※本資料は2024年3月に公表した燃料デブリ取り出し工法評価小委員会報告書（概要）を基に作成しています。

福島第一原発の燃料デブリ取り出し工法について
2024年6月

無断複製・転載禁止

1．検討の背景

1◼ 福島第一原発１～３号機の内部には、事故の際に溶け落ちた燃料と炉内構造物が混ざり合った「燃料デブリ」が存在し、いまだに強い放射線を発しています。
◼ この燃料デブリの取り出しは廃炉の最難関作業であり、その工法の選定は廃炉の成否を分ける重要事項といえます。
◼ このため、廃炉の技術戦略を担う専門機関である原子力損害賠償・廃炉等支援機構（NDF）に、取り出し工法について検討する「燃料デブリ取り出し工法評価小委員会」を2023年に設置しました。
◼ 小委員会では内外の専門家を集め、国・東京電力も協力の下、安全性を大前提に専門的かつ集中的な検討・評価を実施してきました。
◼ その結果を2024年3月に取りまとめましたので、ここにその概要をご紹介します。
無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

2．燃料デブリ取り出しの難しさ
原子炉格納容器：燃料が収められた原子炉圧力容器などの機器を覆っている鋼製の気密建造物

原子炉建屋：圧力容器、格納容器などが設置されている建物

格納容器の中は非常➀ に高線量であり人が入れない

放射能の拡散を抑えつつ、格納使用済み
燃料プール④ 容器を開口しなければならない③

原子炉建屋の中は高② 線量であり長時間の作業ができない➀、②により現場の状況が十分わかっていない

燃料デブリの状態変化による⑤ 再臨界への対処

作業員アクセス口⑥ 膨大な汚染された構造物、廃棄物の移動・保管計画策定

無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

燃料デブリ
3号機 燃料デブリ分布の推定

233．燃料デブリを取り出す方法 ➀気中工法【概要】 燃料デブリが気中に露出した状態、もしくは低水位で浸漬した状態で取り出す工法

オペフロ：オペレーティン
グフロア（原子炉建屋の最上階）
セル：閉じ込めや遮蔽機能を持った隔離部屋

無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

図の提供：東京電力ホールディングス（株）

3．燃料デブリを取り出す方法 ➀気中工法

長所

短所• 現在気中で維持されている状況を大き • 現場が高線量であるため、他工法と比く変化させずに取り組むため、状態変較して多種多様の遠隔操作装置が必更に伴う懸案等が少ない
要であり、開発・設計・検証に長い期間を要する• 冠水工法よりも早期に燃料デブリ取り出し作業が開始できる• 遠隔操作装置のレスキューに相当な時間がかかる• 上アクセスでは複数の取り出し工法の中からの選択、また上アクセスと横アク• 高線量の燃料デブリと廃棄物を上からセスの組み合わせ等、内部の状況に応取り出すため、オペフロに高重量のセル、じた燃料デブリ加工・回収方法を選定
取り出し機器の設置が必要となり、これできるらを支持する構台の規模が大きくなる

無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

45

3．燃料デブリを取り出す方法 ②冠水工法
せんこく【概要】 閉じ込め障壁として船殻構造体と呼ばれる新規構造物で原子炉建屋全体を囲い、原子炉建屋を冠水させ燃料デブリを取り出す工法

上部ユニット旋回テーブル

下部ユニット

図の提供：東京電力ホールディングス（株）
無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

3．燃料デブリを取り出す方法 ②冠水工法

長所

短所• 水遮蔽により線量を低減させ、併せて、 • 建屋の下部地盤での船殻構造体構ダスト飛散抑制の効果も期待できる築における現場施工性（施工中における地震時の地盤安定性含む）の検• 強固な閉じ込め障壁（船殻構造証が必要である体）により外部と完全に隔離できる• 大量の保有水に対する臨界管理・水• 機器故障時のレスキューはオペフロから質管理・漏えい対策の確立が必要であ
人手による操作が可能であるる• 船殻構造体の設備規模が膨大である• 準備工事期間が最も長く、燃料デブリ取り出し作業の開始時期が最も遅い

無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

67

3．燃料デブリを取り出す方法 ③気中工法オプション（充填固化工法）【概要】 充填材により燃料デブリを安定化させつつ現場線量を低減し、オペフロに設ける比較的小さな開口部から、掘削等により、燃料デブリや炉内構造物等を取り出す方法

ロッド交換ラック
ビット交換ラック
掘削装置

掘削水タンク
充填材受タンク

ポンプ
廃液受タンク

無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

3．燃料デブリを取り出す方法 ③気中工法オプション（充填固化工法）

長所

短所• 充填材で固めることにより一旦安定化させ、固化体にすることで取り出しの際の扱いが統一化・単純化できる••••• 充填材の選定（流動性・硬化時間調整性・固化後の機械的物性・熱伝導性・化学的安定性・放射線による劣化性等）、充填方法、充填状態の確認
充填材による遮蔽効果、小さな開口か方法の確立が必要
ら燃料デブリへアクセスすることなどから線量低減が期待される• 掘削対象物に応じた先端ビット等の選定、検証が必要
機器故障時のレスキューにおいても人手による操作が期待できる• 充填範囲に応じて、廃棄物発生量が増大する掘削装置は、遠隔操作となるが、構造はシンプルであり、掘削対象物に応じて • スラッジ（汚泥物質、汚泥）状で回先端ビット等を交換可能収する場合には、その取扱いに注意が必要
設備規模が小さく、最も早期に取り出し作業を開始できる可能性がある

無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

894．工法選定への提言
3工法ともに課題があり、各工法の長所を活かしたシナリオを検討することが望ましい。
工法

気中工法

冠水工法

気中工法
オプション

工法選定の観点での各工法の評価、方向性•

現場環境を大きく変化させずに取り出すため、状態変化に伴う懸念は少ないものの、工事シーケンスの成立性、遠隔操作性や全体の稼働率等のパフォーマンス上の懸念が大きいた
め、現場の現実的な制約や条件を加味した設計検討を行うことが必要。

•

気中工法オプションを本工法に合流させることによって、本工法の課題のいくつかを解決できる可能性があるため、今後の設計検討では気中工法オプションとの相補的な関係の構築を模索することが適切。

•

船殻構造体の現場施工性に不確かさがあること、大量の水を扱う困難さ等の問題があり、本格的に着手すべき工法として現時点で選択することは困難。

•

高線量物質を水中で扱うことのメリットは大きく、気中工法では困難な箇所の取り出しが容易になる可能性や作業効率を考慮すると、将来、気中工法から水遮蔽の機能を活用できる工法に移行する可能性も否定できない。

•水遮蔽の機能を活用できる工法について、原子炉建屋下部を含む近傍の地盤を調査するなど、併行して検討を進めるべき。

•技術的検討が不十分な面が否めず、現時点で単独での成立性を判断するには時期尚早。

•

充填材の選定、充填材の注入方法・回収方法等について見通しが得られれば、気中工法の発展が期待されるため、気中工法オプションの機能を適用して、気中工法と合わせたシナリオを想定する。

無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

4．工法選定への提言◼ いずれの工法であっても、原子炉内部の状況の十分な理解がその設計や安全確保の前提となる。

◼ 今後、内部調査の加速が重要であるが、工法の選定やその設計検討と同時併行で行うことが不可欠。

◼ 気中工法と気中工法オプションの組み合せによる設計検討・研究開発を開始する。
◼ これと併行して、小規模な上アクセス等による内部調査を進める。
◼ 水遮蔽の機能を活用した工法についても、併行して検討を行う。

無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation10

5．今後の進め方

11◼東京電力は報告書の提言に基づき、具体的な設計検討に着手する。
◼設計検討と併行して、内部調査や研究開発など報告書が示した課題に取り組むことが重要。
◼また、安全確保の考え方、判断の基準とその根拠を早期に明確にし、これらに対する規制側からの見解や示唆を踏まえて、基本設計や詳細設計に反映する。

無断複製・転載禁止 原子力損害賠償・廃炉等支援機構©Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation