IRID自主研究
原子炉格納容器内部詳細調査技術の開発（堆積物対策を前提とした内部詳細調査技術の現場実証）
2022年度実施分成果

2023年6月
技術研究組合 国際廃炉研究開発機構（IRID）
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

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目次
１． 研究の背景・目的
1.1 本研究が必要な理由
1.2 本研究の成果の反映先と寄与
1.3 現場実証の概要
２. 実施項目と目標
３．実施スケジュールと実施体制
４．実施内容（実施事項・成果)
4.1 PCV 内部詳細調査の詳細計画
4.1.1 ROV投入順序
4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視
4.2.2 堆積物厚さ測定
4.2.3 燃料デブリ検知
4.2.4 堆積物サンプリング
4.2.5 堆積物3Dマッピング
4.2.6 ペデスタル内の詳細目視
4.3 目標に照らした達成度
５． まとめ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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１. 研究の背景・目的
1.1 本研究が必要な理由（1/2） -背景と本事業の目的【背景】

燃料デブリの取出し方法の確定等に向けて，原子炉格納容器（PCV） 内のペデスタル内外における燃料デブリの分布・形態，PCV 内の構造物等の状況をより高い確度で把握するためにアクセス・調査装置の大型化とそれらに適用する調査技術の高度化が必要【本事業の目的】
1号機は多量の堆積物が存在し，制御棒駆動機構（CRD）ハウジングや炉内機器の脱落が想定されるため(図1.1-1参照)，燃料デブリ取出し時(又は前)に堆積物回収と落下物撤去が必要となることから，これまでの内部調査よりも大きな直径（350mm 程度）の開口部を設けてPCV内部に入り，堆積物の分布や堆積物内部の燃料デブリの分布，炉内構造物の状況等，PCV内部の把握を目的とする
CRDハウジング等の脱落
炉内機器などの落下堆積物

燃料デブリ
MCCI反応物
図1.1-1 推定される1号機のPCV内部状況

MCCI：溶融炉心・コンクリート相互作用©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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１. 研究の背景・目的
1.1 本研究が必要な理由（2/2） -１号機PCV内部詳細調査の概要-

１号機PCV内部詳細調査の現場実証においては，X-２ペネトレーションからPCV内地下階に遠隔操作ビークル（ROV）を投入し，ペデスタル外の広範囲とペデスタル内の調査を行い，堆積物回収手段・設備の検討と堆積物回収，落下物解体・撤去などの工事計画に係る情報などの情報収集を目指すA

ペデスタル外～作業員アクセス口（図中のA)
ペデスタル内（図中のB)

B

A

取得したい情報

調査方法

・堆積物回収手段・設備の検討に係る情報（堆積物の量，由来など）
・堆積物回収，落下物解体･撤去などの計画に係る情報（堆積物下の状況，燃料デブリ広がりなど）

・計測※
・堆積物サンプリング・目視

・堆積物回収、落下物解体･撤去などの計画に係る情報（ペデスタル内部の作業スペースとCRDハウジングの ・目視
脱落状況に係る情報）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning※：堆積物表面の３次元マッピング、堆積物の厚さ測定、堆積物内・下の燃料デブリ検知

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１. 研究の背景・目的
1.2 本研究の成果の反映先と寄与
平成28～29年度

原子炉格納容器内部調査技術の開発

平成29～30年度 原子炉格納容器内部詳細調査技術の開発
平成30～令和元年度 原子炉格納容器内部詳細調査技術の開発（堆積物対策を前提とした内部詳細調査技術の現場実証）
調査計画・開発計画の策定

アクセス・調査装置及び調査技術の現場実証の一部

令和2年度 原子炉格納容器内部詳細調査技術の開発（堆積物対策を前提とした内部詳細調査技術の現場実証」における「アクセスルート構築の現場実証」の一部および「PCV内部詳細調査の現場実証」の一部）
本事業

令和3～4年度 自主事業 原子炉格納容器内部詳細調査技術の開発（堆積物対策を前提とした内部詳細調査技術の現場実証」

燃料デブリ取出しの工法・装置等の詳細設計に係る各研究（燃料デブリ取出し，耐震，補修，臨界管理など）

燃料デブリの段階的に規模を拡大した取り出し技術に係る研究「燃料デブリ取出し工法確定」，「燃料デブリ取出し装置の詳細設計」に向けた情報など

段階的に規模を拡大した取り出し計画に必要な情報など©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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１. 研究の背景・目的
1.3 現場実証の概要（1/2）

「PCV内部詳細技術の開発」で開発したアクセスルート構築に係る装置類、PCV内部詳細調査に係る調査技術とアクセス・調査装置のプロトタイプ機を用いて現場実証を行う
P/A室：パーソナルエアロック室

アクセスルート構築

～令和
元年度

令和
２年～
４年度
詳細調査

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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１. 研究の背景・目的
1.3 現場実証の概要（2/2）

上記は当初計画である
PJ：プロジェクト©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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２. 実施項目と目標
実施項目
PCV内部詳細調査の詳細計画
PCV内部詳細調査の現場実証

目標達成指標（令和4年度）

説明

調査計画の立案（目標達成指標の対象外）

4.1.1

ペデスタル外の詳細目視
堆積物厚さ測定
調査完了
燃料デブリ検知（終了時目標TRL：レベル6）
堆積物サンプリング
堆積物３Ｄマッピング
ペデスタル内詳細目視

4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6

ROV投入順序の検討

TRL：技術成熟度©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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３. 実施スケジュールと実施体制
3.1 実施スケジュール
項目

マスタースケジュール(1) アクセスル-ト構築

令和３年度（２０２１年度）
456

7891011▽事業開始

12

令和４年度（２０２２年度）
1

2

▽中間報告

3

456

78

910

▽中間報告

1112

令和5年度（２０２３年度）
1

2

3

45678

▽最終報告

調査計画・開発計画の策定
計画の見直し調査計画・開発計画の策定(2)

ROVによるPCV内部
詳細調査

調査計画・開発計画の策定
計画の見直し干渉物の対策ガイドパイプ設置(1) アクセスルート構築

アクセス・調査装置及び調査技術の現場実証

作業訓練
ROV準備
ROVによるPCV内部詳細調査（片付け含む）(2)

ROVによるPCV内部詳細調査

報告書まとめ©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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３. 実施スケジュールと実施体制
3.2 実施体制
技術研究組合 国際廃炉研究開発機構（本部）
連携する開発プロジェクトチーム○ 全体計画の策定と技術統括○ 技術開発の進捗などの技術管理のとりまとめ
日立GEニュークリア・エナジー株式会社「堆積物対策を前提とした内部詳細調査技術の現場実証」
における「アクセスルート構築の現場実証」の一部および「PCV内部詳細調査の現場実証」の一部

原子炉格納容器内部詳細調査技術の開発
連携（X-6ペネトレーションを用いた内部詳細調査技術の現場実証）

燃料デブリ・炉内構造物の取り出しに向けた技術の開発
燃料デブリ・炉内構造物の取り出しに向けた技
術のサンプリング技術の開発
燃料デブリの段階的に規模を拡大した取り出し技術の開発
燃料デブリ収納・移送・保管技術の開発
燃料デブリの性状把握のための分析・推定技
術の開発
原子炉圧力容器内部調査技術の開発
固体廃棄物の処理・処分に関する研究開発©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

10４．実施内容
4.1 PCV 内部詳細調査の詳細計画
4.1.1 ROV投入順序
4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視
4.2.2 堆積物厚さ測定
4.2.3 燃料デブリ検知
4.2.4 堆積物サンプリング
4.2.5 堆積物3Dマッピング
4.2.6 ペデスタル内の詳細目視
4.3 目標に照らした達成度©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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4.1 PCV 内部詳細調査の詳細計画
4.1.1 ROV投入順序（1/2）
・調査の優先度とROV残置の危険性*１を考慮し、調査順序は以下とした。
①ROV-A2 ペデスタル外の詳細目視②ROV-C 堆積物厚さ測定③ROV-D 燃料デブリ検知④ROV-E 堆積物サンプリング⑤ROV-B 堆積物３Dマッピング
優先度は高いが⑥ROV-A2 ペデスタル内の詳細目視調査装置残置の危険性も高い*１ ROVがPCV内構造物等の影響で帰還できない場合は、ケーブルを切断して残置することになるが、残置したROVが障害となって、別のROVの投入ができなくなる懸念がある。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

12

4.1 PCV 内部詳細調査の詳細計画
4.1.1 ROV投入順序（2/2）
・アクセスルート構築調査で得られた情報から、調査の北回りルートはROVケーブルが電線管開口部に挟まることにより、ROVが動けなくなる懸念があるため、南回りルートのみ調査をするものとした。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

13

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視（1/8）
・2022年3月14日から調査を実施したが、3月16日の地震で中断し、3月28日に投入口付近の調査、5月17日以降に投入口から遠い範囲の調査を実施した。
・当該ROVに実装している測定装置による測定も実施した。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

144.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視（2/8）
3月14日実施分の一例©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

15

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視（3/8）
3月15日実施分の一例©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

16

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視（4/8）
3月16日実施分の一例©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

17

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視（5/8）
3月28日実施分の一例©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

18

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視（6/8）
5月17，18日実施分の一例©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

194.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視（7/8）
5月19日実施分の一例©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

20

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.1 ペデスタル外の詳細目視（8/8）
測定装置による熱中性子束測定結果＜測定日＞
ポイント1,2,3：2022年5月20日
ポイント4：2022年5月21日©International Research Institute for Nuclear Decommissioning214.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（1/16）
・堆積物厚さ測定は下図のように移動しながら超音波による測定を行う。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

22

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（2/16）

水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの⑦→⑦´（⑦→⑩の一部）で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月7日

画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

23

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（3/16）

水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの⑦´→⑩（⑦→⑩の一部）で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月7日

画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning244.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（4/16）
水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの⑪→⑫で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月7日

画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

25

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（5/16）
水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの⑬→⑭で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月7日

画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

26

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（6/16）
水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの⑭´→Aで測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月7日

画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

27

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（7/16）

水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの⑯→⑮で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月8日
画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

28

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（8/16）

水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの⑱→⑰で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月8日
画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

29

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（9/16）

水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの⑰→⑲で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月8日
画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

30

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（10/16）
水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの⑳→㉑で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月8日
画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

31

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証4.2.2 堆積物厚さ測定（11/16）
水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの㉓→㉒で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月8日

画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning32

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（12/16）
水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの㉓→Bで測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月8日
画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

33

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（13/16）
水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの㉕→㉔で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月8日
画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（14/16）
水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの㉗→㉖で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月8日

画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

35

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（15/16）
水面からの距離が測定され、目視調査とも合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
下図はシート21に示した調査ポイントの㉘→㉙で測定した結果である。

＜測定日＞
2022年6月8日
画像はROV下カメラで撮影されたもの©International Research Institute for Nuclear Decommissioning364.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.2 堆積物厚さ測定（16/16）
測定結果により、堆積物の厚さの分布は以下のとおりであった。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning374.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（1/10）
熱中性子束測定結果＜測定日＞
測定位置①：2022年12月6日
測定位置②③④：2022年12月7日
測定位置⑤⑥⑦：2022年12月8日
測定位置⑨：2022年12月9日©International Research Institute for Nuclear Decommissioning38

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（2/10）
γ線核種分析結果

＜測定日＞
測定位置①：2022年12月6日
測定位置②③④：2022年12月7日
測定位置⑤⑥⑦：2022年12月8日
測定位置⑨：2022年12月9日©International Research Institute for Nuclear Decommissioning394.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（3/10）
γ線エネルギースペクトルと他の調査結果との対応（調査ポイント①）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning40

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（4/10）
γ線エネルギースペクトルと他の調査結果との対応（調査ポイント②）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning41

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（5/10）
γ線エネルギースペクトルと他の調査結果との対応（調査ポイント③）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning42

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（6/10）
γ線エネルギースペクトルと他の調査結果との対応（調査ポイント④）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning43

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（7/10）
γ線エネルギースペクトルと他の調査結果との対応（調査ポイント⑤）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning44

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（8/10）
γ線エネルギースペクトルと他の調査結果との対応（調査ポイント⑥）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning45

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（9/10）
γ線エネルギースペクトルと他の調査結果との対応（調査ポイント⑦）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning46

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.3 燃料デブリ検知（10/10）
γ線エネルギースペクトルと他の調査結果との対応（調査ポイント⑧）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning47

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.4 堆積物サンプリング
堆積物サンプリングは予定どおり４カ所で実施した。
サンプルの分析は別事業で実施する。

調査ポイント（サンプル取得箇所）＜サンプル取得日＞
調査ポイント①②：2023年1月31日
調査ポイント⓷④：2023年2月10日取得したサンプル（調査ポイント①）©International Research Institute for Nuclear Decommissioning48

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.5 堆積物3Dマッピング
データ取得は２０２３年３月４日～７日にかけて実施した。
取得したデータのとりまとめ中であり、別途報告するが、ＲＯＶ－Ｃで取得した堆積物厚さ測定結果と相関があることは確認済みである。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.6 ペデスタル内の詳細目視©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.6 ペデスタル内の詳細目視©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.6 ペデスタル内の詳細目視©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.6 ペデスタル内の詳細目視©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

53

4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.6 ペデスタル内の詳細目視©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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4.2 PCV 内部詳細調査の現場実証
4.2.6 ペデスタル内の詳細目視©International Research Institute for Nuclear Decommissioning55

4.3 目標に照らした達成度
実施項目
PCV内部詳細調査の詳細計画
PCV内部詳細調査の現場実証

目標達成指標（令和４年度）

達成度

調査計画の立案（目標達成指標の対象外）

達成

ペデスタル外の詳細目視
堆積物厚さ測定
調査完了
燃料デブリ検知（終了時目標TRL：レベル6）
堆積物サンプリング
堆積物３Ｄマッピング
ペデスタル内詳細目視達成
達成
達成
達成
達成
達成

ROV投入順序の検討©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

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５. まとめ
 調査詳細計画を見直し，調査範囲と調査順序の最適化をした。
 ＰＣＶ内ペデスタル外の詳細目視を実施し、画像を取得することができた。
また、熱中性子束を測定することができた。
 超音波による堆積物厚さ測定により、水面から堆積物までの距離が測定され、目視調査と合わせて、堆積物の状況が明らかになった。
 燃料デブリ検知では熱中性子束測定とγ線核種分析ができた。
 堆積物サンプリングは予定どおりのサンプリングができた。
 堆積物３Ｄマッピングはデータ取得が完了し、データのとりまとめ中である。
 ペデスタル内の詳細目視は実施済みである。測定装置による測定データは、とりまとめ中である。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning