日本原子力研究開発機構大洗研究所(北地区)の核燃料物質使用変更許可申請について

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
大洗研究所

目次
【燃料研究棟】（1）新型燃料の開発研究の完了に伴う変更について（2）貯蔵容器の金属容器詰替え作業に係る変更について（3）貯蔵容器の開封点検の削除に係る変更について（4）保管廃棄施設の追加に伴う変更内容について（5）設備の維持管理及び一部撤去するための変更について（6）変更に伴う安全対策について（7）今後の予定について【安全管理棟】

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（1）新型燃料の開発研究の完了に伴う変更について
燃料研究棟の既許可の本文「使用の目的」の記載は以下のとおり。
①ウラン・プルトニウム混合窒化物燃料、合金燃料等の調製、確性試験、高温における特性試験及び照射用燃料棒を製作し、試験研究用原子炉で照射試験を行い、照射下の燃料の健全性を評価する。また、研究で使用した実験済試料からの核燃料物質の分離回収、廃棄物処理、廃棄物中のプルトニウムの計量等に必要な技術開発を行う。
②研究で使用した実験済試料の安定化処理を行い、核燃料物質の集約施設への搬出まで一時貯蔵を行う。
平成25年の廃止措置決定に伴い、以後、①の燃料研究棟での開発研究を終了し、また、②の実験済試料の安定化処理を完了したため、既許可の①，②を統合し、新たな①とする。
①核燃料物質を集約施設への搬出まで一時貯蔵を行う。搬出までは、核燃料物質の管理基準に従い貯蔵容器の点検を行う。また、貯蔵容器内の核燃料物質の健全性を確認するため、必要な表面観察、元素分析等を行う。
220g（Pu+235U）以下の貯蔵容器はグローブボックス（GB）内で開封しているが、220gを超える9個の貯蔵容器を開封して詰め替えるGBを追加するため、新たに②を追加する。
②核燃料物質の集約施設への搬出に向け、移動用キャスクの制限量220g以下とするため、酸化物原料粉Pu+235U：220gを超える9個の貯蔵容器内の一部の金属容器を取り出し、別の貯蔵容器に詰替えを行う。

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（2）貯蔵容器の金属容器詰替え作業に係る変更について
220g（Pu+235U）を超える9個の貯蔵容器を開封して詰め替える、金属容器詰替え作業を行うため、本文「使用の方法」に1-②として以下の内容を追加する。
グローブボックス内で貯蔵容器から一部の金属容器を取り出す。その後、取り出した金属容器を空の貯蔵容器に詰め替えることにより一容器当たり220ｇ以下とする。
【作業内容】
グローブボックス（109号室）①貯蔵庫から金属容器を封入した貯蔵容器を109号室に移送し、グローブボックスにバッグイン・貯蔵容器【<300g（金属容器収納）】①バッグイン<150g②貯蔵容器を開け、金属容器の一部を取り出す
・貯蔵容器【<150g （金属容器（<150g））収納）】・金属容器（<150g）③一部の金属容器入りの貯蔵容器をバッグアウトし、貯蔵庫に移送し貯蔵

<150g

貯蔵容器

<150g

移送
（管理区域内運搬車）（作業開始前）

③バッグ
アウト

②取出し
<150g

<150g

元貯蔵容器
（<150g）

貯蔵容器

移送（管理区域内運搬車）

<150g

元貯蔵容器
（<150g）

ｙ②金属容器（<150g）
取出し
<150g

・金属容器（<150g ）④空貯蔵容器をバッグインし、取り出した金属容器を収納する⑤バッグ
アウト
④収納

④空容器
バッグイン

移送
（管理区域内運搬車）
<150g

<150g

新貯蔵容器
（<150g）

・金属容器（<150g ）・貯蔵容器（空）空貯蔵容器⑤金属容器1個入りの貯蔵容器をバッグアウトし、貯蔵庫に移送し貯蔵・貯蔵容器【<150g （金属容器（<150g ））】全面マスクを装着した状態でグローブボックス内にて操作を行う。
109号室の他のグローブボックスに核燃料物質がない状態で作業を行う。
貯蔵容器から取り出した金属容器の開封は行わない。
グローブボックスに入れる貯蔵容器は空容器を含め1容器のみ取り扱う。

新貯蔵容器（<150g）（作業完了後）【グローブボックス内の容器の状態】

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（3）貯蔵容器の開封点検の削除に係る変更について
燃料研究棟にあった管理基準を満たしていないプルトニウムを含む貯蔵容器について、開封点検等（開封点検及び安定化処理）を行い、核燃料物質の管理の改善を図る必要があり、安全に実施可能な適切な施設にて実施するとして、変更許可申請書に記載していた。
燃料研究棟における作業がR3年1月に完了するとともに、規制庁及び文科省への報告を完了したため、開封点検等に係る記載を削除する。
R2年2月作業完了。
PFRF

本申請の削除範囲

R2年8月申請削除済。

FMF【削除項目】
・本文「使用の目的」の変更（本資料のP.3に記載）
・本文「使用の方法」1-②（安全対策含む）
・別添ー補足資料１（開封点検等の概要）
・別添ー補足資料２（安全評価）
・添付資料1・添付資料2（基準との適合性）

内圧上昇の可能性がある
貯蔵容器

構内輸送
開封点検

収納物が明らかで内圧上昇の可能性がない貯蔵容器
構内輸送（照射済燃料由来の放射性物質で汚染していない場合）
安定化処理

構内輸送
（照射済燃料由来の放射性物質で汚染した場合）

R2年8月作業完了。
R2年12月削除申請中。

AGF
安定化処理

貯蔵
核燃料物質の集約化までの一時的な貯蔵

貯蔵

既許可 別添-補足資料１（P. (3)-補 1-6）
図4 PFRF、FMF 及びAGF におけるプルトニウムを含む貯蔵容器開封点検等のフロー・ 安定化処理済の酸化物燃料を収納した貯蔵容器の点検は、変更後の本文「使用の目的」の①で示しており、本文「使用の方法」の第2-1表 使用の方法（グローブボックス）で示す、911-DGBに記載の方法で実施するため、削除しても影響はない。
・ 貯蔵容器の貯蔵については、変更後の本文「使用の目的」の①で示しており、本文「使用の方法」の第8－1表 貯蔵設備の使用方法で示す、プルトニウム・濃縮ウラン貯蔵棚に記載の方法で実施するため、削除しても影響はない。

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（4）保管廃棄施設の追加に伴う変更について
H29年6月6日に発生した分析室(108号室)における汚染事
象の復旧作業で発生した物品は、管理区域内（102号室、107号室）で金属製容器（200ℓドラム缶で50本）に保管して点検等している（参考図①）。
参考図① 物品の保管状況例（102号室）

R2年7月、物品に含有する核燃料物質の定量測定を完了して規制庁に報告し、廃棄物として搬出可能となった。しかし、廃棄物管理施設への搬出完了まで4年程度掛かる見込みであるため、本申請により新たな保管廃棄施設を追加して、物品をα固体廃棄物Aとして保管する。
既許可の安全対策（「遮蔽」、「火災等による損傷の防止」）と同じであり、詳細は「添付書類1」に記載
・ 112号室に保管しようとしているα固体廃棄物Aについては、既許可113号室に保管するα固体廃棄物Bに対して、遮蔽評価に用いる線量当量率への影響がないため、113号室に保管するα固体廃棄物Bに起因するγ線及び中性子線について遮蔽能力を評価した結果に変更はない。

新たな保管廃棄施設の追加に伴い、112号室の非破壊計量装置（参考図②）を111号室に移設する。参考資料2 「非破壊計量装置移設に係る安全性について」は申請書とともに提出済。装置に汚染はないため、移設作業に伴い発生する放射性廃棄物は紙バケツ1個程度であり、保管容量に対し十分な余裕がある。
参考図② 非破壊計量装置（112号室）

111号室、112号室及び113号室の使用場所の記載を次ページのとおり変更する。

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（4）保管廃棄施設の追加に伴う変更について
・金属容器に収納（既許可）の完了後は固体廃棄物として、新たな保管廃棄施設112号室（200ℓドラム缶で最大88本設置可能）に保管する。
・本文 第2－1表 使用の方法（実験室等）について111号室、112号室及び113号室の使用場所（部屋名称）、使用目的、使用の概要を変更する。
ドラム缶40本貯蔵
102号室

ドラム缶１0本貯蔵
107号室

113号室

部屋名称変更
111号室

112号室

部屋名称変更、
第2－1表変更

部屋名称変更、
第2－1表追加

施設の構造の変更なし

本文 第24図 固体廃棄施設の位置

本文 第2ｰ1表 使用の方法（実験室等）
使用場所

使用目的

使用の概要

111号室

廃棄物中の核燃料固体廃棄物中に含まれる核燃料物質を非破壊計量装置を(廃棄物計量室)

物質の定量
α固体廃棄物保管

112号室(廃棄物保管室2)108号室汚染物品を分別し、金属容器に収納完了したものを含むα固体廃棄物を廃棄物管理施設へ移送するまでの(廃棄物保管室1)
113号室

使用して評価する。

間、保管する。
α固体廃棄物保管

α固体廃棄物を廃棄物管理施設へ移送するまでの間、保管する。

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（5）設備の維持管理及び一部撤去するための変更について【設備の維持管理について】
燃料研究棟における開発研究の終了に伴い、以下のGBを核燃料物質を取り扱わない設備（維持管理設備）とする。
新型燃料の開発研究に使用していたGBについては、核燃料物質による汚染があるた
め、施設の廃止措置まで負圧制御機能、警報機能のみ維持する。
参考 追加する維持管理設備の一覧
使用設備の名称
グローブボックス
１０１－Ｄ
１０２－Ｄ
１０３－Ｄ
１０４－Ｄ
１０５－Ｄ
１０６－Ｄ
１０７－Ｄ
１０８－Ｄ
１２３－Ｄ
１２４－Ｄ
１４２－Ｄ
グローブボックス
２０１－Ｄ
２０２－Ｄ
２１２－Ｄ
グローブボックス
７１１－Ｄ
グローブボックス
９０１－Ｄ
９０２－Ｄ
９１２－Ｄ

使用目的
物品搬出入
高温合成反応粉砕・混合の準備
粉砕・混合秤量
試料の一時保管
焼結
粉末成形
金相試験
合金燃料製造
試料成型

高温熱処理
熱定数測定
蒸気圧測定
高温音速測定溶接準備
燃料ピン溶接燃料ピン溶接部の熱処理

個 数

設置場所

901-D

11台

101号室
(調製室)

3台

102号室
(物性室)

1台

107号室
(SEM室)

3台

109号室(照射準備室)既許可の安全対策と同じであり、詳細は「添付書類1」に記載

902-D

GB（901-D、902-D）

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（5）設備の維持管理及び一部撤去するための変更について【設備の一部撤去について】
燃料研究棟における開発研究のうち照射用燃料棒の製作終了に伴い、燃料棒貯蔵棚を撤去する。
燃料棒貯蔵棚には、H23年1月以降貯蔵しておらず、今後、使用予定なし。
参考資料3「燃料棒貯蔵棚撤去に係る安全性について」は申請書とともに提出済。汚染はないため、撤去作業に伴い発生する放射性廃棄物は紙バケツ2個程度であり、保管容量に対し十分な余裕がある。

燃料棒貯蔵棚（燃料棒貯蔵容器：300g貯蔵可）

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（6）変更に伴う安全対策について
本変更申請のうち、「（2） 貯蔵容器の金属容器詰替え作業に係る変更」については、9個のPu+235U ：220gを超える貯蔵容器の金属容器詰替え作業に限定する。安全対策を以下に示す。
・ 「閉じ込め」、「遮蔽・被ばく」、「火災・爆発」、「施設内運搬における臨界」については既許可と同じである。詳細は本文 「使用の方法」の1-②及び別添-補足資料1に記載。
・ 「GBでの貯蔵容器取扱いにおける臨界」については、作業を行うGBの最大取扱量を、貯蔵容器の貯蔵制限量である300gとした場合の評価において未臨界であることを確認している。詳細は申請書の別添-補足資料2に記載。
評価の概略は以下に示すとおり。

109号室(照射準備室）

150

150

911-D

150

901-D及び902-D

901-D

150

902-D

核燃料物質単一ユニット
911-D及び912-D

150

912-D

150

150

150

：金属容器詰替え作業を行うGBの単一ユニット：その他のGBの単一ユニット［平面無限格子配列モデル（㎝）］

109号室内のGB配置図評価に用いる核燃料物質量について金属容器詰替え作業を行うGB：
Pu=300ｇ、その他のGB：Pu= 220gとした。

臨界評価は、平面無限格子配列の中心に金属容器詰替え作業を行うGB(911-D及び912-Dの単一ユニット）が存在し、その周りに、その他のGBが配列されているものと仮定して解析を行った。
計算の結果、実効増倍率は 0.3310±0.0006 （3σ) であり十分に未臨界である。

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（７）今後の予定について【その他規定類の申請について】
本申請の他に、以下の申請を行う。
・ （RI変更許可申請） 112号室の非破壊計量装置の移動に係る使用場所の一部削除に係る変更はR3年6月14日申請済。
・（保安規定） 本申請の許可後に変更認可申請を行う。
・（保障措置（SG）の「設計情報質問書(DIQ）」） 112号室の部屋の利用目的の変更及び貯蔵設備の一部撤去に係る変更は本申請の許可後に行う。
・（核物質防護（PP）の「核物質使用施設等核物質防護規定」） 別添、参考資料の変更は本申請の許可後に行う。
【核燃料物質使用変更許可申請について】「（2） 貯蔵容器の金属容器詰替え作業」が完了した後に、以下の申請を行う。
・Pu+235U：220gを超える貯蔵容器の金属容器詰替え作業に係る記載を削除し、911-D GBの最大取扱量及び貯蔵設備（貯蔵容器）の貯蔵制限量を300gから220gに変更する。
・今後使用しないGB等の記載の削除及び「撤去に係る安全性について」の提出。
・共通編、施設編における公衆被ばく評価（気象データ）の見直し。
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安全管理棟（施設番号5）の使用変更許可申請の概要（1/5）①使用の場所の明確化に係る変更
核燃料物質を校正室以外で使用しないことから、使用施設を校正室とし見直しを行う。使用施設の範囲を明確化するための変更であり、既存の設備や安全機能に影響を与える変更ではない。
変更前
7. 使用施設の位置、構造及び設備
7.1 使用施設の位置
安全管理棟は、日本原子力研究開発機構大洗研究所（北地区）敷地内東部に位置する。
当施設の敷地は、安全情報交流棟に隣接している。第２図に安全管理棟周辺図を示す。

変更後
7. 使用施設の位置、構造及び設備
7.1 使用施設の位置

使用施設の位置

7.2 使用施設の構造
安全管理棟建家は鉄筋コンクリート造り平家建（一部二階）、耐火構造（建築基準法に掲げる耐火性能を有する。）であり、耐震性（建築基準法施行令に定められている水平震度0.2を満足する。）である。室の構成は、化学分析室、試料処理室、計測室、校正室、校正準備室、全身計測室、モニタ監視室及び居室（居室、健康相談室、防護活動本部室）などで構成され、二階には排風機室さらに別棟として機械室、工作室、除染資材倉庫などがある。
安全管理棟の総床面積は9,338㎡で、床は耐酸塩ビシート一体仕上げである。
安全管理棟の平面図を第3図に示す。

安全管理棟は、茨城県東茨城郡大洗町南端の国立研究開発法人日本原子力研究開発機構大洗研究所（北地区）の敷地内東部に位置する。
当施設の敷地は、安全情報交流棟に隣接している。第１図に安全管理棟周辺図を示す。
安全管理棟で核燃料物質を使用する室は、校正室である。
なお、「核原料物質又は核燃料物質の製錬の事業に関する規則等の規程に基づく線量限度等を定める告示（平成２７年原子力規制委員会告示第８号）」で定める「管理区域に係る線量等」の基準に該当しないため、管理区域を設けない。
第２図に安全管理棟平面図を示す。

7.2 使用施設の構造
使用施設の名称

校正室

構造
校正室は、鉄筋コンクリー
ト造り平家建、耐火構造である。

床面積

設計仕様

約46m2

床：モルタル下地Pタイル貼り
壁：モルタルプラスターV.P仕上
天井：軽量下地吸音板貼り

12安全管理棟（施設番号5）の使用変更許可申請の概要（2/5）
変更前
7.3 使用施設の設備(1) 校 正 室
α線用及びβ線用サーベイメータ(2) 校正準備室 α線用及びβ線用サーベイメータ、ＧＭ検出器スケーラ、ガスフロー検出型スケーラ、ＮａＩ（Ｔl）検出器型測定装置(3) 計 測 室
ＺｎＳ検出器型スケーラ、ガスフロー検出器型スケーラ、ＧＭ検出器型スケーラ、Ｇｅ（Ｌｉ）半導体検出器型測定装置

変更後
7.3 使用施設の設備
使用設備の名称

個数

放射線管理設備

各1仕様
サーベイメータ（α線用、β線用）②許可基準規則の適合性に係る記載の追加
既許可における許可基準規則への適合性を明確にするため、添付書類１に許可基準規則の適合性の記載を追加する。
添付書類１：許可基準規則の適合性に係る記載許可基準規則（政令第41条非該当施設に関係する条文を抜粋）

添付書類１ 許可基準規則の適合性に係る記載

第二条
使用施設等は、放射性物質を限定された区域に適切に閉じ込めることができるものでなければならない。

１．閉じ込めの機能
1.1 概要本施設で取り扱うプルトニウム及びウラン線源は密封状態であり、散逸のおそれはない。
1.2 換気設備
該当なし
1.3 管理区域
該当なし

13安全管理棟（施設番号5）の使用変更許可申請の概要（3/5）
許可基準規則（政令第41条非該当施設に関係する条文を抜粋）

添付書類１ 許可基準規則の適合性に係る記載

第三条
使用施設等は、放射性物質からの放射線に対して適切な遮蔽能力を有するものでなければならない。

２．遮蔽
本施設において使用する核燃料物質は、プルトニウム並びに天然ウラン及びその化合物である。使用する量も少ないことから、施設内に遮蔽物は設けていない。
なお、本施設は、遮蔽を考慮しない条件で施設の最大存在量の核燃料物質を取り扱うことを想定した場合でも、人が常時立ち入る場所における実効線量は、三月間につき1.3mSvを超えないため管理区域を設けない。

第四条
使用施設等は、火災又は爆発によりその安全性が損なわれないよう、火災及び爆発の発生を防止することができ、かつ、火災及び爆発の影響を軽減する機能を有するものでなければならない。
２ 使用前検査対象施設には、火災又は爆発によりその安全性が損なわれないよう、前項に定めるもののほか、消火を行う設備（次項において「消火設備」という。）及び早期に火災発生を感知する設備を設けなければならない。
３ 消火設備は、破損、誤作動又は誤操作が起きた場合においても安全上重要な施設の安全機能を損なわないものでなければならない。

３．火災等による損傷の防止
3.1 火災防止対策
本施設は鉄筋コンクリート造りである。建家の大部分は、鉄筋コンクリート等の不燃材料で構成されており、また、施設内の設備機器類も大部分金属その他の不燃材料で構成されているため、火災の発生するおそれは少ない。
また、線源は耐火性の鋼製貯蔵箱に貯蔵している。
3.2 爆発防止対策
本施設には、爆発を起こす設備はないため該当なし。
3.3 火災の拡大防止対策
建家内各所には、消防法に基づく火災警報器を設けて火災の早期発見に備え、さらに初期消火できるよう、屋内消火栓並びに油火災、一般火災及び電気火災共通に使用できる粉末消火器を建家内に配置している。

第五条
使用施設等には、人がみだりに管理区域内に立ち入らないように壁、柵その他の区画物及び標識を設けなければならない。
２ 使用施設等には、業務上立ち入る者以外の者がみだりに周辺監視区域内に立ち入ることを制限するため、当該区域の境界に柵その他の人の侵入を防止するための設備又は標識を設けなければならない。ただし、当該区域に人が立ち入るおそれがないことが明らかな場合は、この限りでない。

４．立入りの防止
本施設は、壁等により区画され、人がみだりに立ち入らないようにするための措置が講じられている。また、業務上立ち入る者以外の者がみだりに周辺監視区域に立ち入ることを制限するため、当該区域の境界に柵又は標識を設ける。

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安全管理棟（施設番号5）の使用変更許可申請の概要（4/5）
許可基準規則（政令第41条非該当施設に関係する条文を抜粋）

添付書類１ 許可基準規則の適合性に係る記載

第六条
使用施設等（使用前検査対象施設を除く。）は、想定される自然現象による当該使用施設等への影響を適切に考慮したものでなければならない。

５．自然現象による影響の考慮
5.1 施設の地盤
本施設は、平坦な場所に建設され、安定した地層に支持されており、地滑り、陥没等のおそれはない。
5.2 地震による損傷の防止
本施設の耐震・構造強度は、建築基準法に基づき水平震度0.2で設計しているため、倒壊のおそれはない。
5.3 津波による損傷の防止
本施設は、大洗研究所（北地区）の敷地内東部の標高約37ｍの台地に位置するため、津波による被害を受けるおそれはない。
5.4 外部からの衝撃による損傷の防止
本施設は、建築基準法に従い風圧力等の外力も考慮した設計を行っており、風（台風）による被害を受けるおそれはない。また、敷地内には窪地をせき止めて造成した夏海湖があり、水面は標高約29ｍ、最深部は約6ｍである。敷
地に降った雨水等の表流水のほとんどが夏海湖に集まり、一般排水溝に流れる経路となるが、大雨等により万が一夏海湖が増水した場合にでも、地形的な関係から敷地北部の谷地を流れる経路となり、谷地や水路を伝って涸沼に流れる。このような地形及び表流水の状況からみて降水・洪水によって施設の安全機能を損なうおそれはない。

第二十三条
貯蔵施設には、次に掲げるところにより、核燃料物質を貯蔵するための施設又は設備を設けなければならない。
一 核燃料物質を貯蔵するために必要な容量を有するものであること。
二 核燃料物質を搬出入する場合その他特に必要がある場合を除き、施錠又は立入制限の措置を講じたものであること。
三 標識を設けるものであること。
２ 貯蔵施設には、核燃料物質を冷却する必要がある場合には、冷却するために必要な設備を設けなければならない。

２２．貯蔵施設
貯蔵施設に核燃料物質を貯蔵するための設備として貯蔵箱を設ける。貯蔵箱は、核燃料物質を貯蔵するための十分な容量を有し、貯蔵箱には許可なくして触れることを禁ずる旨の標識を設け、扉は施錠する。
なお、貯蔵する量は少量であり、崩壊熱は無視できることから冷却等は不要である。

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安全管理棟（施設番号5）の使用変更許可申請の概要（5/5）
許可基準規則（政令第41条非該当施設に関係する条文を抜粋）

添付書類１ 許可基準規則の適合性に係る記載

第二十四条
廃棄施設には、次に掲げるところにより、放射性廃棄物を処理するための施設又は設備を設けなければならない。
一 管理区域内の人が常時立ち入る場所及び周辺監視区域の外の空気中の放射性物質の濃度を低減できるよう、使用施設等において発生する放射性廃棄物を処理する能力を有するものであること。ただし、空気中に放射性物質が飛散するおそれのないときは、この限りでない。
二 周辺監視区域の境界における水中の放射性物質の濃度を低減できるよう、使用施設等において発生する放射性廃棄物を処理する能力を有するものであること。
２ 廃棄施設には、放射性廃棄物を保管廃棄する場合は、次に掲げるところにより、保管廃棄施設を設けなければならない。
一 放射性廃棄物を保管廃棄するために必要な容量を有するものであること。
二 外部と区画されたものであること。
三 放射性廃棄物を冷却する必要がある場合には、冷却するために必要な設備を設けるものであること。
四 放射性廃棄物を搬出入する場合その他特に必要がある場合を除き、施錠又は立入制限の措置を講じたものであること。
３ 放射性廃棄物を廃棄するための施設又は設備には、標識を設けなければならない。

２３．廃棄施設
本施設では、核燃料物質を密封状態で使用するため廃棄施設を設けない。

第二十五条
２４．汚染を検査するための設備密封されていない核燃料物質を使用する場合にあっては、使用施設等には、 本施設では、核燃料物質を密封状態で使用するため汚染を検査するための設備を設けない。
管理区域内の放射性物質により汚染されるおそれのある場所から退出する者の放射性物質による汚染を検査するために必要な設備を設けなければならない。

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