燃料デブリ取り出し方針のための提言（戦略プラン2017の第4章）

2017年8月31日
原子力損害賠償・廃炉等支援機構（NDF）
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燃料デブリ取り出し方針のための提言の検討の流れ
各号機の状況
燃料デブリの分布、炉内構造物の状況

燃料デブリの特性と潜在するリスク

燃料デブリ取り出し工法の実現性
放射性物質の閉じ込め、臨界管理、建屋・構造物の健全性、作業員被ばく、アクセルルートの構築など

燃料デブリ取り出し方針の総合的な評価
5つの基本方針の観点- 安全、確実、合理的、迅速、現場指向 -2

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用語

使用済み燃料
プール (SFP)

原子炉建屋(R/B)

Ensuring work safety
圧力容器(RPV)

格納容器(PCV)（燃料デブリ）

ペデスタル

ベント管
（燃料デブリ）サプレッション
チャンバー
(S/C)

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各号機の状況
燃料デブリの分布、炉内構造物の状況

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1号機の内部ロボットによる
PCV内部調査

ミュオン観測PCV境界
RPV境界
炉心境界ロボット

一定の重さを持つと考えられる堆積物がPCV底部や配管に観察された（2017年3月)

機器などが図面上の位置に確認された。高密度の物質（核燃料）は炉心位置には確認されなかった（2015年5月）（東京電力提供資料）

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2号機の内部ロボットによる
PCV内部調査ロボット

RPV(g/cc ・m)Height OP[m]ミュオン観測SFP

PCV bioshield wallcore
RPVbottom

プラットホーム

North

South

Horizontal [m]RPV底部やその周辺に、燃料デブリと思われる高密度物質の影が確認された（2016年6月）
CRDレール端部
ペデスタル内プラットホームのグレーチングの脱落や堆積物が確認された（2017年2月）（東京電力提供資料）

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3号機の内部ロボットによる
PCV内部調査

ミュオン観測水中遊泳ロボット

RPV底部に、高密度物質は確認されなかった（2017年7月）
ペデスタル内部に、溶融物が固化したと思われる物
質や複数の構造物の損傷、落下物や堆積物が確認された（2017年7月）（東京電力提供資料）

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燃料デブリ分布の推定
事故進展解析コード、プラントデータ分析、ミュオン観測やPCV内部調査の結果に基づいて燃料デブリの分布を推定する。

ほとんどの燃料デブリはPCV底部に存在ほとんどの燃料デブリはRPV底部に存在

燃料デブリはRPV底部とPCV底部に存在
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炉内構造物の状況

アクセス性
グレーチングからPCV下部へ到達可能（ペデスタル外側）

ペデスタル開口部からペデスタ ペデスタル開口部からペデスタル内部へ到達可能
ル内部へ到達可能状況（グレーチング近傍の）ペデ
スタル外壁には大きな損傷はない（CRDハウジング支持金具（ペデスタル開口部近傍の）ペデスタル内壁面にはひ やグレーチングなど）多くのび割れなどの異常はない
落下物をペデスタル内部に確認

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燃料デブリの特性と潜在するリスク

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燃料デブリに潜在する放射線リスク*
効果的なリスク低減には、・経時変化により、燃料デブリが閉じ込めにくい形態へ変化する可能性
Ensuring work safety
・微粒子・スラッジ・エアロゾル・閉じ込め機能が劣化する可能性

時間に伴いリスクが高まる*英国NDAが開発したSED指標（放射性物質の摂取による内部被ばくの影響とその事象の起こりやすさの積）により、リスクレベルを評価。

拡散性・移動性の高い燃料デブリを先に回収し、安定的に管理することが重要

MCCIが存在する可能性があり、RPVに比べ、閉じ込め機能の多重性の低いPCV底部に着目することに意義
燃料デブリの取り出し時に微粒子などが発生し、リスクレベルが過度に増加しないよう配慮が必要

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燃料デブリ取り出し工法の実現性
放射性物質の閉じ込め、臨界管理、建屋・構造物の健全性、作業員被ばく、アクセルルートの構築など

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原子力発電所の安全に関わる3つの原則

☺ 止める
☺ 冷やす
☹ 閉じ込める13

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重点的に検討を進めた3工法

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マーク１型PCVの外観

建設中のブラウンズフェリー1号機（米国、TVA）。1973年12月20日営業運転開始。福島第一原子力発電所の1から5号機のPCVデザインはこれと同じマーク1型。

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PCVの補修・止水技術の開発 (1)- 止水および気体インリークの防止 ドライウェル
貫通孔ベローズ

原子炉建屋

施工範囲

機器ハッチ
(IRID提供資料に基づき作成)

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PCVの補修・止水技術の開発 (2)- 試験 -（2017 IRIDシンポジウムより）

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PCVの補修・止水技術の開発 (3)- 現時点の評価 --(IRID提供資料に基づき作成)

過酷な線量環境が補修個所の調査を妨げる
数多くの補修対象箇所が存在する
必要な遠隔技術がまだ確立していない
甚大な作業員被ばくが予想される「冠水」を実現するには相当の努力が必要
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PCV水位の考え方
現状のPCV水位レベルは号機ごとに異なる。各号機の状況に応じて、設定すべきPCV水位レベルは異なる可能性がある。以下は留意点。
a.
b.
c.
d.

水中での燃料デブリ取扱いの優位性
異常時の地下水位とトーラス室内水位の逆転の可能性
止水の技術的成立性
水位コントロールの技術的成立性
号機

現状水位（ｍ）

1

約2

2

約0.3

3

約6

最大水位を達成する場合に必要な水位操作** PCV最大水位をトーラス室天井下面と仮定した場合

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気中ｰ横アクセス工法のための一次閉じ込めシステム （例）

通常時も緊急時も、それぞれに対して予め決められた被ばくに対する安全レベルを順守（IRID提供資料に基づき作成）

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燃料デブリ取り出し工法のためのアクセスルート (1)<上アクセス> （例）
コンテナ

昇降装置
燃料デブリ取り出し用セル

原子炉建屋

アクセス装置
燃料デブリ
気密シール

マニピュレータ
炉心部

RPV底部
マニピュレータ
燃料デブリ

燃料デブリ取り出しイメージ（RPV底部）

燃料デブリ

燃料デブリ取り出しイメージ（炉心部）

オペフロに放射性物質の飛散を防止するコンテナやセルを設け、炉内構造物の撤去やRPV内部の燃料デブリの回収を上方向から目指す
工法（IRID提供資料）

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燃料デブリ取り出し工法のためのアクセスルート (2)<横アクセス> （例）
作業用クレーン

PCV

ペデスタル
保守用
マニピュレータ
燃料デブリ取り出し用セル

アクセスレール

アクセス用ロボットアーム試作機

アクセス用ロボットアーム

燃料デブリ
ペデスタル

燃料デブリ取り出しイメージ（PCV底部）

燃料デブリ取り出し用セル

燃料デブリ

原子炉建屋1階にセルを設け、PCV底部の構造物の撤去やPCV底部の燃料デブリの回収を横方向から目指す工法（IRID提供資料）

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燃料デブリ取り出し方針の総合的な評価
5つの基本方針の観点- 安全、確実、合理的、迅速、現場指向 -23

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燃料デブリ取り出し方針のための6の提言

基本的な考え方24

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提言 1
 燃料デブリ取り出しのための準備から取り出し作業、搬出・処理・保管までを含め、現場における他の工事との調整にも配慮した総合的な計画を目指すこと

準 備

取り出し
調整・計画

調整・計画

搬出・処理・保管

後片付け

調整・計画

調整・計画

１Fサイト（現場）
号機単位、号機間、サイト全体

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提言 2
 設定された燃料デブリ取り出し方法に従って、得られる情報を利用した柔軟なステップ・バイ・ステップのアプローチを取ること
 PCV内部調査やRPV内部調査の結果を燃料デブリ取り出し方法の検討に反映すること
 小規模な取り出しから始め、新たに得られた情報により確認と見直しを行い、段階的に大規模取り出しへ

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提言 3
 燃料デブリ取り出しの完遂に向けて、様々な工法の組合せが必要になることを前提とすること
 単一の工法によりPCV底部及びRPV内部それぞれに存在する燃料デブリを効率的に取り出すことは困難。PCV底部への横アクセス工法と、RPV内部への上アクセス工法を組み合わせることが必要
 研究開発の成果や国内外の様々なアイデアを柔軟に取り込み、最適な燃料デブリ取り出し方法を見極めることが重要

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提言 4
 気中工法に軸足を置いて、予備エンジニアリング、研究開発等を進めていくこと 現時点で冠水工法は技術的難度が高い。しかしながら、そのメリット（放射線の遮へいや放射性ダストの飛散防止）も考慮し、今後の研究開発の進展にも期待し、将来改めて議論することも視野に入れておくことが必要
気中-上アクセス工法

気中-横アクセス工法

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提言 5
 まず、PCV底部の燃料デブリの取り出しに重点を置いて取組を進め、その過程において得られる知見や経験を踏まえて常に見直しを行うこと
 これまでの燃料デブリ調査の経験、技術開発状況から、PCV底部に存在する燃料デブリに対するアプローチを第一義とす
るのは5つの基本方針の観点から合理的 先行するPCV底部の調査や燃料デブリ取り出し作業で得られる情報や知見は、RPV内部の状況把握に役立つとともに、燃料デブリ取り出し全体の検討に寄与

Situation of PCV bottom (Unit 3)29

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提言 6
 PCV底部の燃料デブリにアクセスするルートとしては、まず、PCVの横方向からのアクセス（横アクセス工法）から検討すること 横アクセス工法適用のための課題
 建屋1階作業現場の放射線量低減
 PCV内水位コントロール技術の確立
 セルの接続技術の確立とエリアの確保

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燃料デブリ取り出し方針決定以降の取組
初号機の燃料デブリ取り出し方法の確定、更には、実際の工事計画の立案を加速するために、方針決定後は以下の項目に重点的に取り組むべき
予備エンジニアリング
研究成果の現場適用性を評価し、燃料デブリ取り出しプロセスを具体化すべき。 燃料デブリ取り出し方法は予備エンジニアリングの結果、見直しもありうる。
研究開発の絞り込み・重点化による技術開発の加速と実用化
 PCV内部調査の追加実施
 RPV内部調査の実施
 気中工法を実現するために必要なα核種管理システムの成立性の見極め 横アクセス工法実現のために必要な研究開発の推進・モックアップ施設の在り方の検討
 燃料デブリの収納、移送保管に関するシステムや保管施設の準備、取り出し作業に伴って発生する廃棄物に関する研究開発の推進燃料デブリ取り出し開始に向けた道筋①プロジェクトの継続性への配慮②サイト全体で行なわれる廃炉作業の最適化③地元や社会、国内規制当局、或いはIAEAなど国際組織との緊密なコミュニケーション
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燃料デブリ取り出し方針決定以降の取組（イメージ）取り出し方針の決定 初号機の取り出し方法の確定▼▼調査（PCV内部調査、詳細調査）得られた情報を活用し、ステップバイステップで実施

取り出し準備（装置設計・製作・据付・モックアップ訓練）

燃料デブリ取り出し（規模を段階的に拡大）

予備エンジニアリ
ング成果の反映
予備エンジニアリン
予備エンジニアリング
予備エンジニリン（安全確保の考え方）

安全評価／許認可業務

許認可業務に適宜反映
必要に応じ許認可業務を継続

保障措置に適宜反映（保障措置方策の検討）

保障措置

収納缶の（収納・移送・保管方法の検討） 設計・製作等

収納・移送・保管

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ご清聴有難うございました。

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