Probabilistic Seismic Hazard Analysis for Nuclear Power Plant Sites in Finland

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2024-05-21
Department
Major/Subject
Systems and Operations Research
Mcode
SCI3055
Degree programme
Master’s Programme in Mathematics and Operations Research
Language
en
Pages
53 + 9
Series
Abstract
Probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) is a method used to the estimate the likelihood of earthquake induced ground motions at a particular location. These estimates are then used to evaluate the risk to a structure such as a nuclear power plant (NPP). The latest PSHA for a Finnish NPP site located in Loviisa was made in 2021. Some significant sources of uncertainties and areas of development related to the modelling decisions made in the PSHA have been later identified. This thesis seeks to study and develop the latest PSHA for the Loviisa NPP site. The PSHA model is also used to evaluate the seismic hazard in another Finnish NPP site located in Olkiluoto. The primary focus is on the Gutenberg-Richter (GR) parameters, which are used to describe the seisimic activity of a given region. A new declustered seismic catalog is adopted for the analysis, and the completeness of it is assessed in different parts of the study region. The GR parameters are estimated with a maximum likelihood method (MLE) method and with a least squares (LS) method, which was used in the PSHA from 2021. Compared to the PSHA from 2021, a significantly larger amount of earthquake observations were utilized in this work. The GR parameters and the resulting hazard estimates show a high sensitivity to the completeness evaluation of the catalog and to the estimation method used for the GR parameters. The hazard estimates show a larger variation for the Loviisa site than for the Olkiluoto site. A suggestion is made to factor in these uncertainties into the analysis by extending the PSHA logic tree.

Todennäköisyysperusteinen seisminen hasardianalyysi (PSHA) on metodi, jota käytetään maanjäristyksen synnyttämien maan liikkeiden todennäköisyyksien arvioimiseen jollain tietyllä kohdealueella. Näitä todennäköisyysarvioita hyödynnetään rakennuksiin, kuten ydinvoimalaitokseen (NPP) kohdistuvan riskin arvioinnissa. Viimeisin seisminen hasardiarvio Loviisan ydinvoimalan laitospaikalle tehtiin vuonna 2021. Myöhemmin hasardiarviossa tehtyihin päätöksiin on tunnistettu liittyvän merkittäviä epävarmuuksia ja kehityskohteita. Tämä diplomityö pyrkii tutkimaan ja kehittämään viimeisintä Loviisan laitospaikalle tehtyä seismistä hasardiarviota. Hasardiarviota varten kehitetyllä mallilla arvioidaan myös Olkiluodon ydinvoimalaitospaikan seismistä hasardia. Työssä keskitytään ensisijaisesti Gutenberg-Richter (GR) parametreihin, joilla kuvataan kohdealueen seismistä aktiivisuutta. Uusi seisminen deklusteroitu katalogi otetaan käyttöön, ja sen täydellisyyttä tarkastellaan eri puolilla tutkimusaluetta. GR parametrit määritetään suurimman uskottavuuden estimoinnilla (MLE) ja pienimmän neliösumman menetelmällä (LS), jota käytettiin vuoden 2021 hasardiarviossa. Työssä hyödynnettiin huomattavasti enemmän maanjäristyshavaintoja kuin vuoden 2021 hasardiarviossa. GR parametrit ja niistä seuraavat hasarditulokset ovat hyvin herkkiä katalogin täydellisyystarkastelulle sekä GR parametrien estimoinnissa käytetylle metodille. Loviisan laitospaikan hasardituloksissa on enemmän vaihtelevuutta kuin Olkiluodon tuloksissa. Työssä ehdotetaan huomioimaan tunnistetut epävarmuudet laajentamalla laskennassa käytettyä logiikkapuuta.
Description
Supervisor
Salo, Ahti
Thesis advisor
Koskenranta, Jukka
Leppänen, Timo
Keywords
PSHA, nuclear safety, seismic hazard, seismic catalog, Loviisa, Olkiluoto
Other note
Citation