国際原子力人材育成イニシアティブ事業成果報告書<課題名>
機関横断的な人材育成事業「大学の大型ホットラボを活用した放射性廃棄物分離分析・原子力材料に関する人材育成プログラム」<実施機関>
国立大学法人東北大学<連携機関>
京都大学、近畿大学、九州大学、長岡技術科学大学、日本原子力研究開発機構、日本核燃料開発株式会
社<実施期間・交付額>
令和元年度 19,996 千円、令和２年度 14,558 千円、令和３年度 12,638 千円<当初計画>
１．目的・背景
東京電力福島第一原子力発電所（1F）事故の廃止措置や既設炉の安全性維持・向上のためには、継続的な人材育成が不可欠である。人材育成では人材のキャリア早期に実際の研究・業務の第一線を体験させることが非常に有用であり、原子力分野では、ホットラボにおいて本格的に核燃料物質や放射性同位体（RI）を扱う実習や経験が不可欠である。しかし、そのような機会は非常に限られている。
本課題は、世界でも有数の教育研究ホットラボ施設である東北大学金属材料研究所附属量子エネル
ギー材料科学国際研究センター（以下、東北大金研大洗）を最大限に利用し、大学院生や若手人材を対象として、核燃料や RI を本格的に取り扱う実習を行う。第一線の現場ならではの緊張感・臨場感を体感させ、廃棄物処理処分分野や原子力材料分野での活躍に必要な知識や実験技能を実体験に基づいて習得させることを目的とする。また、高等専門学校学生（高専生）など他分野の若手人材にも、ホットラボでの実体験に基づいて原子力や放射線を正しく理解させ、原子力分野の実務や魅力を経験させ原子力分野への理解と志向性を向上させることを目的とする。以上により、1F 廃止措置や既設炉の安全性向上に不可欠な人材を育成する。
２．実施計画（１）短期集中型実習（放射性廃棄物分離分析）（令和元-3 年度）大学院生、大学生、若手社会人を対象として、1F 廃止措置や通常の廃炉措置および廃棄物処理処分で不可欠な廃棄物分離分析に関する教育・実習を 5 日間行う。年度に 1 回開催し、20 人/回を見込む。
講義では、エネルギー・環境問題、放射線やその管理の基礎、1F 廃止措置の現状と今後の計画、ICPMS など分離分析技術の基礎、データ分析の基礎などを扱い、処理処分に関わる研究者・技術者に共通して必要となる知識や技能について、十分な説明を行う。実習では、東北大金研大洗ホットラボにおいて、化学実験操作の基礎、ドラフトを利用した作業方法、原子炉内の放射性物質の発生およびその減衰計算、マニピュレーター操作、ICP-MS の操作および ICP－MS を用いた難分析核種の同定と定量、核燃料模擬デブリの観察などを行う。実習はグループ毎に行い、講習の最終日には講義・実習の成果についてグループ毎にプレゼンテーションを行い、受講生全員で議論する。
核燃料を扱う緊張感、臨場感、使命感を体感させて当該分野への熱意をさらに向上させること、さらに、専門家として国内外で活躍するための基礎基盤を身につけさせることを達成目標とする。
（２）短期集中型実習（原子力材料）（令和 2-3 年度）大学院生、大学生、若手社会人を対象として、現行炉のより高い安全性を確保するために不可欠な原子力材料に関する教育・実習を 5 日間行う。年度に 1 回開催し、20 人/回を見込む。
講義では、エネルギー・環境問題、放射線やその管理の基礎、材料の基礎、原子力材料の特徴、材料照射、照射後試験（機械試験、ミクロ試験）などを扱う。また、1F 廃止措置や高レベル放射性廃棄物の処理処分など、原子力材料以外の主要課題についても講義する。実習では、放射化試料の取り扱
い（試料の仕分け、電解研磨）、機械試験（シャルピー衝撃試験、引張試験、硬さ試験）、ミクロ試験（透過／走査電子顕微鏡、３次元アトムプローブ、陽電子消滅）などを行う。さらに、1F 事故以後その重要性が特に高くなった核燃料模擬デブリに関する講義・実習も行う。各講義や各実習ではレポートを課し、講義・実習内容の定着を図るとともに、講義や実習では取り上げなかった内容も受講生自ら学習するようにする。
また、原子力関連の研究施設や産業が集積する茨城県地域の利点を活かし、JAEA 大洗研究所の研究炉（JMTR、常陽、HTTR）および NFD 等を見学し、大規模原子力システムの包括的俯瞰を得るとともに、各事業所の第一線の人材と意見交換などを行う。
RI を扱う緊張感、臨場感、使命感を体感させて当該分野への熱意をさらに向上させること、さらに、専門家として国内外で活躍するための基礎基盤を身につけさせることを達成目標とする。
（３）短期集中型実習（高専インターンシップ）（令和 2-3 年度）
高専生を対象として、原子力に触れる機会を提供し、原子力分野を志望する手がかりとしてもらう。
また、第一線の現場での実体験に基づいて原子力や放射線を正しく理解してもらう。夏期インターン
シップとして 5 日間行う。年度に 1 回開催し、8 人/回を見込む。
講義および実習内容は（２）に準ずるが、放射線作業従事者登録が必要な項目は除く。除いた分は原子力や放射線に関する講義・実習に充てる。実習などはグループ形式で行い、講習の最終日には成果についてグループ毎にプレゼンテーションを行う。また、日本原子力発電東海第二発電所など原子力産業施設を見学する。大型施設・設備の見学と意見交換は、高専生には特に大きなインパクトを与えることが期待できる。原子力分野は機械、電気、材料、制御など幅広い分野を含む総合工学であることを知ってもらい、進学や就職における原子力への志向性を高める。
実体験に基づいて原子力や放射線を正しく理解させ、原子力分野の実務やその魅力、使命を体感させて原子力分野への志向性を高めることを達成目標とする。
（４）個別指導型実習（令和元-3 年度）
大学院生を対象として、長期間にわたり専門的な実習を行う。10 人/年度を見込む。
参加者は数週間金研大洗センターに滞在し、通常の大学等では設置されていない東北大金研大洗ホットラボの大型機器や最先端機器を利用し、短期では実習出来ない本格的な実験を OJT として実施する。大学院生では、得られた成果を修士論文や博士論文の一部に利用することも期待される。また、単に成果を得るのみでなく、大学院生は指導教員以外の研究者の考えややり方に直接触れ、いわば他流試合のような機会を得ることができる。長期滞在型教育は年間を通して受け入れる。短期集中教育の受講者の中から長期滞在型教育受講者が出ることを期待する。
廃棄物分離分析分野と原子力材料分野のいずれでも、長期滞在型講習の修了者は当該分野に関する包括的な知識と現場での測定および評価解析に関する専門的な技能を有し数年後には当該分野の中堅人材として国内外で活躍することを特に期待し、そのような指導を行う。
当該分野に関する包括的な知識および現場での専門的な技能を身につけることを達成目標とする。

<実施状況>
下記を実施した。令和 2 年度および令和 3 年度は COVID-19 禍により大きな影響を受けた（図 1 参照）。オンライン参加を受け入れ、現地参加者には全員に事前 PCR 検査を行うなど、COVID-19 対策に万全の措置をとった上で開催した。本事業に係る COVID-19 感染者は実習参加者・講師とも発生しなかった。
図 1：実習(1)-(3)の実施時期と COVID-19 新規感染者数

（１）短期集中型実習（放射性廃棄物分離分析）（令和元-3 年度）
令和元年度は COVID-19 禍の影響がなく、当初想定通りの参加人数だった。令和 2 年度および令和 3年度は感染拡大時期と重なり、特に令和 3 年度は実習直前での参加辞退者が相次いだ。その状況下でも、オンラインを活用した実習を行った。
令和元年度

令和 2 年度

令和 3 年度

開催期間

1 月 27-31 日

1 月 18-22 日

1 月 24-28 日

開催形態現地参加

現地参加・オンライン
参加

現地参加・オンライン
参加

参加人数

20 名

15 名

8名

（２）短期集中型実習（原子力材料）（令和 2-3 年度）
令和元年度は、本事業の期間外のため本事業による補助は受けなかったが、人材育成のため、自己資金（運営費交付金）を充てて実施した。令和 2 年度からは本事業で実施した。令和 2 年度は COVID19 禍のため現地・オンラインのハイブリッド方式で実施した。そこでのアンケートでは現地参加による現場実習を望む声が多かったため、令和 3 年度は、人数を半数程度に絞った上で、現地参加のみで開催した。
令和元年度

令和 2 年度

令和 3 年度

開催期間

8 月 5-9 日*

8 月 17-21 日

8 月 2-6 日

開催形態

現地参加*

現地参加・オンライン
参加

現地参加

参加人数

15 名*

25 名

11 名

*本事業の期間外だが、人材育成のため、自己資金で実施した。

（３）短期集中型実習（高専インターンシップ）（令和 2-3 年度）
令和元年度は、本事業の期間外のため本事業による補助は受けなかったが、人材育成のため、自己資金（運営費交付金）を充てて実施した。令和 2 年度からは本事業で実施した。令和 2 年度は、上記(2)のようにハイブリッド方式で行った。令和 3 年度は、高専生やその保護者からの要請があったた
め現地参加は行わずオンラインのみの参加とした。原子力分野の知識が特に乏しい高専生に対しては、オンラインのみで十分な実習を提供可能かどうかが特に懸念されたが、成果発表やアンケートからは、十分な教育効果を上げられたことが分かった（次節で詳述する）。
令和元年度

令和 2 年度

令和 3 年度

開催期間

8 月 26-30 日*

8 月 24-28 日

8 月 23-27 日

開催形態

現地参加*

現地参加・オンライン
参加

オンライン参加

参加人数

8 名*

8名

10 名

*本事業の期間外だが、人材育成のため、自己資金で実施した。
（１）－（３）の短期集中型実習では、短期間で最大限の教育成果をあげるため、事前学習課題（図 2参照）や実習期間中に提出するレポート（図 3 参照）を課した。

図 2：事前学習課題の例

図 3：実習期間中に提出するレポートの例

（４）個別指導型実習（令和元-3 年度）
通年で実施した。参加人数は、
令和元年度：18 名（9 大学）
令和 2 年度：5 名（2 大学）
令和 3 年度：20 名（11 大学）であった。
令和 2 年度は COVID-19 禍による影響が特に大きく、非常に限定された大学院生のみの参加にとどまったが、令和 3 年度は参加者数が回復した。令和 3 年度は当初想定人数（10 名/年）の 2 倍の参加者があった。大学院生が指導教員以外の研究者から直接学ぶことが可能な、いわば他流試合を提供す
るこの実習は、大学院生からも指導教員からも好評を博した。

<成果と評価>（１）短期集中型実習（放射性廃棄物分離分析）
ホットラボにおいて核燃料物質を扱い、放射性廃棄物の分離・分析に関する実習を行った。廃棄物や核燃料デブリの処理処分で重要な元素分離分析、特に誘導結合プラズマ質量分析に関する講義・実習に力を入れた。本実習は、一部の大学では大学院学外実習単位として認定された。
図 4：短期集中型実習（放射性廃棄物分離分析）の様子（２）短期集中型実習（原子力材料）
ホットラボにおいて放射化した材料を扱い、原子力材料に関する実習を行った。機関横断的な連携により、1F 事故以降その重要性が特に高くなった核燃料デブリに関する講義・実習も行った。この実習は、一部の大学では大学院学外実習単位として認定された。
図 5：短期集中型実習（原子力材料）の様子（３）短期集中型実習（高専インターンシップ）
ホットラボでの業務を体験させ、実体験に基づいて原子力や放射線を正しく理解させた。さらに、研究炉や発電炉といった大型原子力施設の見学などを通して、原子力分野の幅広さや魅力に触れさせ、原子力分野への志向性を高めた。
原子力分野の知識が特に乏しい高専生に対しては、オンライン参加者に十分な実習を提供可能かど

うかが特に懸念されたが、成果発表やアンケートからは、オンライン参加者にも十分な教育効果を上げられたことが分かった（図 7 参照）。
図 6：短期集中型実習（高専インターンシップ）の様子

図 7：オンライン参加者による体験記（学年代表として高専の学内報に掲載されたもの）（４）個別指導型実習
大学院生のテーマ選定や研究指導は指導教員自身が行うが、その研究を進める上で不可欠な核燃料や RI の取り扱いを指導し、より高度な実習を提供した。
大学院生が本センターを利用するためには、通常、指導教員の同行と指導を受ける必要がある。これに対して、十分な知識や実験技能を取得したと認められる大学院生については、大学院生のみでの本センターの利用を認め、より高度で専門的な実習を行った。具体的には、核燃料の長期移行（拡散）挙動実験の実習、中性子照射済み試料の照射後焼鈍実験の実習など、長期間を要する専門実習を行った。
これらにより、大学院生に、指導教員以外の研究者の考えややり方に直接触れる機会を提供することができた。
また、本実習で行った実験成果を利用した学位取得があった。件数は下記の通りである。
令和元年度：修士 6 件
令和 2 年度：修士 2 件、博士 1 件
令和 3 年度：修士 6 件、博士 1 件------------------------------------------------------以上の成果を総括する。本課題の目的は、大学院生：第一線の現場ならではの緊張感・臨場感を体感させ廃棄物処理処分分野や原子力材料分野での活躍に必要な知識や実験技能を実体験に基づいて習得させる、高専生：他分野の若手人材にも原子力分野の実務や魅力を経験させ原子力分野への理解と志向性を向上させる、であった。これに関するアンケート（無記名）結果を図 8 に示す。
図 8：現場体験（大学院生）および原子力分野への理解（高専生）に関するアンケート

期待以上の成果が得られたという参加者が多かったことから、本課題の目的は十分に達成できたものと考えられる。なお、COVID-19 禍によりオンライン参加を余儀なくされた参加者も多かった。オンライン参加では必然的に現場臨場感が下がるため教育効果の低下が懸念されたが、オンライン参加者からは下記の感想が寄せられた（無記名）（原文まま）。
・本当に充実した 5 日間になった。こう言ったら申し訳ないが、オンラインなのにこんなにも楽しいインターンシップになると思っていなかった。
・PC を通してだったが楽しかった。原子力分野への進学はしないが理解は深まった。
・多くの貴重な体験ができた。オンラインでの開催となってしまったが何不自由なかった。だからなおさら肌身で実習を受けれなかったのが残念。機会があったら大洗センターにお邪魔させて頂きたいと思う。
・オンラインなりにわかりやすく講義と実習させてもらってすごく良かったです。マニプレーターがすごく楽しそうで、やってみたいと思いました。
これにより、オンライン参加ではあっても一定の教育効果を上げることができたものと考えられる。
以上より、本課題では COVID-19 禍により大きな影響を受けたが、その状況下での最大限の教育実習機会を提供することができ、本課題で掲げた目標は十分に達成できたものと考える。

<今後の事業計画・展開>
本課題で実施した人材育成事業は、ホットラボにおいて本格的に核燃料物質や RI を扱う経験をさせる点に特色があった。このような現場体験に即した実習は、我が国の原子力分野人材育成にとって極めて重要と考えている。これは東北大金研大洗の特色であり、我々は、この人材育成プログラムを維持することについていわば大きな責務を有する。したがって、本課題で実施した人材育成事業は、東北大金研大洗における最重要事業の一つとして今後も年間事業計画に組み入れ、仮に外部資金による充当がない場合であっても、自己資金（運営費交付金）を充てて実施する。
令和 3 年度からは、文部科学省原子力人材育成等推進事業費補助金「原子炉及び大型実験施設等を活用した持続的な原子力人材育成拠点の構築」からの助成を受けており、本課題で行った実習(1)-(3)の経費の一部に充て、これらを継続して実施している。

<整備した設備・機器>
本課題で整備した機器は下記の通りである。
(1)γ線用シンチレーションサーベイメータ(2)セミミクロ電子天秤(3)マイクロビッカース硬度計システム（卓上型空気ばね式除振台を含む）(4)陽電子消滅測定用パソコン(1)は、アクチノイド・原子力材料を利用する教育研究に必須の放射線管理機器として整備した。
(2)は、試料調製時の秤量機器として整備した。
(3)は、中性子照射済み原子力材料の機械特性試験実習の機器として整備した。放射化した非密封RI である中性子照射済み材料を使用するため、試料飛散防止措置や被ばく抑止措置を施した。
(4)は、原子力材料中の照射欠陥を観察・同定するミクロ組織分析実習の機器として整備した。
いずれの機器も短期集中型実習および個別指導型実習で活用された。これらは今後の人材育成事業でも継続して活用される。

<その他特記すべき事項>
本センターでは、直近 10 年間では下記に示す原子力人材育成事業補助を受けた。
(1)平成 23-24 年度、資源エネルギー庁、「原子力人材育成プログラム補助事業」(2)平成 25-27 年度、資源エネルギー庁、「安全性向上原子力人材育成委託事業」(3)平成 28-30 年度、文部科学省「原子力人材育成等推進事業」(4)令和元-3 年度、文部科学省「大学の大型ホットラボを活用した放射性廃棄物分離分析・原子力材料に関する人材育成プログラム」（本事業）
これらの実施により、ホットラボにおいて本格的に核燃料物質や RI を受講生自らが取り扱う実習・経験が持つ教育効果は非常に大きく、人材育成の本質でもあることを改めて確信した。本セン
ターは、原子力分野における我が国を代表する教育研究機関として世界をリードする研究成果を出し続けるとともに、教育・人材育成に寄与することも大きな使命と考えており、今後も我が国の原子力教育や原子力研究開発に寄与し続けたい。

<参考資料>（１）添付資料
短期集中型実習のプログラムを示す。

【令和元年度】(1) 短期集中型実習（放射性廃棄物分離分析）

(2)短期集中型実習（原子力材料）(令和元年度は本課題外)

(3)短期集中型実習（高専インターンシップ）(令和元年度は本課題外)【令和 2 年度】(1)短期集中型実習（放射性廃棄物分離分析）

(2) 短期集中型実習（原子力材料）

(3)短期集中型実習（高専インターンシップ）

【令和 3 年度】(1) 短期集中型実習（放射性廃棄物分離分析）(2)短期集中型実習（原子力材料）

(3)短期集中型実習（高専インターンシップ）別紙１
評価項目に係る事項について① 課題の達成度（採択時の審査評価委員会所見への対応を含む。）② 特記すべき成果③ 事業の継続状況・定着状況④ 成果の公開・共有の状況

本課題の目的は、大学院生：第一線の現場ならではの緊張感・臨場感を体感させ廃棄物処理処分分野や原子力材料分野での活躍に必要な知識や実験技能を実体験に基づいて習得させる、高専生：他分
野の若手人材にも原子力分野の実務や魅力を経験させ原子力分野への理解と志向性を向上させる、であった。これらに関する参加者アンケート（無記名）では、期待以上の成果が得られたという参加者が多かったことから、本課題の目的は十分に達成できたものと考えられる。なお、COVID-19 禍によりオンライン参加を余儀なくされた参加者も多かった。オンライン参加では必然的に現場臨場感が下がるため教育効果の低下が懸念されたが、オンライン参加者から寄せられた評価（無記名）からは、オンライン参加ではあっても一定の教育効果を上げることができたことが分かった。
以上より、本課題では COVID-19 禍により大きな影響を受けたが、その状況下での最大限の教育実習機会を提供することができ、本課題で掲げた目標は十分に達成できたものと考える。
個別指導型実習では、COVID-19 禍にも関わらず、当初想定を超える参加があった。大学院生が指導教員以外の研究者から直接学ぶことが可能な、いわば他流試合を提供するこの実習は、大学院生からも指導教員からも好評を博した。新しい教育機会として今後も拡張したい。
本課題で実施した人材育成事業は、ホットラボにおいて本格的に核燃料物質や RI を扱う経験をさせる点に特色があった。このような現場体験に即した実習は、我が国の原子力分野人材育成にとって極めて重要と考えている。これは本センターの特色であり、本センターはこの人材育成プログラムを維持することについていわば大きな責務を有する。したがって、本課題で実施した人材育成事業は、本センターにおける最重要事業の一つとして今後も年間事業計画に組み入れ、仮に外部資金による充当がない場合であっても、自己資金（運営費交付金）を充てて実施する。
令和 3 年度からは、文部科学省原子力人材育成等推進事業費補助金「原子炉及び大型実験施設等を活用した持続的な原子力人材育成拠点の構築」からの助成を受けており、本課題で行った実習の経費の一部に充て、これらを継続して実施している。
本課題で作成した実習・講義テキストは、大学院生などの希望者には頒布可能である。また、本課題で整備した機器類は、本センタ
ーにおける教育・研究活動で継続して活用し、共有している。さらに、本センターにおける今後の人材育成事業でも継続して活用する。

⑤参加した学生数、原子力関係機関への就職状況、公的資格取得者数

参加学生数

原子力関係機関への就職状況
JAEA（2 名）、原子力関連企業（2 名）
公的資格取得者数無し。