ここまで来た福島第一原子力発電所の廃炉事業―技術的進展と今後の展望―

2017年6月22日
沼田 守
Project Director JapanKURION Japan K.K.

写真:東電 2011年3月11日、東日本大震災が発生。大きな地震に引き続き、津波が東電1Fを襲い、原発事故を引き起こした。
 結果として、1Fで何が起きたか。
 1Fは廃炉することが決められた。何をどのように進めるのか。

3

東電1F事故状況

4

事故前の1F

5号機

4号機

6号機

2号機

1号機
3号機

5

写真:東電

事故直後
2号機

1号機

3号機
4号機

写真：東電
6

各号機の事故時の状況

 見出し１
 AA
 BB

 見出し２
 CC
 DD

 見出し３
 EE
 FF

24 ポイント

出典：「福島第一原子力発電所」の現状と廃炉に向けた取り組み」, 廃炉・汚染水対策福島評議会, 2015年3月

7東電1Fのいま

8

4号機

燃料取出し架台• 使用済み燃料プールからの燃料取出し完了（2013年11月18日開始、2014年12月21日完了）
出典:東電

9

3号機
燃料取扱施設

燃料取り出し用カバー

・ 原子炉建屋上部の大型ガレキ撤去が完了(2013年10月）
・ 燃料取出しカバー／燃料取扱機の設置を計画中
出典:東電

10

2号機

・ フローアウトパネルを閉止し、放射性物質の飛散を抑制

出典:東電

11

1号機

• 水素爆発した原子炉建屋にカバーを設置(2011年10月）• 使用済み燃料プールからの燃料取出しに向けた建屋カバー撤去を実施中
出典:東電

12

汚染水対策の現状
汚染源を取り除く①、②

汚染源に水を近づけない ③、④、⑤、⑥⑥ 敷地舗装 ③ 地下水バイパス

汚染水を漏らさない⑦、⑧①④ サブドレン

⑤ 陸側遮水壁④ サブドレン

⑦ 水ガラス
地盤改良② トレンチ

⑤ 陸側遮水壁⑧ 海側遮水壁
13

組織構成14

1F廃炉・汚染水対策の役割分担
政府

東京電力（廃炉推進カンパニー）大方針の策定・進捗管理

廃炉の着実な実施• 廃炉・汚染水対策の対応の方向性の決定• 汚染水対策等の現下の課題の進捗管理

進捗管理
報告

中長期ロードマップ
重要課題の提示

事業予算の交付

成果の報告

報告• 使用済燃料プールからの燃料取り出し• 汚染水対策• 燃料デブリ取り出し• ガレキ・廃棄物等の保管・管理 等
報告

原子力損害賠償・廃炉等支援機構

企業

研究開発の実施

原子力規制委員会
安全規制の実施

JAEA 等• 研究開発拠点の設置、運営• 基礎・基盤的研究
研究開発• 実施計画の認可、使用前検査、溶接検査 等

IRID --- 国際廃炉研究開発機構
JAEA --- 日本原子力研究開発機構
企業

原子力損害賠償・廃炉等支援機構資料に加筆

監視審査

企業

研究開発機関• 炉内調査、事故進展解析及び実機データ等による炉内状況把
握・性状把握技術等報告
申請

1. 中長期戦略の策定
2. 重要課題の進捗管理への技術的支援
3. 研究開発の企画と進捗管理
戦略プラン
4. 国際連携の強化進捗状況・課題の共有

IRID 等助言
指導

戦略策定と技術的支援

NDF

実施計画

15

全体戦略－中長期ロードマップ－16

中長期ロードマップの内容
 中長期の取組の実施に向けた基本原則
 中長期の取組の実施に係るリスク低減とそれに向けた安全確保の考え方
 中長期の具体的対策
 中長期ロードマップの区分の考え方
 汚染水対策
 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 廃棄物対策
 その他の具体的な対策

 作業円滑化のための体制及び環境整備
 研究開発及び人材育成
 国際社会との協力
 地域との共生及びコミュニケーションの強化

東京電力(株)福島第一原子力発電所の廃止措置に向けた中長期
ロードマップ
廃炉・汚染水対策関係閣僚等会
議より提出(2015年6月12日）
31ページの資料

17中長期の取組の実施に向けた基本原則【原則1】 地域の皆様、周辺環境及び作業員に対する安全確保を最優先に、現場状況・合理性・迅速性・確実性を考慮した計画的なリスク低減を実現していく。
【原則2】 中長期の取組を実施していくに当たっては、透明性を確保し、積極的かつ動的な情報発信を行うことで、地域及び国民の皆様の御理解をいただきがら進めていく。
【原則3】 現場状況や研究開発成果等を踏まえ、中長期ロードマップの継続的な見直しを行う。
【原則4】 東京電力や政府を始めとした関係機関は、各々の役割に基づき、連携を図った取組を進めていく。政府は、前面に立ち、安全かつ着実に廃止措置等に向けた中長期の取組を進めていく。
18

中長期ロードマップ

2021年12月

2011年12月
安定化

第1期

第2期

第3期

燃料プールからの燃料取り出し開始までの期間(2年以内)

燃料デブリ取り出しが開始されるまでの期間（10年以内）

廃炉終了までの期間(30-40年後）

19

汚染水対策

汚染源に水を「近づけない」

汚染源を「取り除く」

汚染水を「漏らさない」●多核種除去設備「福島第一原子力発電所」の現状と廃炉に向けた取り組み」, 廃炉・汚染水対策福島評議会, 2015年3月 を一部改変20

使用済燃料プールからの燃料取り出し(1/3)

除去された使用済み燃料
ｸﾛｰﾗｸﾚｰﾝ1535/1535

使用済み燃料

1号機

2号機

392

615

3号機

4号機

566

0
出典:東電21

使用済燃料プールからの燃料取り出し(2/3)
使用済燃料の処理・保管方法の決定

2020年度頃

 １号機燃料取り出しの開始

2017年度下半期

2020年度 ２号機燃料取り出しの開始

2020年度上半期

2020年度 ３号機燃料取り出しの開始

2015年度上半期

2017年度

目標工程の変更要因：ダストの飛散防止対策、作業員の被ばく線量低減対策等、「安全・安心対策」の実施等による。今後、「トラブル」や「判断遅延」に基づく遅れは起こさないように努める旨を明確化。

プラン ①

1号機の燃料取扱い設備

2号機の燃料取扱い設備

3号機の燃料取扱い設備

使用済み燃料プールからの燃料の取り出し(3/3)
FY
年度

2015

2016

Unit 1
1号機
建屋カバー解体等

2017

2018

2019

ガレキ撤去等

2020

カバー設置等

2021

2022

燃料取り出し建屋上部解体・改造等
2号機Unit 2

準備工事
ガレキ撤去等

Unit 33号機カバー設置等

プラン① コンテナ設置等
プラン② カバー設置等

燃料取り出し

燃料取り出しSource:TEPCO

23

燃料デブリ取り出し 号機毎の燃料デブリ取り出し方針の決定
 初号機の燃料デブリ取り出し方法の確定
 初号機の燃料デブリ取り出しの開始

2年後を目途
2018年度上半期
2021年内完全冠水工法

冠水工法

気中工法

完全気中工法

原子炉ウエル上部まで水張り。

燃料デブリ分布位置より上部までの水張り。

燃料デブリ分布位置最上部より低いレベルまでを水張り。

燃料デブリ分布全範囲を気中。水冷、散水無し。

出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

全体戦略－戦略プラン－

25

戦略プラン2016の目的（位置づけ）
2015年度

2016年度

中長期ロードマップのマイルストーン2017年度

2018年度号機ごとの燃料デブリ取り出し方針の決定

処理・処分の基本的な考え方の取りまとめ初号機の燃料デブリ取り出し方法の確定

目的：中長期ロードマップの着実な実行や改訂の検討に資する。

2016年7月13日公表

2015年4月30日公表

戦略プラン2016

戦略プラン2015
 考え方、取組の方向性
出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

戦略プラン2018
戦略プラン2017

 初号機の燃料デブリ取り出し方法

 号機ごとの燃料デブリ取り出し方針 処理・処分の基本的な考え方の骨子

戦略プラン2015の考え方や取組の方向性に従って、具体的な方法や検討を展開

26

戦略プランの内容➢ はじめに➢ 戦略プランについて➢ リスク低減戦略➢ 燃料デブリ取り出し分野の戦略プラン➢ 廃棄物対策分野の戦略プラン➢ 研究開発への取組➢ 今後の進め方

約 300 ページ

以下のNDFのwebページにて、戦略プランのpdfを入手できます。
http://www.dd.ndf.go.jp/jp/strategic-plan/book/20160720_SP2016FT.pdf

27

基本的な考え方

 1F「廃炉」の基本方針➢ 事故により発生した通常の原子力発電所にはない放射性物質によるリスクを、継続的かつ速やかに下げる。

リスク低減のための５つの基本的考え方
 基本的考え方1：安全 基本的考え方2：確実
 基本的考え方3：合理的
 基本的考え方4：迅速 基本的考え方5：現場指向
出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

放射性物質によるリスクの低減*及び労働安全の確保（*環境への影響及び作業員の被ばく）
信頼性が高く、柔軟性のある技術リソース（ヒト、モノ、カネ、スペース等）の有効活用
時間軸の意識徹底した三現主義（現場、現物、現実）

28

リスク低減戦略（1/3）① 放射性物質によるリスクの大きさ（リスクレベル）➢ 放射性物質が放出された場合の影響である「結果」とその「起こりやすさ」で決まる。
➢ 英国原子力廃止措置機関（NDA）が開発したSED指標※を参考にしてリスクを分析。
（※）Safety and Environmental Detriment Score② 潜在的影響度（「結果」の指標）➢ SED指標をそのまま適用。
➢ 放射性物質の全量、性状（気体・液体・固体等）、安全機能が喪失した場合の復旧までの時間余裕を考慮。

③ 安全管理指標（「起こりやすさ」の指標）➢ SED指標を参考とし、福島第一原子力発電所の状況に柔軟に対応できるように一部修正。
➢ 施設の健全性や監視状態など、起こりやすさに関連する因子でリスク源を序列化し、数量化。
出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

29

潜在的影響度（対数スケール）

リスク低減戦略(2/3)

不確かさの影響を「広がり」によって表現

安全管理指標（対数スケール）
出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

30

リスク低減戦略（3/3）

 リスク源の分類と対応方針【分類Ⅰ】 可及的速やかに対処すべきリスク源（プール内燃料、建屋内汚染水）
・ プール内燃料：安全管理指標が小さい共用プールに移送
・ 建屋内汚染水：処理して、放射性物質を水処理二次廃棄物に移行し、より安定に保管【分類Ⅱ】 周到な準備と技術によって安全・確実・慎重に対処し、より安定な状態に持ち込むべきリスク源（燃料デブリ）
・ 燃料デブリ：取り出して収納缶に収納し、より安定な状態で保管【分類Ⅲ】 より安定な状態に向けて措置すべきリスク源（濃縮廃液、廃スラッジ、HIC
スラリー、一時保管固体廃棄物の一部、PCV内構造物等）・ より長期にわたって安定に保管できるように措置が必要
出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

31燃料デブリ取り出し分野の戦略プラン（1/4）
 1号機～3号機のプラント状況（燃料デブリ分布の推定含む）
1号機

2号機

3号機

［単位：ton］
燃料
デブ
リ分
布（推定）
*3

プ
ラン
ト調査状
況

位置

評価値＊1

代表値＊2

評価値＊1

代表値＊2

評価値＊1

代表値＊2

炉心部

0-3

00-51

00-31

0

炉底部

7-20

1525-85

42

21-79

21

RPVﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ内側

120-209157

102-223

145

92-227213

RPVﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ外側

70-153107

3-142

490-146130

合計

232-357279

189-390237

188-394364

PCV内線量率

約5～10 Sv/h(2015年4月10～16日測定、水面上0.7mの気相中、グレーチング上約半周)

約31～73 Sv/h(2012年3月27日測定、水面上3.7～6.7mの気相中、X-53ペネ付近)

約0.75～1 Sv/h(2015年10月20日測定、水面上0.55mの気相中、X-53ペネ付近)

漏えい確認
部位他

• サンドクッションドレン管（ⓐ）及びS/C真空破壊ラインの伸縮継手カバー（ⓑ）からの漏えいを確認• 気相中に漏えい痕跡が認められないことから、トーラス室滞留水面下部からの漏えいを推定• 主蒸気配管Dの伸縮継手周辺（ⓒ）からの漏えいを確認

PCV内部調査等• 既設設備（PLRポンプ、 PCV内壁面、HVHなど）に大きな損傷なし• D/W底部に堆積物が広く分布• PLR配管遮へい体が落下• RPVペデスタル開口部から内部を撮影した写真によりRPV下部の構造物が確認できたため、RPV底部の破損は大規模ではない可能性あり• PCV貫通部から調査装置を挿入することによるPCV内部調査によりPCV内の構造物・壁面に、確認した範囲では損傷なし*1:評価結果の範囲を示す。
*2:複数の解析結果等を踏まえて推定した現時点における最も確からしい値を示す。
*3:燃料デブリの重量は、燃料＋溶融・凝固した構造材（コンクリート成分を含む）の重量を示す。

出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

燃料デブリ分布：IRID提供資料を基に作成
プラント調査状況：東京電力提供資料を基に作成

32

燃料デブリ取り出し分野の戦略プラン（2/4）
1号機

出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

漏水箇所
33

燃料デブリ取り出し分野の戦略プラン（3/4）
1号機

*3

燃料
デブ
リ分
布(ton)

位置

評価値＊1

代表値＊2

炉心部

0-30

炉底部

7-20

15

RPVﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ内側

120-209

157

RPVﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ外側

70-153107

合計

232-357279

PCV内線量率調
査結果

漏えい確認部位他
PCV内部調査等

約5～10 Sv/h
•サンドクッションドレン管(ⓐ)及びS/C真空破壊ラインの伸縮継手カバー(ⓑ)から漏えい•既設設備(PLRポンプ、 PCV内壁面、HVHなど)に大きな損傷なし•D/W 底部に堆積物が広く分布•PLR 配管遮へい体が落下*1:評価結果の範囲。
*2:複数の解析結果を踏まえて推定した値。
*3:燃料デブリの重量は、燃料＋溶融・凝固した構造材（コンクリート成分を含む）の重量。
出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

34

燃料デブリ取り出し分野の戦略プラン（4/4)
燃料デブリの分布状況により、以下の３つの工法を単独で適用する場合と２つの工法を組み合わせる場合が想定
RPV

冠水-上アクセス工法

気中-上アクセス工法

PCV

気中-横アクセス工法

注記：PCV-Pressure Containment Vessel(原子炉格納容器)、RPV-Reactor Pressure Vessel(原子炉圧力容器)
出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

35

廃棄物対策分野の戦略プラン（1/4）
 廃棄物分野の検討方針➢ 事故等で発生した固体廃棄物の安全かつ安定な保管管理とともに、中長期を見据えた処理方法や処分概念の検討が重要。

 放射性廃棄物の処分に対する安全確保の基本的考え方➢ 廃棄物を閉じ込める。
➢ 廃棄物を生活環境から隔離することにより、意図せずに人が接触する可能性を減らす。
➢ 放射性物質の生活環境への移行を抑制し、遅らせることにより、放射性物質濃度を減らす。
➢ 放射性物質が移行し生活環境に到達する量が、有意な健康影響を与えないほど低いことを確保する。
➢ 有意な健康影響を与えない放射性物質濃度であることを確保するよう管理放出する。
－国際放射線防護委員会（ICRP）やIAEAでの一般的な放射性廃棄物の処分に対する安全確保の基本的考え方より－
出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

廃棄物対策分野の戦略プラン（2/4）
 放射性廃棄物の管理の在り方-1
 発生から処分までのあらゆる管理段階において、その性状を把握し、分類が行われること。
 処理の主な目的は、廃棄物の安全な処理そのもの、輸送、貯蔵及び処分のための受入れ規準を満たすように廃棄物形態を作製することで安全を高めることであり、廃棄物処分の安全性を確保するもの。
 処理は、廃棄物の特性及び管理段階によって課せられる要求を適切に反映。
 廃棄物をどの段階まで処理するか決定する際には、その量、放射能及び物理的・化学的性質、利用できる敷地利用可能面積、貯蔵容量並びに処分の受入可能性を考慮。

出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

37

廃棄物対策分野の戦略プラン（3/4）

 放射性廃棄物の管理の在り方-2
 処分の要件が定まっていない時点で処理を行う場合は、処分の要件が定まった際に、それに適合する処理が可能でなければならない。

 廃棄物の隔離と環境保護を確実にするために、処分前の全ての管理段階において適切な貯蔵が実施可能であるべき。
 廃棄物は、その後の管理に適した状態で、検査、モニタリング、取り出し及び保存されることが可能な方法で貯蔵されなければならない。

出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

38

廃棄物対策分野の戦略プラン（4/4）
廃棄物ヒエラルキー
Waste Prevention
発生抑制

Waste Minimisation
廃棄物最小化

PreferredApproach
望ましい方策1Fにおける対応
車両整備場設置、梱包材搬入禁止、建設機材の使い回し

廃棄物の弁別等

Re-use of Materials
再使用Recycling
リサイクル

Disposal
処分

出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

極低表面線量率金属・コンクリート等の再利用・再使用の検討
減容設備(焼却設備、破砕機、金属切削機)設置
39

廃炉に関連する研究開発への取組➢ 様々な実施主体で多様な研究開発が進展中。
➢ NDFは研究開発を一元的に把握・レビューするとともに、役割分担のさらなる明確化・調整と、関係機関との密接な連携により、全体の最適化に取り組み中。

出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

40

研究開発

41

東電1Fの主要課題
汚染水対策

燃料取り出し・建屋滞留水
・地下水・雨水

・1号機
・2号機
・3号機

地域との共生
人材育成

デブリ取り出し・除染・線量低減
・デブリ取出し工法
・デブリ分析

廃棄物対策
・性状把握
・処理・保管・処分
42

研究開発施設の整備
2015

2016

2017

2018楢葉 RTDC
10月

大熊 ARC

モックアップ施設
放射性物質分析研究施設

CLADS

4月

3月

国際共同研究棟
RTDC: 遠隔技術開発センター(Remote Technology Development Center )モックアップ施設
ARC:分析センター(Analysis and Research Center)
CLADS: 廃炉国際共同センター(Collaborative Laboratories for Advanced Decommissioning Science)

分析研究施設国際共同研究棟

国際協力

44

現状
 東電、NDF、JAEAとも、海外の専門家を招聘し、定期的に活発な議論をしている。
 招聘者：米国TMI事故時の対応者、米国国立研究所の上級クラス研究者、英国の廃止措置専門機関の上級職員、フランスのCEAの上級職員など。
 IAEAやOECD/NEAも積極的にアドバイスをしている。また、日本の活動の評価を定期的に行ってきている。
 海外企業：高度な専門性を持つ企業が参加している。在日大使館も支援をしている。（英国、仏国、米国、独国など）
IAEAやOECD/NEA：経済協力開発機構／原子力機関
CEA：原子力・代替エネルギー庁

45

事故直後
事故直後、汚染水からの放射性核種除去に対し、フランスと米国が緊急支援

Kurion Ion Specific Media System (ISMS):
スキッドマウント型Cs除去設備 2011年に導入
46

今後の進め方 リスク低減戦略➢ 廃炉作業や炉内状況把握の進展に伴う状況の変化を考慮して見直す。
➢ 廃炉を着実に進展させるために、様々なリスクへの対応を検討。

 燃料デブリ取り出し➢ 2017年度は「号機ごとの燃料デブリ取り出し方針の決定」の年。
➢ 重要な技術課題等について継続的な評価・見直しを繰り返し、2017年夏頃の燃料デブリ取り出し方針の決定に資する。
➢ さらにその後の燃料デブリ取り出し方法の確定や実機の燃料デブリ取り出しなど廃炉作業の着実な推進に向けた戦略検討に繋げる。

 廃棄物対策分野➢ 2017年度は「処理・処分の基本的考え方の取りまとめ」の年。
➢ 処理・処分の基本的考え方の骨子を戦略プラン2017に提示することを目指す。

 研究開発➢ 研究開発の実効性向上、関係機関の連携強化、海外機関との協力等を推進。
出典：原子力損害賠償・廃炉等支援機構

47

放射線量の低減

2015年度末までに１~4号機周辺
胸部エックス線コンピュータ
断層撮影検査（CTスキャン：1回）の線量の高い場所を除き、敷地内のより多くの場所の線量 を、0.005ミリシーベルト程度とすることを目指した。

48

終わりに

 政策及び大きな方針（技術を含む）が存在し、それが細分化・具体化されて現場で作業が行われている。
 マスコミ情報が無い時は、何もなされていないのではない。粛々と作業が順調に行われている証である。
 事実の確認、収集に努力を惜しまない。価値判断はそれから。

 国内外の関係者との情報交換に努力を惜しまない。いろんな知恵が出てくる。また、事故の教訓は人類共通の財産。
49

ご清聴ありがとうございました。

50