平成２５年度実績概要
格納容器内部調査技術の開発

平成２６年７月３１日
技術研究組合 国際廃炉研究開発機構
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

１. 全体計画

1

1.1 目的及び目標【 ＰＣＶ内部調査の目的 】
燃料デブリの取出しに先立ち、ＰＣＶ内の状況を把握することが重要であり、ＰＣＶ内の状況を把握するための調査技術の開発を目的とする。
【 ＰＣＶ内部調査の目標】
燃料デブリは、ＲＰＶを経由してＰＣＶ内に存在すると推定されており、ＰＣＶ内部映像を取得する計測器、デブリの可能性がある溶融物を検知する計測器、および、調査対象部位へアクセスする装置の開発を目標とする。
以下の実施を開発の最終ゴールと位置づける。
①溶融物 計測装置の開発②アクセス装置(ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ内)の開発③アクセス装置(ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ外)の開発④上記装置の実証試験

ペデスタルX-6ﾍﾟﾈ

ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ
開口

開口からﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ内へ進入

地下階への開口部

1階ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞ
上を走行

地下階の調査へﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ内のｱｸｾｽ：
ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ外のｱｸｾｽ：調査のアクセスイメージ：*1*1：本ｱｸｾｽﾙｰﾄは、今後の検討により変更の可能性あり©International Research Institute for Nuclear Decommissioning１. 全体計画
1.2 ロードマップとの関係

H25年度の実施範囲(～2014/7月)
第１期

事項／年度

H2 3(2 011)

2

第２期

H2 4(2 012)

H2 6(2 014)

H2 5(2 013H2 7(2 015)

H2 8(2 016)

H2 9(2 017)

( 前)

格納容器（ＰＣＶ）内部調査装置の設計･製作･試験等
ＰＣＶ内部調査

他関連PJ

ＰＣＶ内部調査

炉内（ＲＰＶ）調査装置の設計･製作･ 試験等
燃料デブリ取出し工法・装置開発(1)実証試験(*1)

1号機(ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ外側)
2号機(ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ内側)

実証試験①：B1

実証試験②:B2

実証試験③:B3

実証試験①:A2

実証試験②:A3

実証試験③:A4

X-53からの調査：A1

技術カタログ作成(2)計画立案

計画立案(3)アクセス装置(移動機構)開発①X-53からの調査装置開発

設計/製作/検証
工法検討/設計/製作/検証②実証試験①用装置開発③実証試験②用装置開発④実証試験③用装置開発

工法検討/要素試作/設計/製作/検証
工法検討/要素試作/設計/製作/検証(3)放射性物質飛散防止対策(2)の各アクセス装置開発と同スケジュールで実施(4)検査装置・技術開発(2)の④のアクセス装置開発と同スケジュールで実施((2)の④に等差予定)【 課題 】
1. 現場の新たな事象判明や他関連Ｐｒｊからの調査要望を受けて、計画が見直しになる可能性がある。
2. 放射性物質飛散防止等、PCVバウンダリとの取合いにおいて、規制との関係で工程見直しの可能性がある。
3.(*1)を付した実証試験については、種々課題がありそのスコープについて相談中である

燃料デブリ・炉内構造物取出しの装置開発(平成26年度から開始計画)および他関連ＰＪのニーズを踏まえ格納容器内部調査技術の装置開発を進める。
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１. 全体計画
1.3 各号機の開発方針：1～3号機の炉心・PCVの状況推定(*1)より、開発方針を設定【 1号機 】

・溶融した燃料は、ほぼ全量がRPV下部プレナムへ落下しており、元々の炉心部にはほとんど燃料が存在していない【 2号機 】

・溶融した燃料のうち、一部はRPV下部プレナムまたはPCVペデスタルへ落下し、燃料の一部は元々の炉心部に残存していると考えられる
・尚、3号機では従来の予測よりも多くの燃料がPCV内に落下していると推定。
開発方針

開発方針
・燃料デブリがペデスタル外側まで広がっている可能性があり、ペデスタル外側の調査を優先して開発を推進する【 3号機】

・1号機と比べると、燃料デブリがペデスタル外側まで広がっている可能性は低く、ペデスタル内側の調査を優先して開発を推進する
・尚、3号機はPCV内の水位が高く、1･2号機で使用予定のペネが水没している可能性があり、別方式を検討する必要がある。

*1：【出展元】東京電力殿ﾎｰﾑﾍﾟｰｼﾞ(平成25年12月13日) ｢福島第一原子力発電所1～3号機の炉心・格納容器の状態の推定と未解明問題に関する検討第1回進捗報告｣より抜粋©International Research Institute for Nuclear Decommissioning3

２. H25年度の実施内容

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2.1 H25年度実施項目と範囲
No.

調査対象

1

ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ内 状況

開発する調査装置

実証号機

ペデスタル内3

２．２項
及び２．３項

基本設計/要素試作

２．４項

装置の設計/製作及び検証試験

２．５項

基本設計/要素試作

２．６項

1/2号機 基本設計/要素試験

２．７項

ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ 状況
ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ 損傷状況
(開口部含む)
CRD下部 損傷状況

5

ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ下(地下階床面)

6

1階ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞ上 状況
ペデスタル外

8
9共通

10

2号機
・CRD下部及びﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ状況調査装置 （Ａ３）47報告の項番

装置の設計/製作及び検証試験

・ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ内部ﾌﾟﾗｯﾄﾌｫｰﾑ状況調査装置 （Ａ２）・遮蔽ﾌﾞﾛｯｸ取外し装置 （Ａ２）2

H25年度の実施範囲

・ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ内 地下階状況調査装置 （Ａ４）・ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ1階ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞ上調査装置 （Ｂ１）
CRDﾚｰﾙ 状況
1号機

地下階 作業員ｱｸｾｽ口

・ﾍﾟﾃﾞｽﾀﾙ外 地下階状況調査装置 （Ｂ２）・地下階及び作業員ｱｸｾｽ口調査装置 （Ｂ３）(B2装置は映像機器のみ搭載，B3装置はﾃﾞﾌﾞﾘ形状計測装置を搭載)

燃料ﾃﾞﾌﾞﾘ形状計測装置

・上記のA3,A4,B3装置に搭載予定

地下階 状況

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２. H25年度の実施内容

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2.2 ペデスタル内部プラットフォームの状況調査装置(１) 開発概要
Ｘ－６ペネに穴（内径約Φ115ｍｍ）をあけて、穴からPCV内に進入して以下の調査を行うための装置を開発する。
・ プラットホーム上の干渉物及びグレーチングの状態を確認
・ プラットホーム上部空間の状況を確認（ＣＲＤ下部，ＩＣＭ，ケーブル等の状況）(２) 調査ルートおよび装置のイメージと開発課題
自走装置 概要

試験模擬体 概略イメージ
隔離弁

Ｘ－６ペネ

ガイドパイプ内走行時

足場
ＣＲＤレール吊具

ペネ内レール約70ｍｍ
ＣＲＤレール上走行
約２０

課題：レール上の堆積物の回避

ＣＲＤプラットホーム

課題：レール～プラット
ホーム隙間乗り越え
自走装置走行ルート案※）ルートのイメージを記載したものであり、調査経路及び範囲は現場状況による。

課題：CRDプラットホームのグレーチング上走行

調査時

０ｍｍ

【後方カメラ＆照明】【前方カメラ＆照明】※）開発の進捗により構造を変更する可能性あり。

ＣＲＤプラットホーム上走行(３) 開発実績
・装置の単体試験および試験模擬体を用いた組合せ試験を実施し、実機への適用性を確認。
・H26年度は、実機実証に向けて装置の改良を計画。
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２. H25年度の実施内容

62.3 遮へいブロック取外し装置(1) 装置概要
X-6ペネの前に設置されている遮蔽ブロックを遠隔操作で取外す装置
当該エリアの線量は、現状10mSv/ｈ程度と人が短時間であれば入域できるレベルであるが、遮蔽ブロックの取外しにより線量が増加することも予想され、作業員の被ばく低減を目的とした装置
XYθテーブル（2) 遮蔽ブロック位置及び装置イメージ

マニピュレータ

台車

ツールチャンジャ
エンドエフェクタ

遮蔽ブロック
模擬ブロック
模擬代替遮蔽体

Ｘ－６

被ばくリスク低減の観点から代替遮蔽体を設置した上で、ブロック取外し作業を実施する(3)開発実績
装置の製作/組立を完了。モックアップ機材を用いた工場検証試験を行い、装置システム構成、ブロックへのアクセス性について問題ないことを確認した。
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２. H25年度の実施内容

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2.4 CRD下部及びプラットホームの状況調査装置(１) Ｈ２５年度の開発概要
ＣＲＤ下部及びプラットホームの状況調査の工法を検討するとともに、抽出された課題に対して解決策の検討および要素試作を行う。
(２) アクセスルートと装置構成の(案)X-6ペネ進入/CRD交換用ﾚｰﾙ上移動→ペデスタル開口からペデスタル内に進入→プラットホーム開口部よりペデスタル底部進入。
① 穴拡大ｏｒ
穴開放装置＜重要課題＞
・X-6ペネ～CRDレールﾞ～ペデスタル間で干渉物を撤去する必要がある。

③ ケーブル撤去装置⑤ プラットホーム上部支援装置【凡例】④ 吊具持上げ装置
Ｘ‐6ペネ② 飛散防止装置⑥ プラットホーム調査装置： 調査装置： 干渉物撤去装置： 付帯装置CRDレールレール吊具
225°作業員アクセス口※ 他干渉物（踏み台および堆積物）の対応方針については、A2調査の結果を持って判断。

⑦ CRDスロット開口調査装置(３) 開発実績
明らかになっている課題に対して、優先的に要素試作・試験を実施。試験の結果、実機設計に向けた基礎データを取得した。
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ケーブル切断機構

CRDレール吊具持上げ機構

２. H25年度の実施内容

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2.5 ペデスタル外 １階グレーチング上調査装置(１) 装置概要
狭隘なアクセス口(X-100Bペネ貫通口：内径φ100mm)からＰＣＶ内へ進入し、グレーチング上を安定走行可能な、形状変形機構を有するクローラ型装置(２) 調査ルート及び装置のイメージと開発課題
課題：狭隘部
通過(φ100)
X-100B
既設ｶﾞｲﾄﾞﾊﾟｲﾌﾟ

課題：ｸﾞﾚｰﾁﾝ
ｸﾞ上安定走行ｶﾞｲﾄﾞﾊﾟｲﾌﾟ走行時

ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞ走行時

進行方向

X-100B
既設ｶﾞｲﾄﾞﾊﾟｲﾌﾟ

変形ガイトパイプ
進行用カメラ１階ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞ

温度計

クローラ（2個）

調査用カメラ

概略寸法：220(L)×290(W)×95(H)mm

線量計

概略寸法：600(L)×70(W)×95(H)mm

装置の外観

走行試験状況

CRDﾚｰﾙ地下階
ＰＣＶ
課題：
ｹｰﾌﾞﾙ牽引【１階平面図】【ＰＣＶ断面】

X-6

装置

高線量ｹｰﾌﾞﾙ：調査ルート（案）：調査経路及び範囲は現場状況による。

PCV内調査ルート(計画案)

ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞ上走行性確認

ｹｰﾌﾞﾙ牽引走行確認(３) 開発実績装置の開発と実機大模擬体の設計/製作を実施。これにより、装置の機能と操作性の検証を行い、合せて実証試験での作業手順を確立した。
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２. H25年度の実施内容

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2.6 ペデスタル外 地下階及び作業員アクセス口調査装置(１) Ｈ２５年度の開発概要
全年度の検討結果を受け、ペデスタル外の地下階へアクセスする工法の検討を実施するとともに、明らかになった課題に対して要素試作及び評価を実施する。
(２) アクセスルートと装置構成の(案)CRDレール
昇降支援装置

上部支援装置

X-6ペネ

開口部

1階ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞ上走行
ﾃﾞﾌﾞﾘ調査装置

アクセスルートと装置構成のイメージ

地下階走行(３) 開発実績
開発の優先度を考慮して要素試作対象を選定。要素試験の結果、機構の成立性と実機設計に向けた基礎データを取得した。

旋回(90°)＜重要課題＞
・X-6ペネ～1階ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞ～地下階 と、複数の階層を長距離移動する必要がある。
↓＜アクセスルートと階層間の支援＞① X-6ペネ進入② CRDﾚｰﾙ上走行③ 1階ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞへ降下⇒別装置による降下支援：昇降支援装置④ 1階ｸﾞﾚｰﾁﾝｸﾞ上走行⑤ 開口部進入/地下階へ降下⇒別装置による降下支援：上部支援装置⑥ 地下階走行/燃料ﾃﾞﾌﾞﾘ調査へ
昇降支
援機構

CRDﾚｰﾙ模擬

ｹｰﾌﾞﾙ把持機
構

ｹｰﾌﾞﾙ
送り機構

ﾍﾞｰｽﾕﾆｯﾄ

送り対象(ｹｰﾌﾞﾙ)

昇降

昇降支援装置の要素試作

上部支援装置の要素試作©International Research Institute for Nuclear Decommissioning２. H25年度の実施内容

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2.7 燃料デブリ計測装置（1）開発目標
燃料デブリと推定される溶融物の位置と分布を把握する計測装置を開発する。
（2)実施内容・H24年度に選定した光切断方式をもとに装置基本設計を実施する。
・要素試験により適用条件下による性能を確認し、基本設計の妥当性を評価する。
・また、光切断方式以外の計測手法(成分計測等)ついて追加調査を行い、その計測手法を用いた装置の成立性を評価する。
ｼｰﾄ光

光切断方式計測原理

入力画像例
シート光画像

処理結果1
反射率画像

処理結果2
距離画像

・暗闇環境下でｼｰﾄ光を掃引しながら連続画像を取得

・ｼｰﾄ光掃引中の画像（数百枚）から作成
・画素値はｼｰﾄ光反射率を反映
・霧や水中でも鮮明な画像を取得可能

・画素値は奥行距離を反映（濃：遠い、淡：近い）・3D点群ﾃﾞｰﾀで距離情報を取得しているので、形状識別が可能

光切断方式による計測画像例

外観・形状計測以外の計測手法整理（3）開発実績
デブリ計測装置のシステム構成案を策定した。また、霧環境や水中での視認困難な透過率条件下においても、光切断方式であれば計測可能であることを要素試験で確認した。
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

３. まとめ11(1)燃料デブリ取出しに先立ちＰＣＶ内の燃料デブリ分布状況を把握することを目的に、これまでにペデスタ ル
内外を調査対象とした装置の開発を進めてきた。
(2)今後も関連する他プロジェクトとの整合をはかりながら、『燃料デブリ・炉内構造物の取出技術の開発』等に資する現場情報を取得できるよう、開発を進めていく。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning