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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
2019年11⽉ － 2022年3⽉（課題代表者）
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
外⼭ 健（連携機関）
京都⼤学、近畿⼤学、九州⼤学、⻑岡技術科学⼤学、⽇本原⼦⼒研究開発機構、⽇本核燃料開発株式会社

本プログラムの概要、コンセプト
国内外で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。
具体的には、1F事故以降にその重要性が更に⾼くなった廃棄物分離分析や、既設炉稼働の安全性向上に不可⽋な原⼦⼒材料に関する実習を⾏う。
●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。
●⾼等専⾨学校学⽣など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。
以上により、東京電⼒福島第⼀原⼦⼒発電所（1F）廃⽌措置や既設炉安全性向上に不可⽋な⼈材を育成することを⽬的とする。

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実施内容
(1)⼤学院⽣ 原⼦⼒材料

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・実習を⾏う。
8⽉頃、5⽇間。
対象︓⼤学院⽣（修⼠・博⼠）、約20 ⼈/年(2)⼤学院⽣ 廃棄物分離分析

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・実習を⾏う。
1⽉頃、5⽇間。
対象︓⼤学院⽣（修⼠・博⼠）、約20 ⼈/年(3)⼤学院⽣ ⻑期滞在による個別指導

⼤学院⽣が⻑期間滞在し、より専⾨的な実習を⾏う。
随時、数週間。
対象︓⼤学院⽣（修⼠・博⼠）、約10 ⼈/年(4)⾼専インターンシップ

若い⼈材である⾼専⽣に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。
8⽉頃、5⽇間。
対象︓⾼等専⾨学校⽣（本科・専科）、約8 ⼈/年

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参加者数の実績

4/9(1)⼤学院⽣ 原⼦⼒材料(2)⼤学院⽣ 廃棄物分離分析

2019年度

2020年度

2021年度

（期間外）

25⼈

11⼈

(現地12, オンライン13)(現地11)

15⼈

9⼈（予定）

9⼤学18⼈

2⼤学5⼈

2⼤学3⼈（予定）

（期間外）

8⼈

10⼈

20⼈

(3)⼤学院⽣ ⻑期滞在による個別指導(4)⾼専⽣(現地4, オンライン11)(現地9(予定))(現地4, オンライン4)(オンライン10)

2022年2⽉

2022年1⽉

2021年12⽉

2021年11⽉(2)
2021年10⽉

2021年9⽉

2021年7⽉

2021年6⽉

2021年5⽉

2021年4⽉

2021年3⽉

2021年2⽉

2021年1⽉

2020年12⽉

2020年11⽉

2021年8⽉(1)(4)(2)
2020年10⽉

2020年7⽉

2020年6⽉

2020年5⽉

2020年4⽉

2020年3⽉

2020年2⽉

新型コロナ関連の情報提供:NHK2020年9⽉(1) (4)(2)

2020年8⽉

16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
2020年1⽉

１⽇あたり感染者数(⼈)

現地参加者にはPCR検査キットを事前送付し、陰性であることを参加直前に確認。

⼤学院⽣

原⼦⼒材料

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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。
放射化試料取扱い1

放射化試料取扱い2

衝撃試験

中性⼦照射⽤試験⽚の作製

硬さ試験

電⼦顕微鏡

模擬デブリ観察講義
原⼦⼒材料、材料照射、格⼦⽋陥、核燃料とデブリ、アクチノイド元素の物性物理、など。

⼤学院⽣

廃棄物分離分析

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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。
誘導結合プラズマ質量分析1

誘導結合プラズマ質量分析2

溶液調製

模擬デブリ観察

分離操作

放射線計測

個別の成果発表と討論

講義
核燃料サイクル、廃棄物処理、核燃料デブリ、分離技術の基礎、微量分析法、など。

⼤学院⽣

⻑期滞在による個別指導

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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、核燃料の⻑期移⾏（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、⻑期間を要する専⾨実習を⾏った。
2019年度

2020年度修⼠、アクチノイド化合物の超⾼圧下物性

修⼠、中性⼦照射済みタングステンにおける重⽔素滞留カイネティクス

修⼠、緩衝材中のアクチニド元素の⻑期移動に関する研究

修⼠・博⼠、酸化ウラン含有物質中の精密アクチノイド分析

修⼠、核燃料デブリからのアクチノイド分離
修⼠、中性⼦照射済みタングステンにおける重⽔素滞留カイネティクス
修⼠、アクチノイド元素および化合物の物性
修⼠、中性⼦照射済みタングステン合⾦の照射脆化 ほか5件
修⼠、使⽤済み核燃料および核燃料デブリからのアクチノイド分離
修⼠、アクチノイド元素および化合物の物性
修⼠、中性⼦照射済みバナジウム合⾦の機械特性評価

2021年度（継続中）
修⼠、中性⼦照射済みタングステンの微細組織分析
修⼠・博⼠、核燃料からのアクチノイド分離分析

⾼専⽣

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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ようとした。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ようとした。
マニピュレーター

ミクロ組織分析1

ミクロ組織分析2

東海第⼆発電所⾒学

機械試験

単結晶育成

放射線計測

講義
放射線の基礎、原⼦⼒発電の基礎、福島第⼀原⼦⼒発電所の事故概要、原⼦⼒材料、材料照射、核燃料とデブリ、アクチノイド元素の物性物理、など。

本プログラムの⽬標に対する達成度

9/9「⼤学院⽣に、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。また、⾼等専⾨学校学⽣など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。」ことを本プログラムの⽬標とした。

⾼専⽣ (無記名)

⼤学院⽣ (無記名)
ホットラボの現場での価値ある体験ができたか︖

25 期待以上

3544

原⼦⼒分野への理解はどの程度増したか︖

5 期待以上454

3 期待通り3 期待通り

22

1 やや期待外れ

1 やや期待外れオンライン実習に対する評価（無記名） 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。

成果の⾃⼰評価︓

ほとんどの実施期間中で新型コロナウイルス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たと考えている。本プログラムで掲げた⽬標は⼗分に達成できたものと考えている。