(57)【要約】【課題】冠水工法が採用できない場合であっても二次廃棄物の発生や放射性物質の漏洩を防止しつつ燃料デブリを回収することができる、燃料デブリの回収方法を提供する。【解決手段】燃料交換床１ａ上に原子炉格納容器１２と連通するとともに側面部に開閉扉２１を有する第一遮蔽室２を設置し、燃料交換床１ａ上に第一遮蔽室２と開閉扉２１を挟んで隣接するとともに開閉可能な出入口３１を有する第二遮蔽室３を設置し、開閉扉２１及び出入口３１のいずれか一方を閉鎖した状態で燃料デブリＸを回収するようにした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉圧力容器又は原子炉格納容器内で固化した燃料デブリの回収方法において、
燃料交換床上に原子炉格納容器と連通するとともに側面部に少なくとも一つの開閉扉を有する第一遮蔽室を設置し、
前記燃料交換床上に前記第一遮蔽室と前記開閉扉を挟んで隣接するとともに開閉可能な出入口を有する第二遮蔽室を設置し、
前記開閉扉及び前記出入口のいずれか一方を閉鎖した状態で前記燃料デブリを回収するようにした、
ことを特徴とする燃料デブリの回収方法。
【請求項２】
原子炉ウェルを塞ぐ遮蔽プラグの上方に前記第一遮蔽室を設置する第一遮蔽室設置工程と、
前記第二遮蔽室を設置する第二遮蔽室設置工程と、
前記出入口を閉鎖して前記開閉扉を開放した状態で前記遮蔽プラグを撤去することにより前記第一遮蔽室と前記原子炉格納容器とを連通する遮蔽部材撤去工程と、
前記原子炉格納容器を封止するドライウェルヘッド及び前記原子炉圧力容器を封止する上蓋を撤去する封止部材撤去工程と、
開放された前記原子炉圧力容器の上部に前記燃料デブリを切削する切削手段を設置する切削手段設置工程と、を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料デブリの回収方法。
【請求項３】
前記原子炉ウェルの上方から前記原子炉圧力容器内にアクセス可能かつ前記燃料デブリの切削片を回収可能な回収手段を設置する回収手段設置工程を備える、ことを特徴とする請求項２に記載の燃料デブリの回収方法。
【請求項４】
前記第一遮蔽室及び前記第二遮蔽室は、原子炉建屋に設置された天井クレーンのフックを挿通可能な天井開口部を有し、該天井開口部は開閉可能に構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の燃料デブリの回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料デブリの回収方法に関し、特に、原子炉圧力容器及び原子炉格納容器内で固化した燃料デブリの回収に適した燃料デブリの回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
「燃料デブリ」とは、原子炉燃料が原子炉内でデブリ化した核燃料物質であり、冷却材の喪失により原子炉燃料が溶融して原子炉構造材や制御棒等とともに冷えて固化したものである。燃料デブリが発生した場合、燃料デブリは原子炉圧力容器（RPV：Reactor Pressure Vessel）や原子炉格納容器（PCV：Primary Containment Vessel）内に存在しているものと考えられる。
【０００３】
燃料デブリが発生している原子炉を廃炉にする際には、外部環境の放射能汚染を防止する観点から、燃料デブリを事前に回収することが重要である。燃料デブリの回収方法には、燃料デブリを冠水させた状態で取り出す方法（冠水工法）が知られている。この冠水工法によれば、水の遮断効果によって作業員の被曝や外部環境への放射能汚染を低減することができる。
【０００４】
しかしながら、ＲＰＶやＰＣＶに穴が空いていたりクラックが生じたりしている場合には、この穴やクラックを塞いでシールしなければならない。また、燃料デブリが存在している原子炉では、作業員が内部に入ることが困難であり、穴やクラックの位置を特定したり、穴やクラックを塞いだりする作業を行うことは難しい。したがって、冠水工法を採用せずに燃料デブリを回収することができる代替工法が望まれている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載された発明は、水に替えて放射線遮蔽材を封入した中空体を原子炉格納容器内に充填している。かかる発明によればＲＰＶやＰＣＶに穴やクラックが空いている場合であっても、穴やクラックが中空体よりも小さい場合には、内部に中空体を充填することができ、放射能漏れを抑制することができる。
【０００６】
また、特許文献２に記載された発明は、原子炉建屋に開口部を形成し、該開口部から破砕等の処理を行うアクセス装置をＰＣＶの側面部における生体遮蔽体の外部に移動させ、該アクセス装置からＰＣＶの内部に破砕手段等を挿入し、燃料デブリを破砕した後、気中で回収するようにしている。かかる発明によれば、燃料デブリが存在している場所の近くにアクセス装置を配置することができ、作業時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１０９４４４号公報
【特許文献２】特開２０１４−０７０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１に記載された方法では、穴が大きい場合には固体の中空体であっても封止することができない、ＰＣＶ内を充填するには大量の中空体を必要とし大量の二次廃棄物が生じてしまう等の問題を有している。また、特許文献２に記載された方法では、原子炉建屋は１〜２ｍ程度の厚さを有するコンクリート製の頑強な構造材により構成されており、開口部を形成する作業に労力を有する、原子炉建屋内部が汚染されていた場合には粉塵等の放射性物質が外部に漏洩する可能性がある等の問題を有している。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑み創案されたものであり、冠水工法が採用できない場合であっても二次廃棄物の発生や放射性物質の漏洩を防止しつつ燃料デブリを回収することができる、燃料デブリの回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、原子炉圧力容器又は原子炉格納容器内で固化した燃料デブリの回収方法において、燃料交換床上に原子炉格納容器と連通するとともに側面部に少なくとも一つの開閉扉を有する第一遮蔽室を設置し、前記燃料交換床上に前記第一遮蔽室と前記開閉扉を挟んで隣接するとともに開閉可能な出入口を有する第二遮蔽室を設置し、前記開閉扉及び前記出入口のいずれか一方を閉鎖した状態で前記燃料デブリを回収するようにした、ことを特徴とする燃料デブリの回収方法が提供される。
【００１１】
また、前記燃料デブリの回収方法は、原子炉ウェルを塞ぐ遮蔽プラグの上方に前記第一遮蔽室を設置する第一遮蔽室設置工程と、前記第二遮蔽室を設置する第二遮蔽室設置工程と、前記出入口を閉鎖して前記開閉扉を開放した状態で前記遮蔽プラグを撤去することにより前記第一遮蔽室と前記原子炉格納容器とを連通する遮蔽部材撤去工程と、前記原子炉格納容器を封止するドライウェルヘッド及び前記原子炉圧力容器を封止する上蓋を撤去する封止部材撤去工程と、開放された前記原子炉圧力容器の上部に前記燃料デブリを切削する切削手段を設置する切削手段設置工程と、を備えていてもよい。
【００１２】
さらに、前記燃料デブリの回収方法は、前記原子炉ウェルの上方から前記原子炉圧力容器内にアクセス可能かつ前記燃料デブリの切削片を回収可能な回収手段を設置する回収手段設置工程を備えていてもよい。
【００１３】
また、前記第一遮蔽室及び前記第二遮蔽室は、原子炉建屋に設置された天井クレーンのフックを挿通可能な天井開口部を有し、該天井開口部は開閉可能に構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
上述した本発明に係る燃料デブリの回収方法によれば、原子炉格納容器と連通する第一遮蔽室を原子炉格納容器に密着させて配置し、第一遮蔽室の開閉扉を挟んで出入口を有する第二遮蔽室を配置したことにより、第一遮蔽室の開閉扉及び第二遮蔽室の出入口のいずれか一方を閉鎖しておくことによりエアロック構造を形成することができ、冠水工法が採用できない場合であっても放射能漏れや放射性物質の漏洩を防止しつつ燃料デブリを回収することができる。また、原子炉圧力容器や原子炉格納容器内に放射能を遮蔽する物質を充填する必要がなく、気中で燃料デブリを回収することができることから、二次廃棄物の発生を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】燃料デブリが発生した状態の原子炉を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）は第一遮蔽室設置工程、（ｂ）は第二遮蔽室設置工程、である。
【図３】本発明の一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）は遮蔽部材撤去工程、（ｂ）は封止部材撤去工程、である。
【図４】本発明の一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）は切削手段設置工程、（ｂ）は回収手段設置工程、である。
【図５】本発明の一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）はＲＰＶの燃料デブリ回収工程、（ｂ）はＰＣＶの燃料デブリ回収工程、である。
【図６】本発明の一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）は搬入工程、（ｂ）は搬出工程、である。
【図７】第一遮蔽室及び第二遮蔽室の上面を示す平面図であり、（ａ）は第一天井開口部及び第二天井開口部を封鎖した状態、（ｂ）は第一天井開口部のみを開放した状態、（ｃ）は第一天井開口部及び第二天井開口部を開放した状態、（ｄ）は第二天井開口部のみを開放した状態、である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図７（ｄ）を用いて説明する。ここで、図１は、燃料デブリが発生した状態の原子炉を示す概略構成図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）は第一遮蔽室設置工程、（ｂ）は第二遮蔽室設置工程、である。図３は、本発明の第一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）は遮蔽部材撤去工程、（ｂ）は封止部材撤去工程、である。図４は、本発明の第一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）は切削手段設置工程、（ｂ）は回収手段設置工程、である。図５は、本発明の第一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）はＲＰＶの燃料デブリ回収工程、（ｂ）はＰＣＶの燃料デブリ回収工程、である。図６は、本発明の一実施形態に係る燃料デブリの回収方法の一部を示す図であり、（ａ）は搬入工程、（ｂ）は搬出工程、である。
【００１７】
本発明の一実施形態に係る燃料デブリの回収方法は、原子炉圧力容器１１又は原子炉格納容器１２内で固化した燃料デブリＸの回収方法であって、燃料交換床１ａ上に原子炉格納容器１２と連通するとともに側面部に開閉扉２１を有する第一遮蔽室２を設置し、燃料交換床１ａ上に第一遮蔽室２と開閉扉２１を挟んで隣接するとともに開閉可能な出入口３１を有する第二遮蔽室３を設置し、開閉扉２１及び出入口３１のいずれか一方を閉鎖した状態で燃料デブリＸを回収するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
図１に示した原子炉は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）の概略構成図である。原子炉圧力容器１１は、炉心を収容する容器であって、高温・高圧に耐え得る鋼鉄製の容器である。原子炉格納容器１２は、原子炉圧力容器１１等の主要設備を格納する容器であって、密閉性・耐圧性の高い鋼鉄製又はコンクリート製の容器である。原子炉圧力容器１１及び原子炉格納容器１２は、コンクリート製の原子炉建屋１内に格納されている。原子炉建屋１は原子炉の事故時に放射性物質の漏洩を防止する役割を有しており、燃料ペレット、燃料被覆管、原子炉圧力容器１１、原子炉格納容器１２及び原子炉建屋１により構成される五重の障壁の一つである。
【００１９】
原子炉建屋１内には、原子炉格納容器１２の下部に環状に配置された圧力抑制プール１５、使用済み燃料を貯蔵する燃料貯蔵プール１６、メンテナンス時等に機器を仮置きする機器仮置プール１７等が配置されている。なお、図１では、制御棒や冷却系の詳細については図を省略してある。
【００２０】
原子炉格納容器１２内の底部には、原子炉圧力容器１１を支持する円筒形状のペデスタル１８が形成されており、ペデスタル１８の内部には制御棒駆動機構（図示せず）が配置されている。ペデスタル１８の上部には、原子炉圧力容器１１を囲う円筒形状のγ線遮蔽体１９が配置されている。原子炉格納容器１２の頂部には、原子炉格納容器１２を密閉状態に封止するドライウェルヘッド１２ａが配置されている。また、原子炉圧力容器１１の頂部には、原子炉圧力容器１１を密閉状態に封止する上蓋１１ａが配置されている。なお、本実施形態において、上蓋１１ａ及びドライウェルヘッド１２ａを総称して封止部材と呼ぶこととする。
【００２１】
また、ドライウェルヘッド１２ａの上方に形成された縦穴は、原子炉ウェル１３と呼ばれており、遮蔽部材である遮蔽プラグ１４によって封止されている。遮蔽プラグ１４は、例えば、コンクリート製の三枚の円板によって構成されている。最上層の遮蔽プラグ１４ａは最も径が大きく、中間層の遮蔽プラグ１４ｂは最上層の遮蔽プラグ１４ａよりも径が小さく、最下層の遮蔽プラグ１４ｃは中間層の遮蔽プラグ１４ｂよりも径が小さくなるように形成されている。
【００２２】
遮蔽プラグ１４、燃料貯蔵プール１６、機器仮置プール１７の上面には、作業用の床である燃料交換床１ａが形成されている。また、原子炉建屋１の上部には、機器搬送用の天井クレーン１ｂが設置されている。天井クレーン１ｂは、例えば、ガーダ１ｃ上に走行可能に配置されたトロリー１ｄと、トロリー１ｄから送り出し及び巻き取り可能に配置されたワイヤの先端に接続されたフック１ｅと、を有している。
【００２３】
炉心溶融等の事故が生じた場合には、冷却材の喪失により原子炉燃料が溶融して原子炉構造材や制御棒等とともに冷えて固化し、燃料デブリＸと化すことがある。燃料デブリＸは、例えば、図示したように、原子炉圧力容器１１や原子炉格納容器１２内に存在しているものと考えられる。このように、燃料デブリＸが発生している原子炉を廃炉にする際には、外部環境の放射能汚染を防止する観点から、燃料デブリＸを事前に回収することが重要である。
【００２４】
そこで、本実施形態では、上述したように、原子炉格納容器１２と連通する第一遮蔽室２を設置し、第一遮蔽室２と開閉扉２１の開閉によって連通可能かつ出入口３１の開閉によって外部と連通可能に構成された第二遮蔽室３を設置し、燃料デブリＸを回収する際に、開閉扉２１及び出入口３１のいずれか一方を必ず封鎖して、両方同時に開放しないようにすることにより、エアロック構造を形成している。
【００２５】
具体的には、本実施形態に係る燃料デブリＸの回収方法は、原子炉ウェル１３を塞ぐ遮蔽プラグ１４の上方に第一遮蔽室２を設置する第一遮蔽室設置工程と、第二遮蔽室３を設置する第二遮蔽室設置工程と、出入口３１を閉鎖して開閉扉２１を開放した状態で遮蔽プラグ１４を撤去することにより第一遮蔽室２と原子炉格納容器１２とを連通する遮蔽部材撤去工程と、原子炉格納容器１２を封止するドライウェルヘッド１２ａ及び原子炉圧力容器１１を封止する上蓋１１ａを撤去する封止部材撤去工程と、開放された原子炉圧力容器１１の上部に燃料デブリＸを切削する切削手段５を設置する切削手段設置工程と、原子炉ウェル１３の上方から原子炉圧力容器１１内にアクセス可能かつ燃料デブリＸの切削片を回収可能な回収手段６を設置する回収手段設置工程と、を備えている。
【００２６】
第一遮蔽室設置工程は、図２（ａ）に示したように、遮蔽プラグ１４を覆うように燃料交換床１ａ上に第一遮蔽室２を設置する工程である。第一遮蔽室２は、天井クレーン１ｂのガーダ１ｃと燃料交換床１ａとの間に設置される。第一遮蔽室２は、例えば、側面部に遠隔操作によって開閉可能に構成された開閉扉２１と、天井部に遠隔操作によって開閉可能に構成されたシャッタ２２と、を有している。第一遮蔽室２、開閉扉２１及びシャッタ２２は、いわゆる遮蔽板により構成されていることが好ましい。なお、図２（ａ）では、フック１ｅをトロリー１ｄに巻き取って収容した状態を図示しており、開閉扉２１及びシャッタ２２は閉鎖された状態となっている。
【００２７】
第二遮蔽室設置工程は、図２（ｂ）に示したように、開閉扉２１を有する側面部に隣接するように第二遮蔽室３を設置する工程である。第二遮蔽室３も第一遮蔽室２と同様に、天井クレーン１ｂのガーダ１ｃと燃料交換床１ａとの間に設置される。第二遮蔽室３は、例えば、側面部に遠隔操作によって開閉可能に構成された出入口３１と、天井部に遠隔操作によって開閉可能に構成されたシャッタ３２と、を有している。第二遮蔽室３、出入口３１及びシャッタ３２は、いわゆる遮蔽板により構成されていることが好ましい。なお、図２（ｂ）では、出入口３１及びシャッタ３２は閉鎖された状態となっている。
【００２８】
遮蔽部材撤去工程は、図３（ａ）に示したように、遮蔽プラグ１４を撤去する工程である。遮蔽プラグ１４は、重量物であることから、各遮蔽プラグ１４ａ〜１４ｃは複数に分割されていることが多い。遮蔽プラグ１４を第一遮蔽室２から第二遮蔽室３に移動させる際には、第二遮蔽室３の出入口３１を閉鎖した状態で第一遮蔽室２の開閉扉２１を開放して作業を行う。なお、図３（ａ）及び（ｂ）の各図において、説明の便宜上、開閉扉２１の開放した状態を点線で図示している。
【００２９】
また、遮蔽プラグ１４の撤去には、例えば、天井クレーン１ｂを使用する。ここで、図７は、第一遮蔽室及び第二遮蔽室の上面を示す平面図であり、（ａ）は第一天井開口部及び第二天井開口部を封鎖した状態、（ｂ）は第一天井開口部のみを開放した状態、（ｃ）は第一天井開口部及び第二天井開口部を開放した状態、（ｄ）は第二天井開口部のみを開放した状態、である。
【００３０】
例えば、図７（ｃ）に示したように、第一遮蔽室２の天井部には天井クレーン１ｂのフック１ｅを挿通可能な天井開口部２３が形成されており、第二遮蔽室３の天井部には天井クレーン１ｂのフック１ｅを挿通可能な天井開口部３３が形成されている。また、天井開口部２３及び天井開口部３３は、フック１ｅを通過させることができるように連通されている。シャッタ２２，３２は、それぞれ天井開口部２３，３３を図７（ａ）に示したように閉鎖したり、図７（ｃ）に示したように開放したりすることができるように構成されている。
【００３１】
すなわち、第一遮蔽室２及び第二遮蔽室３は、原子炉建屋１に設置された天井クレーン１ｂのフック１ｅを挿通可能な天井開口部２３，３３を有し、これらの天井開口部２３，３３はシャッタ２２，３２により開閉可能に構成されている。なお、図７（ａ）〜（ｄ）において、説明の便宜上、シャッタ２２，３２の駆動機構や案内機構については図を省略してある。
【００３２】
第一遮蔽室２及び第二遮蔽室３に天井開口部２３，３３を形成することにより、天井クレーン１ｂのガーダ１ｃの下方に第一遮蔽室２及び第二遮蔽室３を設置した場合であっても、天井クレーン１ｂを使用して第一遮蔽室２及び第二遮蔽室３内で重量物を搬送することができる。
【００３３】
例えば、天井クレーン１ｂを使用しないときには、図７（ａ）に示したように、天井開口部２３，３３はシャッタ２２，３２によって封鎖されている。いま、第一遮蔽室２内で天井クレーン１ｂを使用する場合、シャッタ２２を駆動させて天井開口部２３を開放し、トロリー１ｄからフック１ｅを送り出して天井開口部２３から第一遮蔽室２内に挿入する。そして、フック１ｅに搬送対象物を玉掛けし、天井クレーン１ｂを使用して搬送対象物を移動させる。このとき開閉扉２１も開放しておく。ここでは、折り畳み式の開閉扉２１を図示しているが、開閉扉２１の構成はこれに限定されるものではない。
【００３４】
搬送対象物を第二遮蔽室３に移動させる場合には、第二遮蔽室３のシャッタ３２を駆動させて天井開口部３３を開放し、図７（ｃ）に示したように、天井開口部２３と天井開口部３３を連通させる。かかる処理によって、トロリー１ｄを移動させることによって搬送対象物を第一遮蔽室２から第二遮蔽室３に移動させることができる。搬送対象物が第二遮蔽室３に移動した後、図７（ｄ）に示したように、シャッタ２２を駆動させて天井開口部２３を閉鎖する。かかる処理によって、放射性物質の漏洩を抑制することができる。
【００３５】
第二遮蔽室３内で搬送対象物を降ろした後、天井クレーン１ｂを使用しない場合には、トロリー１ｄによりフック１ｅを巻き取って第二遮蔽室３から抜き取り、シャッタ３２を駆動させて天井開口部３３を閉鎖する。天井クレーン１ｂを再び第一遮蔽室２に移動させて次の搬送対象物を移動させる場合には、図７（ｃ）に示したように、シャッタ２２を駆動させて天井開口部２３を開放して天井開口部２３と天井開口部３３とを連通させ、天井クレーン１ｂを第一遮蔽室２上に移動させ、シャッタ３２を駆動させて天井開口部３３を閉鎖するようにすればよい。
【００３６】
なお、上述したシャッタ２２，３２及び天井開口部２３，３３は、図示した構成に限定されるものではない。例えば、シャッタ２２，３２の遮蔽性能を向上させるために、シャッタ２２，３２を天井開口部２３，３３の延伸方向に複数に分割されたブロックにより構成し、トロリー１ｄの移動に併せて天井開口部２３，３３を細かく開閉させるようにしてもよい。
【００３７】
封止部材撤去工程は、図３（ｂ）に示したように、ドライウェルヘッド１２ａ及び上蓋１１ａ（封止部材）を撤去する工程である。具体的には、例えば、燃料デブリＸを切削する切削手段５を一時的に原子炉ウェル１３の上方に配置し、切削手段５を用いてドライウェルヘッド１２ａ及び上蓋１１ａを撤去する。切削手段５を配置する際には、原子炉ウェル１３の開口部に支持部材（図示せず）を掛け渡し、その上に切削手段５を配置するようにしてもよい。
【００３８】
切削手段５は、例えば、切削ツール５１、監視手段５２、回収容器５３等を備えている。なお、封止部材撤去工程において、切削手段５以外の別の工具や装置を用いてドライウェルヘッド１２ａ及び上蓋１１ａを撤去するようにしてもよい。
【００３９】
撤去した封止部材（ドライウェルヘッド１２ａ及び上蓋１１ａ）は、例えば、天井クレーン１ｂ又は別の荷役手段（図示せず）を用いて機器仮置プール１７内に仮置きするようにしてもよい。このとき、撤去した封止部材を第一遮蔽室２から第二遮蔽室３に移動させる際には、第二遮蔽室３の出入口３１を閉鎖した状態で第一遮蔽室２の開閉扉２１を開放して作業を行う。
【００４０】
また、撤去した封止部材は、機器仮置プール１７内に仮置きせずに第二遮蔽室３から外部に搬出してもよいし、一時的に機器仮置プール１７内に仮置きした後、解体して第二遮蔽室３から外部に搬出してもよい。図３（ｂ）では、先に撤去したドライウェルヘッド１２ａを第二遮蔽室３から外部に搬出し、後に撤去した上蓋１１ａを機器仮置プール１７内に仮置きした状態を図示している。なお、撤去した封止部材を第二遮蔽室３から外部に搬出する際には、開閉扉２１を閉鎖した状態で出入口３１を開放する。
【００４１】
切削手段設置工程は、図４（ａ）に示したように、上蓋１１ａを撤去した原子炉圧力容器１１の支持フランジ上に切削手段５を配置する工程である。切削手段５は、例えば、燃料デブリＸや原子炉構造材等の切削を行う切削ツール５１と、作業状況をモニタリングする監視手段５２と、を備えたゴンドラにより構成されている。
【００４２】
切削ツール５１は、例えば、多関節のマニピュレータの先端に切削工具を配置したものであり、監視手段５２は、例えば、多関節のマニピュレータの先端にカメラを配置したものである。なお、封止部材撤去工程において使用した切削手段５が回収容器５３を有している場合には、回収容器５３を収納しておくか、取り外しておくことが好ましい。また、切削手段５は、図示した構成に限定されるものではない。
【００４３】
このように、切削手段５を原子炉圧力容器１１の開放部に配置することにより、燃料交換床１ａよりもΔｈだけ低い位置に切削手段５を配置することができ、切削手段５の切削ツール５１及び監視手段５２のマニピュレータの長さを短くすることができ、操作性及び操作精度の向上を図ることができる。例えば、燃料交換床１ａから原子炉格納容器１２の底部まで３５ｍ程度の深さだとすれば、本実施形態では切削手段５を燃料交換床１ａよりも１０〜２０ｍ程度深い位置に配置することができる。
【００４４】
回収手段設置工程は、図４（ｂ）に示したように、切削手段５により切削した燃料デブリＸや原子炉部品の切削片を燃料交換床１ａまで回収する回収手段６を配置する工程である。上述したように、切削手段５は燃料交換床１ａよりもΔｈだけ低い位置に配置されていることから、切削手段５により切削片を回収しても燃料交換床１ａまで持ち上げることができない。そこで、本実施形態では、切削手段５とは別に回収手段６を燃料交換床１ａ上に設置することにより、回収した切削片を燃料交換床１ａまで持ち上げるようにしている。
【００４５】
回収手段６は、例えば、昇降可能に構成された回収容器６１を有するフレーム構造体である。回収手段６は、原子炉ウェル１３の開口部に掛け渡された支持部材上に配置されていてもよいし、フレーム構造体を略円筒形状に形成して原子炉ウェル１３の開口部に沿って燃料交換床１ａ上に配置するようにしてもよい。なお、回収手段６は、図示した構成に限定されるものではない。
【００４６】
燃料デブリ回収工程は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示したように、切削ツール５１、監視手段５２及び回収容器６１を原子炉圧力容器１１又は原子炉格納容器１２内に下降させて燃料デブリＸ等を切削して回収する工程である。例えば、図５（ａ）に示したように、切削ツール５１、監視手段５２及び回収容器６１を原子炉圧力容器１１に進入させる場合、原子炉圧力容器１１内には、蒸気乾燥機、気水分離器、制御棒、炉心支持板等、種々の部品が配置されていることから、切削ツール５１、監視手段５２及び回収容器６１は、これらの部品を回収しながら燃料デブリＸを視認可能な位置まで下降される。
【００４７】
さらに、原子炉圧力容器１１から原子炉格納容器１２内（例えば、ペデスタル１８内）に落下して固化した燃料デブリＸを回収する場合には、図５（ｂ）に示したように、原子炉圧力容器１１の底部に穴を開けて、切削ツール５１、監視手段５２及び回収容器６１を下降させる。なお、回収作業中に回収容器６１が満杯になった場合には、その都度、回収容器６１を燃料交換床１ａまで上昇させて回収容器６１を空にした後、回収容器６１を再び下降させて回収作業を継続する。
【００４８】
上述した燃料デブリＸの回収方法において、第二遮蔽室３内に機器を搬入する際には、例えば、図６（ａ）に示したように、第一遮蔽室２の開閉扉２１を閉鎖した状態で第二遮蔽室３の出入口３１を開放し、機器を搬入する。このとき、荷役手段７によって搬入機器を吊り上げて、荷役手段７ごと移動させるようにしてもよい。なお、図６（ａ）及び（ｂ）の各図において、説明の便宜上、出入口３１の開放した状態を点線で図示している。
【００４９】
さらに、第二遮蔽室３から第一遮蔽室２内に機器を搬入する際には、図示しないが、第二遮蔽室３の出入口３１を閉鎖した状態で第一遮蔽室２の開閉扉２１を開放し、機器を搬入する。
【００５０】
荷役手段７は、例えば、門型のガントリークレーンであり、燃料交換床１ａ上に配置されたレールに沿って移動可能に構成されている。なお、荷役手段７は、図示した構成に限定されるものではなく、天井クレーン１ｂを使用するようにしてもよい。
【００５１】
また、第一遮蔽室２及び第二遮蔽室３内から機器や回収物を搬出する際には、例えば、図６（ｂ）に示したように、第一遮蔽室２の開閉扉２１を閉鎖した状態で第二遮蔽室３の出入口３１を開放し、機器や回収物を搬出する。このとき、図示したように、搬送台車８に機器や回収物を搭載して移動させるようにしてもよいし、図６（ａ）に示した荷役手段７や天井クレーン１ｂを用いて機器や回収物を移動させるようにしてもよい。
【００５２】
このように、搬入時や搬出時のように出入口３１を開放する際には、必ず開閉扉２１を閉鎖した状態にしておくことにより、エアロック構造を形成することができ、原子炉圧力容器１１や原子炉格納容器１２の内部と第二遮蔽室３の外部とが連通することがなく、放射能漏れや放射性物質の漏洩を抑制することができる。
【００５３】
なお、第二遮蔽室３内に放射性物質の粉塵が漂っていたり、降り積もったりしている場合には、図示しないが、第二遮蔽室３を密閉した状態で、集塵機により粉塵を回収したり、第二遮蔽室３内の空気を集塵フィルタに通して循環させたりすることにより、第二遮蔽室３内を浄化するようにしてもよい。
【００５４】
上述した本実施形態に係る燃料デブリＸの回収方法によれば、原子炉格納容器１２と連通する第一遮蔽室２を原子炉格納容器１２に対して密着するように配置し、第一遮蔽室２の開閉扉２１を挟んで出入口３１を有する第二遮蔽室３を配置したことにより、第一遮蔽室２の開閉扉２１及び第二遮蔽室３の出入口３１のいずれか一方を閉鎖しておくことによりエアロック構造を形成することができ、冠水工法が採用できない場合であっても放射能漏れや放射性物質の漏洩を防止しつつ燃料デブリＸを回収することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、原子炉圧力容器１１や原子炉格納容器１２内に放射能を遮蔽する物質を充填する必要がなく、気中で燃料デブリＸを回収することができることから、二次廃棄物の発生を防止することもできる。
【００５６】
本発明は上述した実施形態に限定されず、例えば、型式の異なる沸騰水型原子炉や沸騰水型原子炉以外の原子炉にも適用することができる等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５７】
１  原子炉建屋
１ａ  燃料交換床
１ｂ  天井クレーン
１ｃ  ガーダ
１ｄ  トロリー
１ｅ  フック
２  第一遮蔽室
３  第二遮蔽室
５  切削手段
６  回収手段
７  荷役手段
８  搬送台車
１１  原子炉圧力容器
１１ａ  上蓋
１２  原子炉格納容器
１２ａ  ドライウェルヘッド
１３  原子炉ウェル
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  遮蔽プラグ
１５  圧力抑制プール
１６  燃料貯蔵プール
１７  機器仮置プール
１８  ペデスタル
１９  線遮蔽体
２１  開閉扉
２２，３２  シャッタ
２３，３３  天井開口部
３１  出入口
５１  切削ツール
５２  監視手段
５３，６１  回収容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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