資料(企)02-02

基礎・基盤研究の全体マップ（2021年版）（案）について

廃炉環境国際共同研究センター

Collaborative Laboratories for Advanced Decommissioning Science (CLADS)

福島研究開発部門
国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構

基礎・基盤研究の全体マップ（2021年版）（案）主な改善点
 JAEA「東京電力ホールディングス(株)福島第一原子力発電所燃料デブリ等分析について」、東電「廃炉中長期実行プラン2020」の取り込み
 ７７件の一件一葉のニーズ全件について東京電力、NDFと議論を実施して反映
 重要度評価は外部6名、DH6名の計12名に拡充し様々な視点で評価

福島第一原子力発電所廃炉のための『基礎・基盤研究の全体マップ』
大まかな廃炉作業の流れ

重要度評価

基礎基盤研究の追及により課題解決につながる

Preparation

Design

応用・実用研究開発により課題解決につながる

Action

基礎基盤研究により知見が蓄積される基礎基盤研究により将来的に知見が得られる可能性がある

廃炉を合理的に進めるための全体戦略（プロセスの全体最適、リスク管理、経済合理性）
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

現状把握

燃料デブリの分別

放射性物質の閉じ込め

放射性物質の閉じ込め

建屋内状況把握

炉内状況把握作業環境の向上

構造健全性

止める/冷やす/水素（安定状態の維持）

取り出し

戦略・リスクPreparation

取り出し

汚染水対策

各廃炉工程の時間軸

取り出し工法・システム

PCV/RPV/建屋の解体
構造健全性

現状把握

地下水・
汚染水管理・
抑制

水処理

解体

廃棄物

解体廃棄物分別基準

現状把握

解体シナリオ
除染処理・処分・環境回復（燃料に由来するα核種が含まれる廃棄物含む）

クリアランス

処分概念

処分

廃棄体検認

環境回復

環境動態

技術基盤研究輸送・保管・貯蔵廃棄物の減容化、廃棄体化

遠隔技術

可視化技術

標準化

リスク評価

（燃料に由来するα核種が含まれる廃棄物含む）

安定状態の維持

キャラクタリゼー
ション②

輸送・保管・貯蔵測定・分析技術
ナレッジマネジメント

Designキャラクタリゼーション①

耐放射線性

社会的基盤研究〇法整備 〇人材育成 〇地域共生 〇情報発信〇持続可能性の確保 〇労働環境管理

Action1

重要度評価による研究資源配分の目安

2

課題：基礎・基盤・応用研究と現場プロジェクトの距離⇒全体を俯瞰しつつ現場に必要なニーズの提示、現場適用への助言が重要⇒基礎・基盤研究の全体マップの一件一葉の活用により連携

事業者・IRID（メーカ）・JAEA

JAEA・ｱｶﾃﾞﾐｱ

ｱｶﾃﾞﾐｱ

JAEA・ｱｶﾃﾞﾐｱ

重要度は、CLADSディヴィジョン長、外部専門家により評価

一件一葉の活用例：研究開発連携フロー（案）3

各々の判断時にニーズとシーズの連携必要
望ましい状態とその理由
正しい情報提供（ニーズとの連携）
ニーズは十分か？他にニーズは無いか？

NY
新シーズの充実化（ｱｶﾃﾞﾐｱからインプット）

関連する研究課題で解決できるか？

YN

基 礎 ・ 基 盤 研 究

基礎・基盤レベルで解決すべき課題が多い、
例：アカデミア交付金、科研費
実現性が低い研究のレベル

基礎・基盤レベルで解決すべき課題がある

基礎・基盤レベルは達成している

応用・実用化研究
現場
適用応用・実用化研究

例：東電予備エンジニアリング費
国プロ

例：東電予備エンジニアリング費
国プロ

基 礎 ・ 基 盤 研 究
例：JAEA交付金
英知事業

一件一葉充実化例（２０２１年版改訂予定）
東京電力やNDFとニーズについてひざ詰め議論を行う連携を実施し、一件一葉を充実化
例：デブリ２０１ 課題「燃料デブリと放射性廃棄物の仕分け」
ニーズ：① 仕分けを行うための方法を確立したい
望ましい状態とその理由
・燃料デブリとして取り扱う物量を安全かつ合理的な観点から検討し、取り出し期間の見積りや保管時等における安全性を向上させるために、燃料デブリと放射性廃棄物の仕分けを行うための方法を確立することが望ましい。
ニーズ：① 仕分けを行うための方法を確立したい
望ましい状態とその理由
・燃料デブリとして取り扱う物量を安全かつ合理的な観点から検討し、取り出し期間の見積りや保管時等における安全性を向上させるために、燃料デブリと放射性廃棄物の仕分けを行うための方法を確立することが望ましい。
・技術戦略プランでは、燃料デブリの本質は核燃料物質の有無であると考えられており、核燃料物質の含有濃度に基づいて仕分けができることが望ましい。
理想と現状のギャップ／解決すべき課題
・【現状】PCVから取り出される物質は事前情報が限定的な状況においても、取り出し後できるだけ早い段階で燃料デブリとして扱うか放射性廃棄物として扱うかを判断することが重要であるが、仕分けの基準や仕分けの方法が確立していない。
研究者がアプローチしやすくなニーズの更なる、具体化、詳・【必要性】燃料デブリと放射性廃棄物の仕分けを行うためには、取り出した物質単位または収納缶単位で可能な限り正確に検知・るように、具体的課題を例示細化のために項目追加
仕分け・定量し、核燃料物質の核種や含有濃度を計量（推定）する必要がある。
（中略）・【課題】一次スクリーニングとして、燃料成分の有無を迅速に確認できるその場分析技術が求められる。例えば、切り出した炉内構造物に燃料成分が付着しているのか否かを判別し、可能であればその後の取扱いは簡易なものとできると良い。
・福島第一原子力発電所事故における燃料デブリ取り出しの対象となる燃料デブリの概念整理の例を以下に示す。（原子力損害賠
償・廃炉等支援機構、東京電力ホールディングス㈱福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2019、p.108、2019/9）

課題解決策を提案し、ニーズ・シーズのマッチングが確認されることで予算化を検討

マップを基軸とした研究と現場の連携強化
1F廃炉研究の基礎・基盤研究マップ
福島第一原子力発電所廃炉のための『基礎・基盤研究の全体マップ』
大まかな廃炉作業の流れ①研究開発計画への反映
研究

基礎基盤研究の追及により課題解決につながる

Preparation

Design

応用・実用研究開発により課題解決につながる

Action

基礎基盤研究により知見が蓄積される基礎基盤研究により将来的に知見が得られる可能性がある

廃炉を合理的に進めるための全体戦略（プロセスの全体最適、リスク管理、経済合理性）
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

現状把握

燃料デブリの分別

放射性物質の閉じ込め

放射性物質の閉じ込め

建屋内状況把握

炉内状況把握作業環境の向上

構造健全性

止める/冷やす/水素（安定状態の維持）

取り出し

戦略・リスク

取り出し工法・システム
取り出し

汚染水対策

PCV/RPV/建屋の解体
構造健全性

現状把握

地下水・汚染水管理・抑制

水処理

解体廃棄物

解体廃棄物分別基準

現状把握

解体シナリオ
除染処理・処分・環境回復（燃料に由来するα核種が含まれる廃棄物含む）

処分概念

処分

廃棄体検認

環境回復

環境動態

技術基盤研究輸送・保管・貯蔵廃棄物の減容化、廃棄体化

クリアランス

遠隔技術

可視化技術

標準化

リスク評価

（燃料に由来するα核種が含まれる廃棄物含む）

キャラクタリゼーション①
安定状態の維持

キャラクタリゼー
ション②

輸送・保管・貯蔵測定・分析技術
ナレッジマネジメント

耐放射線性

社会的基盤研究〇法整備 〇人材育成 〇地域共生 〇情報発信〇持続可能性の確保 〇労働環境管理

研究マップの作成

現場ニーズの反映②廃炉への反映、事業化
廃炉作業

廃炉ニーズのヒアリング・検討

廃炉を俯瞰した基礎基盤研究の羅針盤を作成
5

他機関との連携強化
現場適用に向けた研究支援

革新的発光材料の開発と１Ｆ炉内放射線計測への活用
研究代表者：黒澤 俊介（東北大）• 研究段階から実用化への橋渡しを支援策するため、現場ニーズにマッチする研究について、実用化に必要となる研追研究や改善を支援する。
• “死の谷”を渡るための支援を行う。

受託期間：平成30～令和2年度○１Ｆの原子炉内の放射線量を測定するには遠隔での作業が前提となるため、高い放射線環境下で正常に動作し、かつ離れた場所まで信号（光）を伝送する技術が必要。しかし、従来のシンチレータ（青や緑色の発光）では発光量が低く遠隔まで光を届けることが困難であった。
○英知事業において、高い発光量を有する赤色発光の新規シンチレータを開発。光ファイバーや光検出器と組み合わせ、高線量下で遠隔で放射線量を測定することに成功。

5mm

J-PO体制による研究サポートの強化
P
D

成果共有

連携

開発した新しいシンチレータ素子

MEXT-PO

助言・指導
採択機関
専門性で配置連携

進捗ﾌｫﾛｰ
J-PO

研究代表

A大学 B大学

J-PO体制の導入により、POと連携した技術サポート体制を強化【成果の展開・応用】○東京電力から、当該システムを令和４年度以降１Ｆの原子炉内部調査で活用したいとの要望が寄せられた。
○令和３年度、東京電力からも費用を得て、現場適用に向けたシステムの小型化や光ファイバーの長尺化等の機能の向上及び現場適用に向けた課題の検証等を実施予定。

論点
基礎・基盤研究の全体マップを１F廃炉全体の研究開発に活用するために〇東京電力、エネ庁事業との連携への活用方法〇他に汎用的に活用していくには7