資料７－６

分科会の進捗状況③ 画期的なアプローチによる放射線計測
平成29年11⽉20⽇（⽉）
廃炉基盤研究プラットフォーム 第7回運営会議

⿃居 建男
放射線計測分科会
システムインテグレータ（主査）①現状把握（当該研究開発課題に係る国内外の動向）

 調査結果○ PCV内部のような超⾼線量場での放射線計測技術に関する研究開発はほとんどなく、知⾒としては⾮常に限られている。
○ ⼤学、研究所は⼿持ちの技術から研究を⾏うことから、既存の技術の適⽤、改良になりがちである。
○ 現場ニーズを想定し「今後必要となるであろう」研究をやるべきである。
○ センサーから信号伝送系まで耐放射線性を考慮する必要があり、関連技術との連携も有⽤である。
○ 炉内だけでなく、建屋内の⾼線量率場での線源分布をイメージングすることも重要である。また、線量分布から線源位置を把握するソフト的アプローチも重要である。
○ キャリア、伝送、耐放性などのほかの要素も抑えておき、PCVにも投⼊できるよう遅れがないように準備することが重要である。これらは、英知事業だけでは全部できないため他の資⾦も検討する。
○ という意⾒が出され、現在の研究の動向から今後適⽤されうるテーマとして以下の課題が提⽰された。
ニーズ

内容

燃料デブリ位置の詳細な分布を調査する

高BG環境において燃料デブリが放出する放射線を測定する。

シーズ（研究テーマ）

日程

超低検出効率指向性パルス動作型検出器
エネルギー応答の異なる複数の検出器を用いる
アンフォールディング
高エネルギーγ線スペクトルイメージャー
高速中性子イメージャー

高汚染エリアの把握により作業者の被ばく低減を図る

建屋内の高線量率エリアにおいて詳細な汚染分布を測定し、放射性物質のイメージング技術を確立する。

化合物半導体による小型スペクトルイメージャー
３D画像再構成によるガンマ線イメージング
任意形状可能な有機半導体検出器

その他（高汚染エリアでの作業管理・計測機器の耐久性）

円滑な廃炉作業を進めるために建屋α核種の広域可視化技術
内のα核種汚染分布を把握するとともに、耐放射線性デバイスを開発する。 耐放射線小型カメラ・半導体デバイス
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②研究テーマの設定（具体的な中核的研究テーマの構成）

 中核的研究テーマの構成
既存放射線計測技術の１F廃炉事業への適⽤性に関する知⾒

現在の１F建屋内情報、炉内環境に関する知⾒（１）適⽤可能な計測技術、開発要素の抽出（２）計測に係る環境条件、必要な情報の整理分科会での調査（３）画期的なアプローチによる放射線計測技術の研究◎ 放射線イメージング技術とAI解析技術を融合した放射線画像のVR化研究◎ デブリ位置分布のその場分析技術の開発

研究の実施（４）総合的な計測⼿法の確⽴

１F廃炉事業への適⽤◎ SLAM技術等との統合による計測技術のシステム化◎ 新原理に基づく放射性物質詳細分布計測技術の高度化研究

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③研究計画（研究テーマのアプローチ⽅法）

 中核的研究テーマのアプローチ⽅法（１）適⽤可能な計測技術、開発要素の抽出（H29年度分科会での整理）• これまで研究開発されている計測技術から主要な計測技術を分科会、必要に応じて関係者等への調査により抽出し、燃料デブリの取り出しや1F建屋内の効率的な除染や作業員の被ばく低減を図るために必要な放射線計測技術の研究開発要素を明らかにする。

（２）計測に係る環境条件、必要な情報の整理（各開発の最初の段階で整理）• 1F建屋内、燃料デブリの環境条件、放射線状況を想定し、対象物を明らかにするために計測上必要となる情報を分科会において整理する。

（３）画期的なアプローチによる放射線計測技術の研究• 建屋内高線量率環境における放射線源3Dイメージを取得するための「放射線イメージのVR化研究」と燃料デブリ取り出しに向けた「その場分析技術研究」の2段構成で行う。
• 「放射線イメージのVR化研究」では、放射線計測技術とAIを用いた空間幾何解析技術、放射線画像再構成技術を融合し、放射性物質分布のモンテカルロ解析を行うことによって建屋内3D放射線コンター図を作成し、放射線環境のVR（Virtual Reality）化を図る。これにより、効率的な除染方法や作業員の被ばく低減手法選定の支援技術を確立する。そのため必要となる小型化合物半導体によるスペクトルイメージャーの開発、及び放射線・実空間の画像再構成解析技術を確立する。
• 「その場分析技術研究」では、デブリ取り出しに向けてPCV内の高γ線環境下において上記小型化合物半導体を用いた高指向性放射線計測技術、及び中性子イメージングについて研究を行う。さらに、これらの計測機器の耐放射線性を向上させ長時間計測可能な計測素子の開発研究を行う。

（４）総合的な計測⼿法の確⽴• 遠隔機器に搭載可能な位置認識技術（SLAM技術)等との融合により総合的な計測技術のシステム化を図る。
• 新原理に基づく計測技術の開発研究を進める。
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④成果の反映先（1/2）（中⻑期ロードマップ及び技術戦略プランとニーズから逆算される実施時期）

 中⻑期ロードマップ等から逆算される実施時期
2017年度

2018年度

2019年度

2020年度以降<中⻑期ロードマップ等>
取り出し⽅針の決定

初号機の取り出し⽅法の確定

初号機の取り出し開始

燃料デブリの取り出し／処理・処分⽅法の検討 等

原⼦炉格納容器内の状況把握／燃料デブリ取り出し⼯法の検討 等<画期的なアプローチによる放射線計測技術の研究>
研究開発戦略の策定 （ニーズの体系的整理／シーズの探索／研究対象・パラメータ整理／etc…） ※ 中⻑期ロードマップ、技術戦略プラン等が変更になる場合はその都度⾒直す。
（適宜⾒直し）分科会(1)︓適⽤可能な計測技術、開発要素の抽出

⼀次とりまとめ（必要に応じて継続）(2)︓計測に係る環境条件、必要な情報の整理

⼀次とりまとめ

放射線計測研究(3)︓画期的なアプローチによる放射線計測技術の研究
A
C&R[Phase1]

放射線イメージング技術とAI解析技術を融合した
放射線画像のVR化研究（必要に応じて継続）
B

⼀次とりまとめ
⾼度化研究[Phase2]

新原理に基づく計測技術の開発研究
C

⾼度化研究

燃料デブリ取り出しに向けて必要となる放射線計測⼿法研究(4)︓総合的な計測⼿法の確⽴

D

⼀次とりまとめ

⼀次とりまとめ

1F建屋内投⼊のためのシステム化研究
燃料デブリ取り出しに向けた計測⼿法の確⽴

⾼度化研究

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④成果の反映先（2/2)（達成⽬標）

 達成⽬標A︓「画期的なアプローチによる放射線計測⼿法」の提⽰（2018年度末）
 研究開発動向等を踏まえた知⾒をベースに2018年度末までの成果を加えた「基本的な考え⽅」を提⽰。
 放射線イメージング技術とAI解析技術を融合した放射線画像のVR化研究 [Phase1]• 化合物半導体を⽤いた⼩型センサーアレイを製作し、放射線源の⾯的な分布計測を⾏う。
• 放射線源分布画像の3D再構成技術を開発し、線源分布のイメージングを⾏う。
• AI技術を⽤いた幾何構造等の3Dモデル化とモンテカルロ計算による放射線分布の解析統合化研究を⾏い、3D放射線コンター図作成技術を開発する。
 燃料デブリ取り出し時に必要となる計測技術の研究（その場分析技術研究）[Phase2]• デブリ位置分布の”その場”分析技術︓上記の化合物半導体を⽤いて⾼BG環境下における⾼指向性放射線計測器、及び中性⼦イメージャーの開発に着⼿する。
• ⾼耐放射線半導体デバイスの開発研究に着⼿し、開発計画を取りまとめする。

B︓R&D成果の⼀次とりまとめ結果（2019年度末）
 ⼩型ガンマ線スペクトルイメージャーを1F建屋内での測定に適⽤し、課題を抽出する。
 建屋内の３D放射線画像再構成技術の実証試験を⾏い、課題を抽出する。
 2019年までの研究成果のとりまとめを⾏う。

C︓燃料デブリ取り出しに向けた計測⼿法の評価（2020年度末）
 実⽤可能な計測技術を提⽰する。

D︓１Fへの投⼊、測定、解析評価の実施（暫定的評価）
 １Fでの測定データ等を⽤いて評価結果を検証し、より詳細な検証、⾼度化に必要なデータを提⽰する。
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Phase1としての研究提案（H29年度）
MEXT公募（廃炉加速化研究）への提案：「高線量率環境下における小型半導体を用いたバーチャルピンホールカメラ (VPC) の開発（提案者：JAEA、東大、東北大）
建屋内の高線量率環境下において迅速に場の放射線状況のイメージングを目的に、3つの基盤技術開発を行う。
① 高密度・高エネルギー分解能で放射線イメージングが期待される臭化タリウム（TlBr）半導体を用いた小型半導体検出器を製作し、汚染分布を可視化するためのセンサーを開発する。
② 多数の本センサーを用いた高指向性検出器をバンドルした小型軽量かつ高位置分解能で計測できるバーチャルピンホールカメラ（VPC）の回路、システムを開発する。
③ 遠隔機器に搭載し放射線分布を計測するため、建物内でセンサーの位置を認識するとともに、3次元で放射線源の位置分布を計測するための放射線画像の再構成解析手法の開発
研究を行い、福島第一原発の建屋内において実証試験を行う。

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今後の予定（想定） 戦略の⾒直し•Phase1の効率的な実施に向けて、提案の具体的な検討を分科会で⾏うとともに、Phase2について実際のフレームワーク、予算規模等に合わせて、実施可能な戦略への⾒直しを図る。

 実施内容の確認•

R&D実施のフレームワークが固まった段階で、具体的な計画の確認および計画に係る進捗確認を⾏う。

•R&Dの実施者と分科会委員が同⼀な場合はメンバー変更を⾏うとともに、実質的な検討体制等で対応する。

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