響エリアの設定
本施設においては，添３－チ第14図に示すとおり設計対象施設を包含する円を竜巻影響エリアとして設定する。
なお，竜巻影響エリアを円形とするため，竜巻の移動方向には依存性は生じない。
ｄ．ハザード曲線の算定
Ｔ年以内にいずれかの竜巻に遭遇し，かつ，竜巻風速がＶ０以上となる確率を求め，ハザード曲線を求める。
前述のとおり，竜巻の年発生数の確率分布としてポリヤ分布の適合性が高い。ポリヤ分布は式（ａ）で示される（Ｗｅｎ ａｎｄ Ｃｈｕ）。
( T)N
1
N!

PT ( N )

T

N 1/

N 1

1

k

（ａ）

k 1

ここで，Ｎは竜巻の年発生数，νは竜巻の年平均発生数，Ｔは年数である。βは分布パラメータであり，式（ｂ）で示される。
2

1

1

（ｂ）

ここで，σは竜巻の年発生数の標準偏差である。
Ｄを竜巻影響評価の対象構造物が風速Ｖ０以上の竜巻に遭遇する事象
4-8と定義し，対象構造物が１つの竜巻に遭遇し，その竜巻の風速がＶ０以上となる確率をＲ（Ｖ０）としたとき，Ｔ年以内にいずれかの竜巻に遭遇し，かつ，竜巻風速がＶ０以上となる確率は式（ｃ）で示される。
PV0 , T ( D ) 1 1

R (V 0 )T（ｃ）

1/

このＲ（Ｖ０）は，竜巻影響評価の対象地域の面積をＡ０（すなわち，
竜巻検討地域の面積約1.8×104km2），１つの竜巻の風速がＶ０以上となる面積をＤＡ（Ｖ０）とすると式（ｄ）で示される。
R (V0 )E DA(V0 )A0（ｄ）

ここで，Ｅ[ＤＡ（Ｖ０）]はＤＡ（Ｖ０）の期待値を意味する。
本評価では，以下のようにしてＤＡ（Ｖ０）の期待値を算出し，式（ｄ）によりＲ（Ｖ０）を推定して，式（ｃ）により PV ,T ( D) を求める。
0

風速をＶ，被害幅をｗ，被害長さをｌ，移動方向をαとし，同時確率密度関数を用いると，ＤＡ（Ｖ０）の期待値は式（ｅ）で示される（Ｇａｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ．）。
E DA(V0 )W (V0 ) l f (V , w, l ) dV dw dl
0 0 V02

H ( ) l f (V , l , ) dVdl d（ｅ）

0 0 V02

W (V0 )G ( ) f (V , w, ) dVdw d
0 0 V0S f (V )dV
V0

ここで，Ｈ（α）及びＧ（α）はそれぞれ，竜巻の被害長さ及び被害
幅方向に沿った面に対象構造物を投影したときの長さである。竜巻影響
エリアを円形で設定しているため，Ｈ（α），Ｇ（α）ともに竜巻影響
エリアの直径130ｍで一定となる（竜巻の移動方向に依存しない）。Ｓ
4-9

は竜巻影響エリアの面積（直径130ｍの円の面積：約1.3×104ｍ2）を表す。竜巻影響エリアの直径をＤ０とした場合の計算式は式（ｆ）で示される。
E DA(V0 )W (V0 ) l f (V , w, l ) dV dw dl
0 0 V0D0

l f (V , l ) dVdl
0 V0

D0

（ｆ）
W (V0 ) f (V , w) dVdw

0 V0

( D0

2

/ 4) f (V )dV
V0

風速の積分範囲の上限値は，ハザード曲線の形状が不自然にならない
程度に大きな値として120ｍ/sに設定する。
また，Ｗ（Ｖ０）は，竜巻の被害幅のうち風速がＶ０を超える部分の幅であり，式（ｇ）で示される。この式により，被害幅内の風速分布に応じて被害様相に分布がある（被害幅の端ほど風速が小さくなる）ことが考慮されている（Ｇａｒｓｏｎ ｅｔ ａｌ.）。
W (V0 )Vmin
V0

1 / 1.6（ｇ）

w

ここで，係数の1.6について，既往の研究では例えば0.5や1.0などの値も提案されている。竜巻ガイドが参考としている文献 （Ｇａｒｓｏ－ｎ ｅｔ ａl.）では，観測値が不十分であるため，より厳しい評価となるよう1.6を用いることが推奨されており，本検討でも1.6を用いる。
また，本施設の竜巻影響評価では，ランキン渦モデルによる竜巻風速分
布に基づいて設計竜巻の特性値を設定する。ランキン渦モデルは高さ方向によって風速及び気圧が変化しないため，地表から上空まで式（ｇ）を適用できる。なお，式（ｇ）において係数を1.0とした場合がランキ
4-10

ン渦モデルに該当する。
また，Ｖｍｉｎは，ｇａｌｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｖｅｌｏｃｉｔｙと呼ばれ，被害が発生し始める風速に位置づけられる。米国気象局
ＮＷＳ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｅａｔｈｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ）では，
ｇａｌｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｖｅｌｏｃｉｔｙは34から47ノット（17.5から24.2ｍ/s）とされている。また，気象庁が使用している風力階級では，風力８は疾強風（ｇａｌｅ：17.2から20.7ｍ/s），風力９は大強風（ｓｔｒｏｎｇ ｇａｌｅ：20.8から24.4ｍ/s）と分類されており，風力９では「屋根瓦が飛ぶ。人家に被害が出始める。」とされている。以上を参考に，本評価においては，Ｖｍｉｎ＝25ｍ/sとする。なお，
この値は藤田スケール０（17から32ｍ/s）のほぼ中央値に相当する。
以上より，竜巻検討地域を対象に算定したハザード曲線を添３－チ第15図に示す。
ｅ．竜巻最大風速のハザード曲線による最大風速（ＶＢ２）
竜巻最大風速のハザード曲線により設定する最大風速ＶＢ２は，竜巻ガイドを参考に年超過確率10－5に相当する風速とし，37ｍ/sとする。
ｆ．１km範囲ごとの評価（参考評価）
竜巻検討地域を海岸線に沿って１km範囲ごとに細分化した短冊状の範囲を対象にハザード曲線を求める。評価の条件として，発生数は，短冊状の範囲を通過した竜巻もカウントしている。被害幅及び被害長さは，それぞれ１km範囲内の被害幅及び被害長さを用いる。以上に基づいて，
竜巻検討地域の評価と同様の方法で算定したハザード曲線を添３－第16
図に示す。これより，年超過確率10－5に相当する風速を求めると，海岸線から陸側１kmを対象とした場合の54ｍ/sが最大となる。ただし，本施設は海岸線から陸側１kmの範囲にないため，本評価は参考とする。
4-11

（３） 基準竜巻の最大風速
過去に発生した竜巻による最大風速ＶＢ１＝92ｍ/s 及び竜巻最大風速のハザード曲線による最大風速ＶＢ２＝37ｍ/s より，本施設における基準竜巻の最大風速ＶＢは 92ｍ/s とする。風速 92ｍ/s に相当する
年超過確率は，ハザード曲線より 1.5×10－8 である。

4-12

４．３ 設計竜巻の最大風速の設定
本施設が立地する地域の特性を考慮して，基準竜巻の最大風速の割り増しを検討し，設計竜巻の最大風速を設定する。
本施設では，敷地周辺が平坦であり，地形効果による竜巻の増幅を考慮する必要はないと考えられるため，基準竜巻の最大風速に対する割り増しは行わず，設計竜巻の最大風速は92ｍ/sとなるが，竜巻に対する設計に当たっては，蓄積されている知見の少なさといった不確定要素を考慮し，設計及び運用に安全余裕を持たせるために，設計竜巻の最大風速を100ｍ/sとする。風速100ｍ/sに相当する年超過確率は，ハザード曲線より
5.23×10－9である。
【補足説明資料４－1～４－７】

4-13

添３－チ第１表 竜巻の発生要因別の地域分布の特徴
総観場注）

気象庁竜巻データベースの分類

発生分布の特徴
関東以西の太平洋側(特に東～南方向に開台風けた地域)で発生頻度が高く，藤田スケー

台風

ル２，藤田スケール３の強い竜巻も多い。

南岸低気圧，日本海低気圧，二つ玉低気 全国的に発生頻度が高く，藤田スケール
温帯低気圧

圧，東シナ海低気圧，オホーツク海低気 ２，藤田スケール３の竜巻も見られる。
圧，その他(低気圧)，寒冷前線，温暖前 特に，南～西方向に開けた地域はより頻
線，閉塞前線

季節風(夏)
季節風(冬)
停滞前線
局地性

度が高い。

暖気の移流，熱帯低気圧，湿舌，太平洋高 太平洋側や内陸を中心に，全国的に多く
気圧

みられる。

寒気の移流，気圧の谷，大陸高気圧，季節風
停滞前線，梅雨前線，前線帯，不安定線，
その他(前線)

関東以西でみられる。

局地性擾乱，雷雨(熱雷)，雷雨(熱雷を除 地形的な影響によるものであり，全国で発生している。

く)，地形効果，局地性降水
移動性高気圧，中緯度高気圧，オホーツクその他

日本海側や関東以北で発生頻度が高い。

海高気圧，帯状高気圧，その他(高気圧)，
大循環異常，その他

全国的に発生数が少なく，地域差はみられない。

注）東京工芸大学委託成果を参考に，気象庁「竜巻等の突風データベース」の総観場を，竜巻を発生させる親雲の発生要因を考慮して，７種に再編した。

第４－１表 日本で過去に発生したＦ３竜巻（気象庁「竜巻等の突風データベース」より作成）
発生場所
発生日時
緯度

経度

都道府県

市町村

1971年07年07日07時50分

35度54分20秒

139度40分45秒

埼玉県

大宮市

1990年12年11日19時13分

35度28分39秒

140度18分57秒

千葉県

茂原市

1999年09月24日11時07分

34度42分4秒

137度23分5秒

愛知県

豊橋市

2006年11月07日13時23分

43度59分20秒

143度42分25秒

北海道
網走支庁

佐呂間町

2012年05月06日12時35分

36度6分38秒

139度56分44秒

茨城県

つくば市

4-14

4-15

推定データ
（53 年間）
（全竜巻）

推定データ
（53 年間）（按分後）

2007/1～2013/12（7 年間）

1991/1～2013/12（23 年間）1961/1～2013/12（53 年間）

1.50
57
1.07
1.83
57
1.08
1.83

標準偏差（個）

期間内総数（個）

年平均（個）

標準偏差（個）

期間内総数（個）

年平均（個）

標準偏差（個）0.71

５

期間内総数（個）

年平均（個）

0.86

標準偏差（個）６

期間内総数（個）
0.26

0.58

標準偏差（個）

年平均（個）

0.11

６

F0

年平均（個）

期間内総数（個）発生数の統計

0.88

0.60

32

0.88

0.58

32

0.53

0.43

３

0.72

0.39

９

0.51

0.17

９

F1

4-15

0.33

0.11

６

0.33

0.11

６

0.00

0.00

０

0.29

0.09

２

0.27

0.08

４

F2

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

F3

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

F4

（陸上＋上陸）竜巻

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

0.00

0.00

０

0.21

0.04

１

0.14

0.02

１

不明

添３－チ第３表 竜巻発生数の分析結果

1.86

1.14

８

1.35

0.78

18

0.97

0.38

20

小計

0.98

0.57

４

0.60

0.22

５

0.41

0.09

５

不明

海上竜巻

2.06

1.79

95

2.06

1.76

95

2.06

1.71

12

1.48

1.00

23

1.08

0.47

25

総数

添３－チ第４表 竜巻風速，被害幅及び被害長さの相関係数
相関係数（対数）

風速（ｍ/s）

被害幅（ｍ）

被害長さ（ｍ）

風速（ｍ/s）

1.00000.08000.4646

被害幅（ｍ）

0.08001.00000.2418被害長さ（ｍ）

0.46460.24181.00004-16

Ⅰ 日本海岸地域 Ⅰa ～Ⅰc
Ⅱ 日本海側内陸地域 Ⅱa ～Ⅱf
Ⅲ 青森県北部及び東部地域 Ⅲa ～Ⅲc
Ⅲa

冬は日本海側の気候であるが，夏に低温で，やませの影響がやや強い

Ⅲb

太平洋側にあるが冬は日本海側の気候でやませの影響が強い

Ⅲc

冬 に 日 本 海 側気 候 へ の 漸 移 帯 で ある。やませの影響が強い

Ⅳ 三陸海岸地域 Ⅳa ～Ⅳc
Ⅴ 太平洋側南部及び内陸地域 Ⅴa ～Ⅴc
Ⅵ 南部太平洋側内陸地域 Ⅵa ～Ⅵb
Ⅶ 南太平洋側海岸地域 Ⅶ

添３－チ第１図 吉野正敏（1967 年）による東北地方の気候区分

4-17

添３－チ第２図 竜巻の発生地点と竜巻が集中する 19 個の地域

4-18

添３－チ第３図 竜巻の発生要因別地域分布

4-19

添３－チ第４図 竜巻検討地域
関口武（1959）：日本の気候区分を基に作成

4-20

◆竜巻検討地域「温帯低気圧」を起源とする竜巻が多い。
太平洋側で多くみられる「台風」を起源とする竜巻は確認されていない。

◆北海道～山口県の日本海側 (223 事例)「季節風(冬)」を起源とする竜巻が多い。
「台風」を起源とする竜巻は確認されていない。

◆茨城県以西の太平洋側 (372 事例)
竜巻検討地域と比較し て，「台風」 ，「 季節風(夏)」，「停滞前線」を起源とする竜巻が多い。
太平洋側から暖かく湿った気流が，竜巻の親雲の発達を促すと考えられる。

添３－チ第５図 竜巻検討地域等における竜巻の発生要因の出現比率

4-21

添３－チ第６図 ＣＡＰＥの概念(ａ)鉛直シアーにより水平渦度が生じる(ｂ)積乱雲の移動と積乱雲に吹き込む風(ｃ)「水平軸周り」に回転する渦(矢印)が親雲に吸い上げられて立ち上がり，「鉛直軸周り」の回転になる。

添３－チ第７図 ＳＲｅＨの概念

4-22暖候期（5月－10月）における
CAPE≧1200 J/kg かつ SReH≧350 m2/s2

寒候期（11月－4月）における
CAPE≧500 J/kg かつ SReH≧350 m2/s2

添３－チ第８図 同時超過頻度分布の算出結果（出典：気象庁「竜巻等の突風データベース」）
添３－チ第９図 竜巻年別発生確認数

4-23

添３－チ第 10 図 竜巻検討地域における竜巻発生数の確率分布と累積確率

添３－チ第 11 図 風速の確率密度分布（左）と超過確率（右）4-24

添３－チ第 12 図 被害幅の確率密度分布（左）と超過確率（右）添３－チ第 13 図 被害長さの確率密度分布（左）と超過確率（右）4-25

第４－14 図

竜巻影響エリア

竜巻影響エリアの設定
・本施設においては設計対象施設を包含する円を竜巻影響エリ
アとして設定する。
・なお，竜巻影響エリアを円形とするため，竜巻の移動方向には依存性は生じない。

①

燃料加工建屋

エリア番号①
評価に用いる値

エリア直径（ｍ）
125
130

エリア面積（ｍ２）
12300
13300

→竜巻影響エリア
直径：130ｍ

添３－チ第 14 図 竜巻影響エリア
4-26

面積：13300ｍ2

添３－チ第 15 図 竜巻最大風速のハザード曲線（竜巻地域検討）

添３－チ第 16 図

竜巻最大風速のハザード曲線（１km 範囲）（参考）

4-27

５．設計荷重（竜巻）の設定
設計竜巻の特性値については，現状，設定に足る十分な信頼性を有した観測記録等が無いため，竜巻ガイドを参考に設定する。設計
竜巻の特性値を添５第25表に示す。また，設計竜巻については，今後も継続的に観測データ及び増幅に関する新たな知見の収集に取り組み，必要な事項については適切に反映を行う。
（１） 設計竜巻の移動速度（ＶＴ）
設計竜巻の移動速度（ＶＴ）は，東京工芸大学委託成果を参考に，
日本の竜巻における移動速度と最大竜巻風速の関係に基づく以下の式を用いて算定する。
ＶＴ＝0.15×ＶＤ
ＶＤ（ｍ/s）：設計竜巻の最大風速（２） 設計竜巻の最大接線風速（ＶＲｍ）
設計竜巻の最大接線風速（ＶＲｍ）は，米国原子力規制委員会の基準類を参考に，以下の式を用いて算定する。
ＶＲｍ＝ＶＤ－ＶＴ（３） 設計竜巻の最大接線風速が生じる位置での半径（Ｒｍ）
設計竜巻の最大接線風速が生じる位置での半径（Ｒｍ）は，東京工芸大学委託成果による日本の竜巻の観測記録を基に提案されたモデルを参考として，以下の値を用いる。
Ｒｍ＝30（ｍ）（４） 設計竜巻の最大気圧低下量（ΔＰｍａｘ）
設計竜巻の最大気圧低下量（ΔＰｍａｘ）は，米国原子力規制委
員会の基準類のランキン渦モデルによる風速分布を参考に，以下の式を用いて算定する。
5-1

ΔＰｍａｘ＝ρ×ＶＲｍ２
ρ：空気密度（1.22（kg／m3））（５） 設計竜巻の最大気圧低下率（（ｄｐ／ｄｔ）ｍａｘ）
設計竜巻の最大気圧低下率（（ｄｐ／ｄｔ）ｍａｘ）は，米国原子力規制委員会の基準類のランキン渦モデルによる風速分布を参考に，以下の式を用いて算定する。
（ｄｐ／ｄｔ）ｍａｘ＝（ＶＴ／Ｒｍ）×ΔＰｍａｘ

5-2

５．１ 設計飛来物の設定
竜巻ガイドを参考に現地調査により敷地内をふかんした調査及び検討を行い，敷地内の資機材の設置状況を踏まえ，設計対象施設に衝突する可能性のある飛来物を抽出する。抽出した飛来物に竜巻ガ
イドに例示される飛来物を加え，それぞれの寸法，質量及び形状から飛来の有無を判断し，運動エネルギー及び貫通力を考慮して，竜巻防護対策によって防護が出来ない可能性があるものは，浮き上がり又は横滑りの有無を考慮した上で，固縛，建屋収納又は敷地からの撤去により飛来物とならないようにする。
車両については，周辺防護区域への入構を管理するとともに，竜巻の襲来が予想される場合には，停車又は走行している場所に応じて固縛するか避難場所へ退避することにより，飛来物とならないよ
う管理を行うことから，設計飛来物として考慮しない。
また，敷地外から飛来するおそれがあり，かつ敷地内からの飛来物による衝撃荷重を上回ると想定されるものとしてむつ小川原ウィ
ンドファームの風力発電施設のブレードがある。むつ小川原ウィン
ドファームの風力発電施設から設計対象施設までの距離及び設計竜巻によるブレードの飛来距離を考慮すると，ブレードが設計対象施設まで到達するおそれはないことから，ブレードは設計飛来物として考慮しない。
以上のことから，設計対象施設に衝突する可能性がある飛来物として，竜巻ガイドに例示される鋼製材及び鋼製パイプを設計飛来物として設定する。
なお，降下火砕物の粒子による影響については，設計飛来物の影
響に包含される。
5-3

添５第26表に加工施設における設計飛来物を示す。

5-4

５．２ 荷重の組合せと許容限界（１） 竜巻防護施設等に作用する設計竜巻荷重
設計竜巻により設計対象施設に作用する設計竜巻荷重を以下に示す。
ａ．風圧力による荷重
竜巻の最大風速による荷重であり，竜巻ガイドを参考に次式のとおり算出する。
ＷＷ＝ｑ・Ｇ・Ｃ・Ａ
ここで，ＷＷ：風圧力による荷重ｑ：設計用速度圧Ｇ：ガスト影響係数（＝1.0）

Ｃ

：風力係数

Ａ

：施設の受圧面積ｑ＝（1／2）・ρ・ＶＤ２である。ここで，
ρ

：空気密度

ＶＤ

：設計竜巻の最大風速である。
ただし，竜巻による最大風速は，一般的には水平方向の風速として算定されるが，鉛直方向の風圧力に対してぜい弱と考えられる設計対象施設が存在する場合には，鉛直方向の最大風速に基づいて算出した鉛直方向の風圧力による荷重についても考慮した設計とする。
ｂ．気圧差による荷重5-5外気と隔離されている区画の境界部が気圧差による圧力影響を受ける設備並びに竜巻防護施設を設置する施設の建屋壁及び屋根においては，設計竜巻による気圧低下によって生じる設計対象施設の内外の気圧差による圧力荷重を考慮し，より厳しい結果を与える「閉じた施設」を想定して次式のとおり算出する。「閉じた施設」とは通気がない施設であり，施設内部の圧力が竜巻の通過
以前と以後で等しいとみなせる。一方，施設の外側の圧力は竜巻の通過中に変化し，施設内外に圧力を生じさせる。
ＷＰ＝ΔＰｍａｘ・Ａ
ここで，ＷＰ：気圧差による荷重

ΔＰｍａｘ：最大気圧低下量
Ａ：施設の受圧面積である。
ｃ．飛来物の衝撃荷重
竜巻ガイドを参考に，衝突時の荷重が大きくなる向きで設計飛来物が設計対象施設に衝突した場合の衝撃荷重を算出する。
また，貫通評価においても，設計飛来物の貫通力が大きくなる
向きで衝突することを考慮して評価を行う。
（２） 設計竜巻荷重の組合せ
設計対象施設の設計に用いる設計竜巻荷重は，竜巻ガイドを参考に風圧力による荷重（ＷＷ），気圧差による荷重（ＷＰ）及び設
計飛来物による衝撃荷重（ＷＭ）を組み合わせた複合荷重とし，複合荷重ＷＴ１及びＷＴ２は米国原子力規制委員会の基準類を参考として，以下のとおり設定する。
5-6

ＷＴ１＝ＷＰ
ＷＴ２＝ＷＷ＋（1／2）・ＷＰ＋ＷＭ
設計対象施設にはＷＴ１及びＷＴ２の両荷重をそれぞれ作用させる。
（３） 設計竜巻荷重と組み合わせる荷重の設定
設計竜巻荷重と組み合わせる荷重は，以下のとおりとする。
ａ．竜巻防護施設等に常時作用する荷重及び運転時荷重
設計対象施設に常時作用する荷重及び運転時荷重としては，死荷重（固定荷重）及び活荷重（積載荷重，機器・配管からの荷重等）を適切に組み合わせる。
ｂ．竜巻以外の自然現象による荷重
竜巻は積乱雲や積雲に伴って発生する現象であり，積乱雲の発達時に竜巻と同時に発生する可能性がある自然現象は，落雷，積雪，降雹及び降水である。これらの自然現象により発生する荷重の組合せの考慮は，以下のとおりとする。
なお，風（台風）に対しては，「その他外部衝撃」にて考慮することとしている建築基準法に基づく風荷重が設計竜巻を大きく下回ることから，設計竜巻荷重に包含される。
ただし，竜巻と同時に発生する自然現象については，今後も継続的に新たな知見の収集に取り組み，必要な事項については適切に反映を行う。
（ａ） 落

雷竜巻及び落雷が同時に発生する場合においても，落雷による影響は雷撃であり，荷重は発生しない。
（ｂ） 積

雪

本施設の立地地域は，冬季においては積雪があるため，冬5-7

季における竜巻の発生を想定し，建築基準法に基づいて積雪の荷重を適切に考慮する。
（ｃ） 降

雹

降雹は積乱雲から降る直径５mm以上の氷の粒であり，仮に直径10cm程度の大型の降雹を仮定した場合でも，その質量は約0.5kgである。竜巻及び降雹が同時に発生する場合においても，
直径10cm程度の降雹の終端速度は59ｍ/s，運動エネルギーは約0.9kＪであり，設計飛来物の運動エネルギーと比べて十分小さ
く，降雹の衝突による荷重は設計竜巻荷重に包含される。
（ｄ） 降

水

竜巻及び降水が同時に発生する場合においても，降水により屋外施設に荷重の影響を与えることはなく，また降水による荷重は十分小さいため，設計竜巻荷重に包含される。
ｃ．設計基準事故時荷重
設計対象施設に作用させる設計荷重には，設計基準事故時に生ずる応力の組合せを適切に考慮する設計とする。
設計基準事故は，設備・機器における内部事象を起因とするものであり，外部からの荷重である竜巻との因果関係はない。また，
竜巻に対して竜巻防護施設の安全機能を損なわない設計とすることから，竜巻の影響及び時間的変化による設計基準事故への進展も考えられない。したがって，設計竜巻と設計基準事故は独立事象となる。独立事象である設計竜巻と設計基準事故が同時に発生する頻度は十分小さいと考えられる。以上のことから，設計竜巻
荷重と設計基準事故時荷重の組合せは考慮しない。
仮に，設計基準事故発生時に，風速が小さく発生頻度の高い竜
5-8

巻が襲来したとしても，設計基準事故時に期待する影響緩和機能
は，竜巻による影響を受けない設計とすることから，設計基準事
故発生時の竜巻の襲来を考慮する必要はない。
（４） 許容限界
建屋・構築物の設計において，設計飛来物の衝突による貫通及び裏面剥離発生の有無の評価については，貫通及び裏面剥離が発生する限界厚さ及び部材の最小厚さを比較することにより行う。
さらに，設計荷重（竜巻）により発生する変形又は応力が安全上適切と認められる規格及び規準による許容応力度等の許容限界に対して安全余裕を有する設計とする。
設備の設計においては，設計飛来物の衝突による貫通の有無の評価について，貫通が発生する限界厚さ及び部材の最小厚さを比較することにより行う。さらに，設計荷重（竜巻）により発生する応力が安全上適切と認められる規格及び規準による許容応力の許容限界に対して安全余裕を有する設計とする。
【補足説明資料５－１～５－６】

5-9

添５第 25 表 設計竜巻の特性値
最大風速
ＶＤ
（ｍ/s）

移動速度
ＶＴ
（ｍ/s）

最大接線風速ＶＲｍ（ｍ/s）

最大接線風速半径Ｒｍ（ｍ）

最大気圧低下量
ΔＰｍａｘ
（hPa）

最大気圧低下率（ｄｐ／ｄｔ）ｍａｘ（hPa/s）

100

15

85

30

89

45

添５第 26 表 加工施設における設計飛来物
飛来物の種類
寸法
（ｍ）
質量
（kg）
最大水平速度（ｍ/s）
最大鉛直速度
（ｍ/s）

鋼製パイプ
長さ×直径
2.0×0.05

鋼製材
長さ×幅×奥行き 4.2×0.3
×0.2

8.4

135

49

51

33

34

5-10

６． 評価に使用する風速場モデルについて
ランキン渦モデルはＮＲＣガイドで採用されており，利用実績が高く，非常に簡単な式で風速場を記述することができる。しかし，風速場が高さに依存しないため，地表面付近では非現実的な風速場となることがデメリットとしてあげられる。
フジタモデルはランキン渦モデルと比較して，解析プログラムが複雑であるが，観測に基づき考案され，実際に近い竜巻風速場
をモデル化している。第６－１図に風速場モデルを示す。
本施設の竜巻影響評価では，基本的にランキン渦モデルを採用するが，車両の固縛又は退避の運用において考慮する離隔距離の設定においては，車両が全て地表面にあることから，地表面の風速場をよく再現しているフジタモデルを採用する。

第６－１図 風速場モデル（ランキン渦モデル（左），フジタモデル（右））【補足説明資料６－１】

6-1

７． 竜巻防護設計
竜巻に対する防護設計においては，竜巻ガイドを参考に，基準竜巻，
設計竜巻及び設計荷重を適切に設定し，竜巻防護施設を設置する区画の構造健全性を確保するため，建物の外壁及び屋根により建物全体を保護
し，以下の事項に対して安全機能を損なわない設計とする。
（１） 飛来物の衝突による建屋・構築物の貫通，裏面剥離及び設備・機器の損傷（２） 設計竜巻荷重及びその他の荷重（常時作用する荷重，運転時荷重，竜巻以外の自然現象による荷重及び設計基準事故時荷重）を適切に組み合わせた設計荷重（竜巻）（３） 竜巻による気圧の低下
竜巻防護施設，竜巻防護施設を設置する施設及び竜巻防護施設に波及的影響を及ぼし得る施設の設計竜巻からの防護設計方針を以下に示す。

7-1

７．１ 竜巻防護施設のうち建屋に設置される竜巻防護施設（外気と繋がっている竜巻防護施設を除く。）
竜巻防護施設のうち建屋に設置され防護される竜巻防護施設（外気と繋がっている竜巻防護施設を除く。）は，建屋による防護により，設計荷重（竜巻）による影響に対して安全機能を損なわない設計とする。具体的には以下のとおりである。
建屋内に設置される竜巻防護施設（外気と繋がっている竜巻防護施設を除く。）は，燃料加工建屋に設置され，設計荷重（竜巻）並びに設計飛来物の衝突による貫通及び裏面剥離を防止することによって安全機能を損なわない設計とする。
ただし，建屋による防護が期待できない場合には７．２のとおり
とする。

7-2

７．２ 竜巻防護施設のうち建屋に設置されるが防護が期待できない竜巻防護施設
竜巻防護施設のうち建屋に設置されるが防護が期待できない竜巻防護施設には，非常用所内電源設備の非常用発電機が該当する。設計荷重（竜巻）による影響に対して非常用所内電源設備の非常用発電機の安全機能を損なわない設計とするため，非常用所内電源設備の非常用発電機の給気口及び排気口に対しては，設計飛来物の侵入による損傷を考慮して，給気系及び排気系を建物・構築物により防護する。また，
燃料加工建屋の外壁開口部のうち，設計飛来物の侵入により安全機能に影響を与え得る開口部については，建物・構築物で設計飛来物の侵入を防止する設計とする。具体的には，設計飛来物の侵入を防止するため，非常用所内電源設備の非常用発電機の給気系については建物により設計飛来物の侵入を防止し，排気系は煙道の一部を構成する構築物により設計飛来物の侵入を防止する。

7-3

７．３ 竜巻防護施設のうち建屋内の施設で外気と繋がっている竜巻防護施設
建屋に設置され防護される竜巻防護施設のうち，外気と繋がっている竜巻防護施設は，気圧差荷重に対して健全性を維持できる強度を有する設計とする。

7-4

７．４ 竜巻防護施設を設置する施設
竜巻防護施設を設置する施設は，設計荷重（竜巻）に対して施設内の竜巻防護施設の安全機能を損なわない設計とする。また，設計飛来
物の衝突に対しては，貫通及び裏面剥離が防止できる設計とする。竜
巻防護施設を設置する施設は，燃料加工建屋が該当する。燃料加工建
屋の終局耐力は，設計荷重（竜巻）に対して，妥当な安全余裕を有する設計とする。また，設計飛来物の衝突に対して設置する竜巻防護施設を防護するために期待する壁及び屋根スラブは設計飛来物の衝突による貫通又は裏面剥離限界厚さを上回る厚さを有する設計とする。

7-5

７．５ 竜巻随伴事象に対する設計
竜巻ガイドを参考に，竜巻随伴事象として以下の事象を想定し，これらの事象が発生した場合においても，竜巻防護施設が安全機能を損なわない設計とする。
（１） 火

災

竜巻により敷地内にある危険物タンク（ボイラ用燃料受入れ・貯蔵所及びディーゼル発電機用燃料受入れ・貯蔵所）が損傷し，漏えい及び防油堤内での火災が発生したとしても，火災源と竜巻防護施設を設置する施設の位置関係を踏まえて熱影響を評価し，竜巻防護施設を設置する施設の許容温度を超えない設計とすることにより，竜巻防護施設の安全機能に影響を与えない設計とすることを「外部火災防護に関する設計」にて考慮する。
（２） 溢

水

竜巻により，屋外機器の破損による溢水を想定し，溢水源と竜巻防護施設の位置関係を踏まえた影響評価を行った上で，溢水が竜巻
防護施設を設置する施設の開口部まで到達しない設計とする。
（３） 外部電源喪失
竜巻と同時に発生する外部電源喪失に対しては，非常用所内電源
設備を竜巻から防護し，その安全機能を維持することにより，竜巻防護施設の安全機能を確保する設計とする。
【補足説明資料７－１】

7-6

８． 手順等
８．１ 飛来物発生防止対策
設計竜巻による飛来物の発生防止を図るため，以下の事項を考慮した手順を定める。
（１） 設計対象施設以外の建屋，屋外施設及び資機材で飛来物となる可能性のあるものは，浮き上がり又は横滑りの有無を考慮した上で，飛来時の運動エネルギー及び貫通力が設計飛来物である鋼製材よりも大きなものについて，設置場所に応じて固縛，建屋収納又は敷地からの撤去を実施することを手順に定める。
（２） 車両については，周辺防護区域内への入構を管理するとともに，車両から離隔距離を取るべき施設（以下，「離隔対象施設」という。）
を選定し，竜巻の襲来が予想される場合に車両が飛来物とならない
よう固縛又は離隔対象施設に対して車両の最大飛来距離を算出した
結果に安全余裕を考慮した距離より遠方に退避を実施することを手順に定める。
（３） 竜巻防護施設を設置する施設のうち，車両が竜巻により飛来し，衝突した時の貫通限界厚さ及び裏面剥離限界厚さが壁厚を上回る施設については，離隔対象施設とする。離隔対象施設の検討に当たっては，現地調査で抽出した車両を対象とする。車両の諸元及び空力
パラメータを添５第 29 表に示す。また，車両の最大水平速度は，
竜巻ガイドを参考に算出する最大風速 100ｍ/s の竜巻の特性値を基に，ランキン渦モデルにより算出する。
竜巻防護施設を設置する施設である燃料加工建屋の壁厚は，車両の衝突による貫通限界厚さ及び裏面剥離限界厚さを下回らない設計であることを確認し，燃料加工建屋は，離隔対象施設ではないこと
8-1

を確認する。なお，敷地内を巡回しており，速やかに退避行動に移ることができる大型バスについては，竜巻防護施設を設置する施設である燃料加工建屋に飛来しないように運用を定めることにより，飛来を想定する車両に含めない。
（４） 車両の運用については，敷地内に位置する再処理施設及び廃棄物管理施設に対して，車両による影響を与えないことを踏まえた手順を整備する。
（５） 竜巻に対する運用管理を確実に実施するために必要な技術的能力を維持・向上させることを目的とし，教育及び訓練を定期的に実施する。
（６） 竜巻により本施設に影響を及ぼすおそれが予見される場合は，全工程停止，送排風機停止及び必要に応じて外気と繋がっている経路のダンパの閉止を行うことを手順に定める。
【補足説明資料８－１～８－５】

8-2

添５第 29 表 現地調査で抽出した車両の諸元及び空力パラメータ

車両の種類

長さ
（ｍ）

幅
（ｍ）

高さ
（ｍ）

質量
（kg）

空力パラメータCDA/m（m2/kg）

大型バス

12

2.5

3.8

12100

0.0047

トラック

8.5

2.2

2.5

3790

0.0080乗用車 普通

4.4

1.7

1.5

1140

0.0097

乗用車 ワゴン１

4.8

1.8

1.5

1510

0.0082乗用車 ワゴン２

5.2

1.9

2.3

1890

0.0092

軽自動車１

3.4

1.5

1.6

840

0.0102

軽自動車２

3.4

1.5

1.5

710

0.01168-3

２章

補足説明資料補足説明資料4-6 海上のＦスケール不明竜巻の按分方法の妥当性について
竜巻発生数の確率分布（ポアソン，ポリヤ分布）がハザード結果に及ぼす影響
補足説明資料4-7について補足説明資料5-1 評価対象施設等の設計荷重について
補足説明資料5-2 設計飛来物の設定
補足説明資料5-3 敷地外からの飛来物の考慮について
補足説明資料5-4 設計飛来物の設定における１次スクリーニングについて
補足説明資料5-5 竜巻時に発生する降雹について
補足説明資料5-6 空力パラメータについて
補足説明資料6-1 ランキン渦モデルとフジタモデルの適用の考え方について
参考資料１
フジタモデルの適用について
参考資料２
竜巻による物体の浮上・飛来解析について
補足説明資料7-1 竜巻随伴事象の抽出及び設計について
補足説明資料8-1 飛来物の発生防止対策について
補足説明資料8-2 車両の退避について
補足説明資料8-3 竜巻襲来までに要する時間の設定の妥当性について
補足説明資料8-4 加工施設 運用，手順説明資料 外部からの衝撃による損傷の防止（竜巻）
補足説明資料8-5 竜巻発生確度ナウキャスト及び雷ナウキャストについて

加工施設 安全審査補足説明資料（今回提出）
資料№
名称
補足説明資料2-1 竜巻影響評価ガイドへの適合性
補足説明資料3-1 設計対象施設の選定について
補足説明資料3-2 竜巻に対して防護する必要のある開口部の選定について
補足説明資料3-3 耐震Sクラス施設について
補足説明資料4-1 竜巻検討地域の設定について
補足説明資料4-2 竜巻検討地域の範囲設定について
補足説明資料4-3 竜巻検討地域の設定の妥当性について
補足説明資料4-4 竜巻影響エリアの設定の妥当性について
補足説明資料4-5 ハザード曲線による竜巻最大風速（VB2）の計算について
提出日

Rev

第９条：外部からの衝撃による損傷の防止（竜巻）加工施設 安全審査 整理資料 補足説明資料リスト

備考

令和元年11月21R０