東京工業大学廃止措置技術・人材育成フォーラム／IRIDスモールワークショップ

IRIDの研究開発の状況
2017年１月20日

技術研究組合 国際廃炉研究開発機構（IRID）
専務理事
吉澤 厚文
この成果は、経済産業省/廃炉汚染水対策事業費補助金の活用により得られたものです。

無断複製・転載禁止 技術研究組合 国際廃炉研究開発機構©International Research Institute for Nuclear Decommissioning1.IRIDの概要
将来の廃炉技術の基盤強化を視野に、当面の緊急課題である福島【理 念】
第一原子力発電所の廃炉に向けた技術の研究開発に全力を尽くす。
名 称
設 立

技術研究組合 国際廃炉研究開発機構 （略称：IRID「アイリッド」）（International Research Institute for Nuclear Decommissioning）
2013年8月1日（認可） 組合員 構成員：835名（2015年10月1日現在、役員を除く）• 独立行政法人：２法人（独）日本原子力研究開発機構（JAEA）、（独）産業技術総合研究所（AIST）• メーカー等：４社㈱東芝、日立GE ニュークリア・エナジー㈱、三菱重工業㈱、 ㈱アトックス• 電力会社等：12社
北海道電力㈱、東北電力㈱、東京電力㈱、中部電力㈱、北陸電力㈱、関西電力㈱、中国電力㈱、四国電力㈱、九州電力㈱、日本原子力発電㈱、電源開発㈱、日本原燃㈱オールジャパン体制
 事業費

年度

2013年度（8月～）

2014年度

2015年度

2016年度
（推定）

事業費

約45億円

約120億円

約150億円

約155億円2©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２．IRIDの事業内容▶IRID事業の３本柱

1. 廃止措置に関する研究開発

格納容器内部調査ロボットの開発を行います。

国際顧問との会議

2. 廃止措置に関する

3. 研究開発に関する国際、国内関係機関との協力を推人材育成に取組みます。

進します。

3

「IRIDシンポジウム2016」
でのロボットのデモ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

３.中長期ロードマップの概要
2011年12月【ステップ2＊完了】
プラントの状態を安定化する取り組み＊ステップ２•放射性物質放出管理、放射線量大幅低減の達成•冷温停止状態の達成

2021年12月

2013年11月

第1期

第2期

第3期

初号機の使用済燃料プール内の燃料取り出し開始まで（2年以内）

初号機の燃料デブリ取り出し開始まで（10年以内）

廃止措置終了まで（30～40年後）( )内はステップ２完了からの期間

2013年11月18日に4号機使用済
燃料プールから燃料取り出し開始○中長期ロードマップは、2015年6月12日に改訂された。
○目標工程(マイルストーン)の明確化【燃料デブリ取り出し】
・号機毎の燃料デブリ取り出し方針の決定 ２０１７年夏頃
・初号機の燃料デブリ取り出し方法の確定 ２０１８年度上半期
・初号機の燃料デブリ取り出しの開始
２０２１年内4©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

４.IRIDの研究開発スコープ
廃炉事業●原子炉の冷温停止状態の継続●滞留水処理（汚染水対策）●発電所全体の放射線量低減・汚染拡大防止●使用済燃料プールからの燃料取り出し●燃料デブリ取り出し●固体廃棄物の保管・管理と処理・処分に向けた計画●原子炉施設の廃止措置計画

IRIDはこの分野のR&Dを担当

研究開発の全体像

出所：NDF 技術戦略プラン2016

5©International Research Institute for Nuclear Decommissioning５．ＩＲＩＤの役割
廃炉技術の基盤強化を視野に、当面の緊急課題にある福島第一原子力発電所の廃炉に向けた取り組みに注力
東京電力(廃炉カンパニー)

進捗管理

政府

報告

大方針の策定・進捗管理（中長期ロードマップの策定）

廃炉の着実な実施
開発成果の提供
規制・認
可報
告・申
請

研究開発
ニーズ提示

IRID

報告

進捗状況・課題の共有

研究開発の実施

原子力規制委員会
安全規制の実施

重要課題の提示

原子力損額賠償・廃炉等支援機構(NDF)
戦略策定と技術的支援交付

技術開発のための基金（事務局：三菱総研）

6©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

６．IRIDの研究開発プロジェクトとその目的
１.建屋内の線量を下げる

2 .デブリの状態を知る◎間接的に知る
 解析による炉内状況把握
 宇宙線ミュオンを利用した透視◎直接的に知る
 PCV内部調査、RPV内部調査

 遠隔除染装置の開発
6.デブリを収納・移送・保管する

3 ,4.PCVの漏えいを止める、水を張る

5.デブリを取り出す

 PCV補修・止水技術の開発
 PCV補修・止水実規模試験

1.建屋内の線量を下げる

4.PCVに水を張る

5 .デブリを取り出す
 デブリ取り出し基盤技術の開発
 デブリ取り出し工法・システムの開発
 臨界管理技術の開発

3.PCVからの漏えいを止める

6 .デブリを運びだし、保管する

2.デブリの状態を知る

 デブリ収納・移送・保管技術の開発

7©International Research Institute for Nuclear Decommissioning遠隔除染技術

除染

デブリ取出

収納・移送・保管

低所(床,下部壁面)用※
高所用
原子炉建屋内の放射線量（１号機１階）開発のニーズ※：2013.3.22時点

R/B内の線量が高く容易に人が近づけない。作業場所の環境改善（線量低減）が必要。

1.2

1.9
3.0
2.5

4.5

原子炉建屋（R/B）

3.5 3.5

上部

50

3.5

7.0
4.0

X49表面

上部X40B表面
MAX 23

回転アーム

高圧水噴射
5.0
3.5

4.0

6.0

100
230
5.0
5.0
6.0
ドライアイ
4.5
7.0 20
7.5 15
6.5 7.0
スブラスト
6.5 7.0 8.0

作業、移動エリアの除染
RPV

PCV

上部階用
100m

床近傍
2100

90

5.0

40

95
54120

138

26600
除染ユニット台車
127

3mSv/h ～10mSv/h

20mSv/h ～50mSv/h

床貫通部
4700

247 300 220 1100 1280

20m48

40m8ファンネル直上
2200

290 800 1820

15コンプレッサー台車
603mSv/h 以下

上部

100
9.0
1200
1700

MAX800

4.5

1.５

22.0
7.0

3.5

20 11.4

3.0
伸張

8.0

2.0
4.5
X100B

吸引／ブラスト
3.5

使用済
燃料プール

PCV補修

デブリ調査

290

作業台車

10mSv/h ～20mSv/h

50mSv/h 以上©International Research Institute for Nuclear Decommissioning遠隔除染技術

除染

デブリ調査

PCV補修

デブリ取出収納・移送・保管

現場への適用（３号機）
2016年1月～2月に３号機

R/B１階で吸引除染及びドライアイスブラスト除染を実施。

コンテナから搬出する場面：ドライアイス：吸引電源盤

高所除染装置
低所除染台車ケーブルトレイ

低所支援台車西側壁面
進入ルート

エレベータ上部壁面

３号機R/B内への進入風景

9©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

大学との連携事例（遠隔除染技術の開発)
技術的課題
 カメラの情報のみでは周囲の状況を把握しにくく、ロボットの操作がしにくい。
 多関節マニピュレータを狭い場所で動かすことは、操作が複雑で難しい。
採用済
周辺把握１

周辺把握２

操作性向上

 複数のカメラ画像を補正  カメラやレーザセンサによる  多自由度マニュピレータのセルフモーション*技術
した疑似俯瞰画像表示
3Dマッピング表示技術
技術＊：マニピュレータの手先とベースを固定した状態で全体の形を変化させる動作＊：マニピュレータの手先とベースを固定した状態で全体の形を変化させる動作

MEISTeRの疑似俯瞰画像

最大牽引力3400N

3Dマッピング画像

10

セルフエモーション動作©International Research Institute for Nuclear DecommissioningPCV内部調査技術

除染ペデスタル外側の調査（１号機）

PCV補修

デブリ取出

収納・移送・保管

ペデスタル内側の調査（２号機）○クローラ型遠隔調査ロボット（A2調査）○形状変化型ロボット（B1調査)
狭あい部走行時

デブリ調査

狭あい部
走行時

X-100B
ペネトレーション(φ115mm)

X-6
ペネトレーション

変形調査時

CRD レール

ペデスタル内
燃料デブリ（イメージ）

変形

調査時

ペデスタル外燃料デブリ（イメージ）

11©International Research Institute for Nuclear DecommissioningPCV補修・止水技術
ベント管止水試験

除染

デブリ調査

：補修・止水範囲

PCV補修

デブリ取出

収納・移送・保管

実規模試験体を用いた試験
楢葉遠隔技術センターでの実規模試験
実規模試験体（1/8セクター）
ベント管

ベント管

ダウンカマ
クエンチャ

１／２スケール試験体で止水性能を確認（工場）閉止補助材止水試験

トーラス室
壁面

楢葉遠隔技術開発センター内に建設

ベント管止水作業フロア

遠隔マニュピレータ

約13m

閉止補助材

サプレッション
チェンバ（S/C）

ベント管
閉止補助材
試験体

１／１スケール試験体で閉止補助材の止水性能を確認（屋外）12©International Research Institute for Nuclear Decommissioningデブリ取り出し技術
技術的課題

除染

デブリ調査

冠水-上アクセス工法（概念）放射性ダストの閉じ
作業セル
込め機能の確保遠隔操作技術の確立
被ばく低減・汚染拡大防止技術の確立

PCV補修

デブリ取出

気中-上アクセス工法（概念）
天井クレーン

上部テーブル
上部プラットホーム

カバー吊具

収納・移送・保管作業セル

基盤技術の開発
遠隔作業用柔構造
アーム

シールドプラグ

使用済燃料プール
使用済燃料ﾌﾟｰﾙ

下部テーブル
下部プラットホーム

ドライヤ/セパ
レータプール

気中-横アクセス工法（概念）
X6ペネ

使用済
燃料
プール

RPV内
アクセス装置ロボットアーム
アクセスレール
ロボットアーム

13©International ResearchInstitute forNuclear Decommissioning©International
Research
Institute for Nuclear
Decommissioning収納・移送・保管技術 除染
収納缶の設計

デブリ調査

PCV補修

デブリ取出

収納・移送・保管⇒1F固有の課題に対処

 燃焼度と濃縮度が高い→反応度高 コンクリートとの溶融生成物→コンクリート中の水分の放射線分解による水素発生 海水注入、計装ケーブル他との溶融→塩分の影響、不純物の混入移送方法（気中-横アクセス工法の場合）
原子炉建屋
保守セル
燃料デブリ取出し収納セル

搬出入口
(増設)

燃料デブリ搬出建屋
搬出セル

収納缶取扱セル

保管施設

ユニット
キャン

デブリ取出し収納缶

収納缶に収納搬送台車

収納缶の洗浄等

14

移送容器

収納缶を移送容器に収納

トレーラー

移送容器搬出©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

７．技術委員会／専門委員会を通じた連携
 各ＰＪの技術的課題を専門委員（主に大学の先生）に相談し、専門委員からのアドバイスを受けながら研究開発を遂行。
技術的課題
 燃料デブリ取出し技術等の機器開発、遠隔技術
 使用済み燃料・PCV・RPVの健全性評価
 PCV漏えい個所の補修・止水技術
 炉内状況・燃料デブリ性状把握
 放射性廃棄物処理・処分 他

IRID内体制
技術委員会※

専門委員会

各分野の専門家によるレビュー・アドバイス
 技術委員会(専門委員会の横断的上位組織）：6回開催（2013.12～2016.8）
 専門委員会 ：通算25回以上開催
 委員：各大学、外部研究機関の専門家・有識者の任命・参画
15

専門委員会

※技術委員会構成
委員長：岡本教授（東京大学）
委員：５名
技術アドバイザー：２名©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

８．国際関係機関との協力の推進
国内外の叡智を結集するため、IRIDは「開かれた体制」の運営方針のもと、海外関係機関、専門家との関係を強化し活動
海外研究機関/原子力機関との国際顧問会議(年間1～2回開催しアドバイスを受け 共同研究/技術協力ている)

ウランを用いた大規模な模擬デブリの作製・分析・・・・カザフ、仏

損傷燃料の取出し・保管について議論・・・・ハンガリー

海外への情報発信
16©International Research Institute for Nuclear Decommissioning９． IRIDニーズとアカデミアシーズとのマッチング「廃炉研究基盤プラットフォーム」他との連携
 JAEA「廃炉研究基盤プラットフォーム」の場を活用してIRIDニーズ（補足参照）をアカデミア（文科省人材育成プログラムで採択された７機関）へ開示し、アカデミアからのシーズ提供を呼びかけへ開示（H28.7.29第３回会合）。
連携会議、CLADの機能を生かした具体的なテーマ設定

スモールワークショップ
 ロボット関係でのスモールワークショップで学生との意見交換
 筑波大（H28.2.9)、芝浦工大(H28.9.26)
個別訪問
 IRIDニーズに合致する（しそうな）シーズを既に持っている大学とコンタクト
 東北大学（H28.9.27：コールドスプレイ、摩擦攪拌融合）他学会等との連携
 地盤工学会：止水材（重泥水）について意見交換
 日本保全学会・日本化学工業会他：研究開発状況の紹介
 海洋研究開発機構（JAMSTEC)(H28.5.11):深海探査の状況・技術確認
17©International Research Institute for Nuclear Decommissioning（補足）実機への適用にあたっての課題
 課題のうち、自分たちだけでは解決が難しく、大学等研究機関の力を借りたい、研究開発ニーズ（基礎・基盤技術）を集約。

25件のニーズ
技術分野

ニーズ件数※

使用済燃料プールからの燃料取出し技術

2

PCV補修・止水技術

7

内部調査技術（PCV、RPV）

7

構造健全性評価技術

3

臨界管理技術4

廃棄物処理・処分技術

2※H29.1.12Up Date

18

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

～最後に～
アカデミアに期待したいこと
モックアップから現場での研究フェーズに移行する上で① 1F廃炉実施における安全の考え方② 発生する廃棄物の処理・処分のあり方などについて、アカデミアとしての知見をぜひとも研究開発に取り入れて進めていきたい。
19©International Research Institute for Nuclear Decommissioning