福島第一原子力発電所 ２号機
ミュオン測定による炉内燃料デブリ位置把握の進捗状況について（途中経過）
2016年5月26日
東京電力ホールディングス株式会社

本資料の内容は、技術研究組合国際廃炉研究開発機構（IRID）の事業の一環として、東京電力が実施するものである。

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概要

平成25年度補正予算廃炉・汚染水対策事業費補助金「原子炉内燃料デブリ検知技術の開発」（国プロ）にて，原子炉を通過する宇宙線ミュオンの測定により，炉内燃料デブリを検知する技術を開発。
平成27年2月～9月に１号機でミュオン透過法の測定を実施。炉心域に１ｍ程度以上の大きな燃料の塊がないという結果を得た。
2号機においても，平成28年3月22日より，ミュオン透過法の測定を開始しており，その途中経過を報告する。
N

写真撮影方向装置設置位置（原子炉建屋西側）

2号機原子炉建屋（１階断面図）ミュオン測定装置設置（小型装置，約1m×1m×高さ1.3m）©Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc. All Rights Reserved.

ミュオン測定装置 設置位置

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2２号機 ミュオン透過法測定
ミュオン透過法の計測原理は，飛来するミュオンを検出器内の2枚のパネルで検知し，通過したパネルの座標からミュオンの軌跡を算出。

西使用済燃料プール
概略位置

炉心
概略位置

パネル①
パネル②
X軸

東

検出器

X軸

宇宙線ミュオン

原子炉圧力容器（RPV）底部の仰角約140mrad（約8度）

原子炉建屋を透過するミュオンの測定イメージ（東西断面図）Y軸

Y軸

使用済燃料プール（SFP）

北南

ミュオン透過法の計測原理（イメージ）

２号機の原子炉建屋を透過するミュオン数を測定し，ミュオンの透過率から炉心部や原子炉圧力容器底部の燃料デブリを撮影する。
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検出器

原子炉建屋を透過するミュオンの測定イメージ（南北断面図）無断複製・転載禁止 東京電力ホールディングス株式会社

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ミュオン透過法測定によって得られる画像（イメージ）
N

測定装置

ミュオン透過率に応じて，断面上にイメージを投影©Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc. All Rights Reserved.

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ミュオン透過率の測定結果
北

南

北

原子炉建屋の壁や床，原子炉周辺の主要構造物をモデ
ル化し，ミュオン測定装置の設置位置から原子炉建屋を見上げた場合のミュオン透過率を解析。

シミュレーション

南＜解析条件＞
・炉心域：燃料無し
・RPV底部：燃料無し
・SFP内：満水

シミュレーション
北南＜解析条件＞
・炉心域：燃料有り
・RPV底部：燃料有り
・SFP内：満水©Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc. All Rights Reserved.

北南【測定結果】
実機のミュオン透過率（H28.5.20時点）
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ミュオン透過率の評価
北東西

測定結果（H28.5.20時点）南

透過率大（物質なし）

仰角θ
水平角Φ
測定方向

得られた測定データからミュオンの透過率を評価。
透過率大＝物質が存在しない
透過率小＝物質が存在する（影が見える）

透過率小（物質あり）

圧力容器
格納容器外周遮へいコンクリート

格納容器外周の遮へいコンクリートや使用済み燃料プールなどの構造体の影を確認。順調にデータを得られている。

圧力容器上端
使用済
燃料プール

炉心高さ
圧力容器下端

今後，測定の継続によりデータを蓄積し，データの検証・整理を継続する。
※ 上下画像は同一の画像©Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc. All Rights Reserved.

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概略工程
H27年度
12月

1月

H28年度
2月

3月

4月

5月

6月

7月

▼ 国プロ終了
3/16▼

小型装置現場適用準備
現場設置方法検討

装置搬入／現場設置
電源・通信ケーブル
敷設作業
測定終了
（予定）
▼

測定／評価▲
測定開始
3/22

▲
中間報告
5/26

装置撤去調整中©Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc. All Rights Reserved.

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まとめ

２号機のミュオン透過法測定では，主要な構造体の影が確認できており，順調にデータを得られている。
格納容器外周の遮へいコンクリートの影を確認。
使用済燃料プールの位置に影を確認。
原子炉圧力容器底部についても測定範囲に入っていることを確認。

今後，測定の継続によりデータを蓄積するとともに，データの検証・整理を継続する。
測定は順調に進捗しており，ミュオン透過法の有効性を再確認したことから，他号機を含めた今後のミュオン測定の計画立案についても検討していく。

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8（参考）測定結果の評価 ～ ミュオン透過率の評価（２）
測定結果（H28.5.20時点）

北東西

透過率大（物質なし）
南

仰角θ
水平角Φ

透過率小（物質あり）

測定方向
圧力容器得られた画像をより鮮明に解釈するため，画像のコントラストを調整。
（透過率0.35～0.65でカットオフ）

格納容器外周遮へいコンクリート

使用済
燃料プール
炉心高さ

※ 上下画像は同一の画像©Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc. All Rights Reserved.

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9（参考）西側高台の影について
tanθ=-0.2以下の影が消失している方向と法面の高さが概ね一致

tanθ=-0.2（西）(OP.35 m)

断面図
原子炉建屋

OP.30 m

タービン建屋（東）

平面配置図

tanφ＜0の領域に西側高台の影を確認

tanφ=0.5Ntanθ＜0北南

南北※ tanθ＜0の測定は，背面からのミュオンによる測定のため，画像左右の南北が逆転する。
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１号
１号
タービン建屋
原子炉建屋

2号
原子炉建屋

tanφ＝－0.52号
タービン建屋

tanφ=-0.5以下の影が低い方向と，高台の地形が概ね一致（高台は南側が低くなっている）
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測定結果（H28.5.20時点）（参考）測定結果（補正※前）
PCV壁面
RPV壁面

（SFP）

炉心高さ
RPV底部
（地面OP.10,250）（山側高台）① 測定結果(1F2)② シミュレーション(1F2)① 測定結果(1F2)※ アクセプタンス・フラックス補正
ミュオン透過法装置は，中心部が明るく，外周が暗く写る特性がある（右図）。ミュオン透過率の評
価では，これを平坦に規格化（補正）している。

② シミュレーション(1F2)©Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc. All Rights Reserved.

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11（参考）1号機 ミュオン透過法測定の実績
鮮明ではないが，測定データでは，図面から予想される位置に機器等を確認
格納容器･原子炉の境界も一致

格納容器の境界炉心域に１ｍ程度以上の大きな燃料の塊がないという結果を得た（使用済燃料プールには燃料と思われる高密度物質の存在を確認）

原子炉の境界
炉心の境界

非常用復水器（IC）

使用済燃料プール（測定地点１）©Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc. All Rights Reserved.

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