日本原子力学会ウェビナー「放射性廃棄物の管理」

1Fの廃止措置北海道⼤学工学研究院
渡辺 直子

プラントライフサイクル廃止措置(廃炉)の開始
１F
通常炉
設計・建設

運転・保守

廃止措置

放射性廃棄物規制解除
事業の終了

このプレゼンテーションの中では事故炉については「廃炉」という言葉を使い、通常炉の「廃止措置」と区別する。

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廃止措置とは 最終的には規制解除；他の目的に利用可能な状態にする
 対象施設の放射線リスクを低減するための活動 機器・構造物の除染及び解体等の作業(安全確保)

廃止措置の準備
 施設停止の再構築
 組織再構築など

解体撤去

サイト修復
次の事業への展開

施設の停止措置放射性廃棄物の処理と処分

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１Fの廃炉とは-> 事故炉の廃炉では、予期しなかった状況（事故による汚染）に対する安定化対策や除染が優先、その後、施設の解体撤去・環境の修復が実施される。
福島第一原子力発電所は特定原子力施設-> 特定原子力施設とは保安又は特定核燃料物質の防護につき特別の措置を要する施設（原子炉等規制法 第64条の２）
除染浄化(クリーンアップ)
クリーンアップ)
廃炉の準備
安定化
事故

解体撤去

サイト修復
次の事業への展開

放射性廃棄物の処理と処分
出典：E. S. Murphy, G. M. Holter, Technology, Safety and Costs of Decommissioning Reference Light Water Reactors Following Postulated
Accidents, NUREG/CR-2601

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廃止措置工程の放射能レベル
施設の停止措施設の停置止措置↓

解体準備
周辺設備解体
炉内構造物・圧力容器機器撤去
建屋除染
建屋解体
IAEA, “Safety assessment for decommissioning” Annex I, Part A “Safety Assessment forDecommissioning of Nuclear Power Plant”,

時間

L1L2〜1016 Bq 〜1012
Bq

L3〜1011 Bq

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廃炉工程の放射能レベルのイメージ
事故
施設の停止措置

時間燃料通常炉との相違
 燃料デブリ取り出し
 核分裂生成物等による汚染
 放射能特性が不明
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通常炉の廃止措置と事故炉の廃炉

本日の視点
1) 海外事故炉の事例
2) 廃棄物量
3) ステークホルダー(廃炉方式・工程)7

事故で停止した原子炉（INESレベル4以上）
NO

原⼦炉

国

形式

利⽤

出⼒

事故発⽣年

備考

1 NRX

カナダ

軽⽔冷却重⽔炉

研究炉

10 (MWt)

1952

再稼働・廃炉2 Windscale Pile 1

英国⿊鉛減速ガス冷却炉

軍事⽤

180 (MWt)

1957

廃炉

3 NRU

カナダ

重⽔冷却炉

研究炉

200 (MWt)

1958

再稼働・廃炉4 SRE(Sodium Reactor Experiment) 米国⿊鉛減速ナトリウム冷却炉

実験炉

20 (MWt)

1959

廃炉終了

5 SL-1

米国

沸騰⽔型軽⽔炉

軍事⽤

3 (MWt)

1961

廃炉終了

6 Fermi 1

米国

高速増殖炉

原型炉

65（MWe）

1966再稼働・廃炉

7 Chapelcross-2

英国⿊鉛減速ガス冷却炉

商⽤炉

60（MWe）

1967

再稼働・廃炉8 Ågesta

スウェーデン 加圧⽔型重⽔炉

商⽤炉

12（MWe）

1968

再稼働・廃炉9 St. Laurent A-1

フランス

⿊鉛減速ガス冷却炉

商⽤炉

405（MWe）

1969

再稼働・廃炉10 Lucens

スイス

重⽔減速ガス冷却炉

実験炉

28 (MWt)

1969

廃炉終了

11 Bohunice A1

スロバキア

重⽔減速ガス冷却炉

商⽤炉

143（MWe）

1977

廃炉

12 Three Mile Island-2

米国

加圧⽔型軽⽔炉

商⽤炉

808（MWe）

1979

廃炉

13 St. Laurent A-2

フランス

⿊鉛減速ガス冷却炉

商⽤炉

530（MWe）

1980

再稼働・廃炉14 Chernobyl-4

ウクライナ⿊鉛減速軽⽔炉

商⽤炉

1000（MWe）

1986

廃炉

INES︓International Nuclear and Radiological Event Scale
国際原⼦⼒事象尺度8

事故で停止した原子炉の廃炉工程

事故対応・除染等
安全貯蔵解体撤去**（年）*シェルターの中で解体作業：2117年までに燃料デブリの取り出し**安全貯蔵期間は未定

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TMI-2原子力発電所
 原子炉：PWR（959MWe） 事故の日時：1979年3月
 事故の原因：運転員の誤判断（冷却材喪失事故）
 汚染の範囲：環境への放出は限定（周辺の公衆が受けた放射線の量は最大で1ミリシーベルト、平均0.01mSv
炉内の状況
 1982年7月の観察：炉心上部には空洞、空洞の底部は燃料構成材料の破片が堆積。
 1985年7月の観察：原子炉容器底部に塊状の燃料デブリが堆積 下部炉心構造物の比較的薄肉の構造物には炉心から流れ落ちた溶融物質による熱損傷、主要構造物には構造強度上の支障はなし。
汚染水処理
 補助建屋等の低レベル汚染水：イオン交換樹脂処理システムを用いて処理
 原子炉建屋等の比較的レベルの高い汚染水：ゼオライト・イオン交換樹脂を用いたシステム 一次冷却材、燃料プール水及び除染廃液の浄化処理
放射性固体廃棄物の処理処分
 クラスA、B及びCに区分された廃棄物：リッチランド及ひ・パーンウェルの処分場で処分
 クラスCを超える廃棄物（イオン交換樹脂及びフィルタ一等）及び燃料デブリ：DOEが引取りアイダホ国立研究所で保管
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「安全貯蔵」を選択した要因
安全貯蔵の実施理由
 損傷燃料・燃料デブリの取出しに係る技術開発
 放射能の減衰による作業員の被ばく低減
 処分施設の確保
 他の原子力施設の廃炉との並行実施
 費用の確保

 戦略決定には廃炉・修復への経験の活用やサイト内での他の活動とのバランスを考慮
その結果として サイト修復が実施されるまで放射性廃棄物の処分が先送り
 最終段階で放射性廃棄物や汚染物の行き先（中間貯蔵施設も含む）が決められる

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廃棄物量
通常炉の廃⽌措置で発⽣する機器・構造物の量

通常炉の場合小規模(1号機)＋中規模×２(2,3号機)＝21,640 t
放射性廃棄物CL622,330t
NR

L1︓放射能レベルが⽐較的⾼い廃棄物 、L2︓放射能レベルが⽐較的低い廃棄物
L3︓放射能レベルが極めて低い廃棄物、 CL︓クリアランス物
NR︓「放射性物質として扱う必要がないもの」及び「放射廃棄物でない廃棄物」

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廃棄物量(1F1〜3号機)
事故炉の廃炉で発⽣する機器・構造物の量
小規模(1号機)＋中規模×２(2,3号機)＝622,330 t

１F放射性廃棄物 ?

622,330t

L1︓放射能レベルが⽐較的⾼い廃棄物 、L2︓放射能レベルが⽐較的低い廃棄物
L3︓放射能レベルが極めて低い廃棄物、 CL︓クリアランス物
NR︓「放射性物質として扱う必要がないもの」及び「放射廃棄物でない廃棄物」

95%以上はコンクリート
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１Fコンクリートの放射能特性の把握→ 放射性コンクリート廃棄物の管理策評価

英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

溶脱による変質を考慮した汚染コンクリート廃棄物の合理的処理・処分の検討(R2〜4年度)
北海道大学・福井大学・電中中央研究所・JAEA① 変質コンクリート中の核種の移行挙動解明② 汚染水との接触により変質したコンクリート材料の特性評価・FP核種核種,核種 C-14 等
・鉄酸化物共存系

・非破壊CT-XRD
・非破壊・三重核磁気共鳴③ 核種移行モデル構築
・多核種移行モデル④ 放射性廃棄物管理シナリオ評価
・解体から処分まで全工程を俯瞰した管理シナリオ・分析指標の多角化
14廃棄物量（1Fサイト全体）
1F 廃炉・サイト修復で発⽣する放射性廃棄物の試算例

HLW：高レベル放射性廃棄物相当、 TRU：TRU廃棄物相当
L1︓放射能レベルが⽐較的⾼い廃棄物 、L2︓放射能レベルが⽐較的低い廃棄物
L3︓放射能レベルが極めて低い廃棄物
H. Kawamura, et al., Proceedings of TopSafe 2017, 12-16, February 2017, IAEA

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米国におけるサイト修復活動
原子力サイト跡地利用形態(計画を含む)

跡地利用形態の決定に影響した要因

Fernald (4.2 km2)

処分施設（増設）
ビジターセンター, 自然公園

全ての廃棄物のサイト外搬出はコストの面から実施困難と判断
ステークホルダーグループがサイト内処分に同意Rocky Flats (27.6 km2)

制度的管理エリア
野生生物保護区

汚染土壌の除去コストが膨大(除去しない場合と比較して7倍以上のコスト）

Mound Site (1.2 km2)

ビジネス地区

居住地区がサイトに隣接地域住民は雇用及び経済的便益のための跡地利用を要望

レクリエーションエリア
産業エリア(原子力利用/非原子力)
低レベル廃棄物処分施設(増設)
廃棄物保管施設(TRU waste)

修復前に低レベル放射性廃棄物の処分実績あり
地域住民は雇用維持できる跡地利用を要望

産業エリア(原子力利用),
自然保護・資源管理エリア
低レベル廃棄物処分施設（既存施設）
低レベル廃棄物処分施設（増設）修復後も原子力プログラムを継続する計画
遠隔地のため，産業目的での利用に不向き

Oak Ridge Reservation(139.6 km2)
Savannah River National
Laboratory (802.6 km )2

Hanford (1,517.7 km2)

︓修復活動が終了

廃棄物の保管及び処分エリア
産業エリア(食品製造・加工・流通業等)
農業エリア, 研究開発施設
レクリエーションエリア
生態系保護エリア, 制度的管理エリア（）︓サイトの⾯積

Fernald及びWeldon Springからウラン金属を受入れ研究開発施設を継続して利用する計画
修復目標は地域住民やステークホルダーと20年以上の対話を経て設定

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ステークホルダー参加の重要性

早期の参加・法規制・コスト等の制約条件の共有
情報公開

多くのセクターの人々による議論と協力に基づく意思決定

USDOE Rocky Flats Project Office, CLOSURE
LEGACY, April 2006

The U.S. Department of Energy Office of Environmental Management, Closing the Circle on the Splitting of the Atom,
DOE/EM-0266, ISBN: 0-16-048448-0, 1996

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まとめ

• 事故炉の廃炉は予期しなかった状況に対応して実施されるもので、計画されたプラントライフの最終段階である通常炉の廃止措置とは本質的に異なる。
• 事故炉の廃炉は、安定化対策や除染が優先し、その後、機器・構造物の解体撤去が実施される。
• 海外の事故炉では、技術開発の必要性、作業員の被ばく低減、処分施設の確保等の理由により、安全貯蔵される場合が多い。
• 事故炉では廃炉、サイト修復から大量の廃棄物の発生が予測される。
• 事故炉の廃炉では、ステークホルダー参加の重要性が増大する。

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