Development of Implementation Guidance for SSHAC Level 3 and 4 - - PowerPoint PPT Presentation

21st ¡Interna+onal ¡Conference ¡on ¡Structural ¡Mechanics ¡in ¡Reactor ¡Technology ¡ (SMiRT21), ¡6-­‑11 ¡November ¡2011, ¡New ¡Delhi, ¡India ¡ Session ¡IV.2A, ¡Development ¡of ¡Seismic ¡Loading ¡Criteria ¡(Paper ¡ID ¡699) ¡

Development of Implementation Guidance for SSHAC Level 3 and 4 Assessments Used in Probabilistic Seismic Hazard Analyses for Nuclear Facilities

A.M. ¡Kammerer1, ¡J.J. ¡Bommer2, ¡K.J. ¡Coppersmith3 ¡& ¡J.P. ¡Ake1 ¡

• 1. US ¡Nuclear ¡Regulatory ¡Commission, ¡Washington ¡DC, ¡USA ¡
• 2. Visi>ng ¡Professor, ¡Imperial ¡College ¡London ¡/ ¡Independent ¡consultant ¡
• 3. Coppersmith ¡Consul>ng ¡Inc., ¡Walnut ¡Creek, ¡CA, ¡USA ¡ ¡ ¡

PSHA ¡for ¡Risk-­‑Informed ¡Engineering ¡Design ¡

PSHA, ¡integraNng ¡over ¡ all ¡sources ¡of ¡ randomness ¡in ¡ earthquake ¡processes ¡ and ¡ground-­‑moNon ¡ generaNon, ¡enables ¡ input ¡to ¡performance-­‑ based ¡engineering ¡ design ¡in ¡which ¡damage ¡ states ¡(risk ¡levels) ¡can ¡be ¡ associated ¡with ¡annual ¡ exceedance ¡frequencies ¡

Capture ¡of ¡Uncertainty ¡for ¡Regulatory ¡Assurance ¡

The ¡nature ¡of ¡the ¡data ¡ available ¡to ¡characterize ¡ seismicity ¡and ¡ground-­‑moNon ¡ models ¡is ¡always ¡limited, ¡so ¡ there ¡is ¡invariably ¡EPISTEMIC ¡ UNCERTAINTY ¡associated ¡ with ¡the ¡range ¡of ¡defensible ¡ technical ¡interpretaNons. ¡ ¡ Regulatory ¡assurance ¡is ¡ enhanced ¡by ¡providing ¡ confidence ¡that ¡sources ¡of ¡ epistemic ¡uncertainty ¡have ¡ been ¡idenNfied, ¡quanNfied ¡ and ¡included ¡in ¡the ¡analysis ¡

Epistemic ¡Uncertainty ¡and ¡Expert ¡Judgment ¡

The ¡capture ¡of ¡epistemic ¡ uncertainty ¡is ¡likely ¡to ¡be ¡ more ¡effecNve ¡when ¡ mulNple ¡experts ¡make ¡the ¡ assessments ¡ In ¡the ¡1980s, ¡two ¡major ¡PSHA ¡ studies ¡were ¡conducted ¡(by ¡ LLNL ¡and ¡EPRI) ¡for ¡nuclear ¡ power ¡plant ¡sites ¡in ¡Central ¡ and ¡Eastern ¡USA; ¡due ¡to ¡high ¡ degree ¡of ¡uncertainty ¡ regarding ¡seismicity ¡and ¡ ground ¡moNons ¡in ¡CEUS ¡both ¡ projects ¡used ¡mulNple ¡experts ¡

LLNL ¡ EPRI ¡

Large ¡differences ¡between ¡the ¡mean ¡hazard ¡esNmates ¡

This ¡prompted ¡US ¡NRC, ¡US ¡Department ¡of ¡Energy ¡and ¡EPRI ¡to ¡form ¡the ¡ Senior ¡Seismic ¡Hazard ¡Analysis ¡Commi`ee ¡(SSHAC) ¡to ¡explore ¡reasons ¡ for ¡the ¡divergence ¡between ¡the ¡two ¡hazard ¡studies ¡

The ¡SSHAC ¡Guidelines ¡(Budnitz ¡et ¡al., ¡1999) ¡

“In ¡the ¡course ¡of ¡our ¡ review, ¡we ¡concluded ¡ that ¡many ¡of ¡the ¡major ¡ poten>al ¡piLalls ¡in ¡ execu>ng ¡a ¡successful ¡ PSHA ¡are ¡procedural ¡ rather ¡than ¡technical ¡in ¡

• character. ¡….. ¡This ¡

conclusion, ¡in ¡turn, ¡ explains ¡our ¡heavy ¡ emphasis ¡on ¡procedural ¡ guidance.”

SSHAC ¡Study ¡Levels ¡

The ¡focus ¡and ¡emphasis ¡of ¡the ¡SSHAC ¡Guidelines ¡were ¡ very ¡much ¡on ¡Level ¡4 ¡procedures, ¡which ¡have ¡been ¡ implemented ¡on ¡two ¡projects ¡

Yucca ¡Mountain ¡PSHA ¡1994-­‑1998 ¡

SSHAC ¡Level ¡4 ¡PSHA ¡for ¡RadioacNve ¡Waste ¡Repository ¡

PEGASOS ¡Project ¡2000-­‑2004 ¡

SSHAC ¡Level ¡4 ¡PSHA ¡for ¡4 ¡NPP ¡Sites ¡in ¡Switzerland ¡

SSHAC ¡ImplementaNon ¡Review ¡2007-­‑2009 ¡

USNRC-­‑funded ¡project, ¡ coordinated ¡by ¡USGS, ¡to ¡ review ¡the ¡lessons ¡learnt ¡ from ¡10 ¡years ¡of ¡ implementaNon ¡experience ¡

• f ¡the ¡SSHAC ¡procedures ¡

One ¡of ¡the ¡key ¡conclusions ¡was ¡that ¡more ¡ detailed ¡guidance ¡was ¡needed ¡for ¡ implemenNng ¡SSHAC ¡Level ¡3 ¡studies ¡

NUREG ¡on ¡SSHAC ¡ ImplementaNon ¡ Guidelines ¡

• Compilation of comprehensive databases,

made available to all participants

• Clearly defined roles for participants, with

attendant responsibilities

– TI Team: Evaluate available data, methods and models and develop distribution capturing centre, body and range of technically-defensible interpretations; ownership of final hazard model – PPRP: Continuous process and technical review

• Structured sequence of steps, including 3

formal workshops

EssenNal ¡Feature ¡of ¡a ¡SSHAC ¡Level ¡3 ¡Study ¡

Process and Technical Review PPRP Evaluation of Models to Form Composite Distribution TI Team Hazard ¡sensiNvity ¡ calculaNons ¡ Preliminary ¡database ¡ WORKSHOP ¡1: ¡Hazard ¡SensiNve ¡ Issues ¡and ¡Data ¡Needs ¡ Resource ¡ Experts ¡ AddiNonal ¡data ¡collecNon ¡& ¡analysis ¡ WORKSHOP ¡2: ¡Review ¡of ¡Database ¡ and ¡Discussion ¡of ¡AlternaNve ¡Models ¡ Resource ¡Experts ¡ Proponent ¡Experts ¡ Final ¡database ¡ Preliminary ¡SSC ¡and ¡ GMC ¡models ¡ WORKSHOP ¡3: ¡PresentaNon ¡of ¡Models ¡and ¡ Hazard ¡SensiNvity ¡Feedback ¡ Final ¡SSC ¡and ¡GMC ¡models, ¡then ¡final ¡hazard ¡calculaNons, ¡ DocumentaNon ¡of ¡all ¡technical ¡bases ¡ Database Compilation Technical Staff & Contractors

Current ¡SSHAC ¡Level ¡3 ¡PSHA ¡Studies ¡

Diablo ¡Canyon ¡NPP ¡ (2011-­‑2015) ¡ Utah ¡BHC ¡Site ¡ (2011-­‑2013) ¡ Hanford ¡Site ¡ (2012-­‑2014) ¡

What ¡about ¡Central ¡and ¡ Eastern ¡United ¡States? ¡

Total ¡Time ¡ Total ¡Cost ¡

Site-­‑specific ¡SSHAC ¡Level ¡3 ¡PSHA ¡ Site-­‑specific ¡SSHAC ¡Level ¡2 ¡PSHA ¡ Regional ¡SSHAC ¡Level ¡3 ¡PSHA ¡

Site ¡A ¡ ¡ Level ¡3 ¡PSHA ¡ ¡ Site ¡B ¡ ¡ Level ¡3 ¡PSHA ¡ ¡ Site ¡C ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Level ¡3 ¡PSHA ¡ ¡ Site ¡D ¡ ¡ Level ¡3 ¡PSHA ¡ ¡ Regional ¡ Level ¡3 ¡PSHA ¡

Site ¡A ¡ Site ¡B ¡ Site ¡C ¡ Site ¡D ¡ Site ¡E ¡

The ¡Central ¡and ¡Eastern ¡United ¡States ¡Seismic ¡Source ¡ CharacterizaNon ¡for ¡Nuclear ¡FaciliNes ¡Project ¡ ¡ (CEUS ¡SSC ¡Project ¡2008-­‑2011) ¡ ¡ ¡ (NGA-­‑East ¡Project ¡2010-­‑2014) ¡ ¡ ¡

SSHAC ¡Level ¡3 ¡PSHA ¡for ¡New ¡Nuclear ¡ Power ¡Plant ¡Site ¡in ¡South ¡Africa ¡

(TNSP ¡Project ¡2011-­‑2013) ¡

Workshop ¡#2 ¡to ¡be ¡held ¡in ¡January ¡2012 ¡

¡

SSC ¡Workshop ¡15-­‑17 ¡January ¡ GMC ¡Workshop ¡19-­‑21 ¡January ¡

The ¡project ¡client ¡Eskom ¡ has ¡agreed ¡to ¡allow ¡a ¡ limited ¡number ¡of ¡

• bservers ¡to ¡a`end ¡

RepresentaNves ¡of ¡nuclear ¡uNliNes ¡or ¡ regulators ¡who ¡wish ¡to ¡a`end, ¡please ¡ contact ¡Julian ¡Bommer ¡a.s.a.p. ¡

¡

¡j.bommer@imperial.ac.uk ¡ ¡