第42回原子力委員会
資料第1号

燃料デブリ取り出しに向けた至近の取り組み（2号機試験的取り出しに向けた準備状況）

2021年12月14日
東京電力ホールディングス株式会社

1．燃料デブリ取り出しの工程と実施内容（1/3）
 燃料デブリの取り出しについては、取り出しの初号機を2号機とし、試験的取り出しから開始し、その後、段階的に取り出し規模を拡大していく計画
RMマイル
ストーン

初号機の燃料デブリ※新型コロナウイルス感染拡大の影響で取り出し開始（2021年内） 1年程度遅延する見込み
建屋内
環境改善

試験的取り出し
(2号機)
段階的な
取り出し
規模の拡大
(2号機)
取り出し
規模の更なる拡大(1/3号機)試験的取り出し・内部調査

取出装置等の製作・設置

燃料デブリの性状分析
建屋内環境改善

燃料デブリ取出設備／安全システム／
燃料デブリ一時保管設備／メンテナンス設備

設計・製作

設置

段階的な
取り出し
規模の拡大
燃料デブリの性状分析

1号機

建屋内外環境改善

建屋内：線量低減／干渉物撤去等
建屋外：1・2号機排気筒撤去／変圧器撤去等

3号機

建屋内外環境改善

建屋内：PCV水位低下／線量低減等
建屋外：3・4号機排気筒撤去／変圧器撤去等

燃料デブリ取出設備／安全システム／燃料デブリ保管施設／メンテナンス設備／訓練施設等※
概念検討

現場適用性検証、開発
設計
製作・設置・取り出し※ 2019年12月中長期ロードマップ改訂(政府決定)を受けた対外公表工程（遠隔据付、ダスト拡散抑制等）※3号機を先行して検討を進め、1号機に展開することを想定

1

1．燃料デブリ取り出しの工程と実施内容（2/3）
 これまでの2号機PCV内部調査の結果、以下を確認
 ペデスタル内のプラットフォーム上および地下階へアクセスすることが可能なこと
 プラットフォーム上及び地下階に堆積物が存在しており，一部は把持して動かせること

2018年1月

2019年2月①

ペデスタル内プラットフォーム上調査結果

プラットフォーム上堆積物の把持状況（概要図①の付近）

ペデスタル内地下階調査結果

地下階堆積物の把持状況（概要図②の付近）② ペデスタル内概要図2

1．燃料デブリ取り出しの工程と実施内容（3/3）
 燃料デブリ取り出しを進めるにあたり、燃料デブリの分布と既設構造物の状態等を把握することは重要であり、原子炉格納容器内部調査及び試験的取り出しを実施していく計画
 試験的取り出しは原子炉殻用容器内部調査に使用する調査装置を用いて，少量の燃料デブリを取り出す
 取り出した燃料デブリは構外分析施設へ輸送し、性状把握を実施
 試験的取り出しは性状把握だけでなく、将来的な取り出し装置の検証や確認を行うことにより、将来的な取り出し作業の安全性向上を図ることに資する。
採取試料の分離と計量後、構外輸送容器へ収納

台車にて容器をグローブボックスに移動

調査設備
原子炉建屋内グローブボックス

構外運搬し、構外分析構外運搬し、構外分析
3

2-1．2号機の試験的取り出し・内部調査の計画概要
 2号機においては，PCV内部調査及び試験的取り出し作業の準備段階として，作業上の安全対策及び汚染拡大防止を目的として，今回使用する格納容器貫通孔（以下、X-6ペネ）に下記設備を設置する計画
 X-6ペネハッチ開放にあたり，PCVとの隔離を行うための作業用の部屋（隔離部屋）
 PCV内側と外側を隔離する機能を持つ X-6ペネ接続構造
 遮へい機能を持つ接続管
 アーム型装置を内蔵する金属製の箱（以下、エンクロージャ） 上記設備を設置した後，アーム型装置をX-6ペネからPCV内に進入させ，PCV内障害物の除去作業を行いつつ，内部調査や試験的取り出しを進める計画
X-6ペネ接続構造
エンクロージャアーム型装置（格納時)

格納容器の壁
1階グレーチング
CRDレール

アーム型装置（調査時)
CRDハウジング
ペデスタル

X6ペネ
PCV
接続管

ペデスタル開口部（地上階）

2号機 試験的取り出し・内部調査の計画概要
4

2-2．作業のステップ（1/2）
0. 事前準備作業

４. ロボットアーム設置●事前にスプレイ治具取付事前作業（X-53
ペネ孔径拡大）を実施

隔離弁
ロボットアーム

１. 隔離部屋設置（実施中）●ハッチ開放にあたり事前に隔離部屋を設置

５. 内部調査及び試験的取り出し作業
２. X-6ペネハッチ開放①ロボットアームによる原子炉格納容器内部調査

ハッチ開放装置●ハッチ開放装置によりハッチを開放

３. X-6ペネ内堆積物除去
X-6ペネ内部にある堆積物・ケーブル類を除去する●アーム先端の【AWJ】
で干渉物（CRDレール、電線管等）を除去②ロボットアームによる試験的取り出し●【低・高圧水】で堆積物の押し込み

燃料デブリ回収装置先端部●【AWJ】でケーブル除去<金ブラシ型> <真空容器型>（次スライドへ）●【押し込み装置】でケーブルを押し込み（注記）
・隔離弁：原子炉格納容器内/外を仕切るために設置した弁
・AWJ（アブレシブウォータージェット）：高圧水に研磨材（アブレシブ）を混合し、切削性を向上させた加工機

5

2-2．作業のステップ（2/2）
 試験的取り出し後の燃料デブリについては、汚染拡大の防止及び遮へいにより、作業員および外部への影響がないよう取り扱う計画で検討中（前スライドより）

６. 燃料デブリ回収装置先端部の収納
双腕マニピュレータ

エンクロージャ回収装置先端+容器接続管

構内輸送用容器●内部を負圧にしたグローブボックスに受入●エンクロージャ内で双腕マニピュ
レータにより容器へ収納
隔離弁

７. 構内輸送用容器へ収納・線量計測
線量計測

８. グローブボックス受入・計量

グローブボックス●グローブボックス内で計量、容器への収納を実施<グローブボックス外観>

９. 容器の取出し・輸送容器へ収納・搬出●エンクロージャ内
で構内輸送用容器
へ線量計測後収納●ビニール製バッグにて汚染拡大防止を図りながら容器を取出し●汚染拡大防止を図りながら取外し●構外輸送容器へ収納し、輸送車両へ積載
ビニール製バッグ
構外輸送容器※輸送車両へ運搬※:輸送前に、輸送物の表面線量・汚染密度等を測定し、法令基準以下であること確認

10. 構外輸送及び構外分析

6

3．現場作業の進捗状況（X53ペネ孔径拡大） 放射性ダストの発生が予想されるX-6ペネ内堆積物除去作業，PCV内干渉物切断時のダスト抑制のため，X6ペネ近傍のX-53ペネからスプレイする計画。
X-6

 スプレイ治具（φ100）を挿入するには，現在のX-53ペネ閉止フランジに設けられている孔径（φ50）では小さいため，X-53ペネ閉止フランジの既設孔径をφ130に拡大を行う。
 スプレイ治具はX-6ペネ堆積物除去作業前に取付け，ダスト発生作業時にスプレイすることにより，ダスト抑制を行う計画。
常設監視計器X-53

２号機原子炉建屋１階

ペネ配置図

ｽﾄﾗﾌﾞｸﾞﾘｯﾌﾟ X-53ペネ（内径 約φ140）
隔離弁(φ65)
X-53ペネ
耐放ｶﾒﾗ・照明
ｽﾌﾟﾚｲ治具
既設孔φ50

現在の状態
加工機

ﾉｽﾞﾙ振り出し機構

X-53ペネ
X-6ペネ

孔径拡大時

加工機(ﾎｰﾙｿｰ)で
X-53ペネ閉止フランジ φ130に拡大

孔径拡大イメージ

スプレイ時イメージ

ｽﾌﾟﾚｲﾉｽﾞﾙ

スプレイ治具先端
7

3．現場作業の進捗状況（X53ペネ孔径拡大） X-53ペネの孔径拡大作業を9月から10月にかけ実施し、孔径をφ50mmからφ130に拡大①常設監視計器撤去

0

常設監視計器撤去前
隔離弁 ｽﾄﾗﾌﾞｸﾞﾘｯﾌﾟ

②プラグ取付
常設監視計器②プラグ取付

フランジ

閉止ﾌﾟﾗｸﾞ

孔径φ50

X-53

⑤孔径拡大

④隔離機構取付③隔離弁撤去加工機（ﾎｰﾙｿｰ）

隔離機構
（隔離弁）

③隔離弁撤去④隔離機構取付①常設監視計器撤去後

切断⑥スプレイ治具取付⑤孔径拡大（実施済）⑥スプレイ治具取付

閉止板

スプレイ治具現状

閉止板

ペネ孔径拡大前（孔径φ50）

ペネ孔径拡大後（孔径φ130）

隔離機構

X53ペネ（現状）83．現場作業の進捗状況（隔離部屋設置）
 ロボットアームをPCVに進入させるX-6ペネはハッチが閉じられているため、X-6ペネハッチの開放作業を実施する。
 まず、X-6ペネハッチ開放にあたり、PCVとの隔離を行うための作業用の部屋（隔離部屋）を設置する。
 隔離部屋設置後は遠隔操作可能なハッチ開放装置により、X-6ペネハッチのボルトナットを切断し、X-6ペネハッチを開放する。

X-6
隔離部屋

２号機原子炉建屋１階

ペネ配置図

X-6ペネ隔離部屋のイメージ

ハッチ開放装置のイメージ

9

3．現場作業の進捗状況（隔離部屋設置）
 隔離部屋の設置作業を行うに先立ち、X-6ペネに設置している閉止プラグの交換作業を実施

X-6ペネ閉止プラグ交換(12/3実施済）

閉止プラグ（締め込み部）

窒素加圧

X-6ペネ

格納容器外との境界

閉止プラグの交換作業については、取付けている閉止プラグの締め込み部が開放時に小部屋内左壁に干渉するため実施するもので、締め込み部がコンパクトなタイプの閉止プラグに交換します。

10

3．現場作業の進捗状況（隔離部屋設置）
 隔離部屋において、X-6ペネ配管部をシールする接続機構を設置する前準備として、X-6ペネ配管部の磨き作業を遠隔で実施。
 ダスト濃度を確認しながら、周辺に影響を与えないように、安全最優先で作業を行う。

X-6ペネ配管部の磨き作業（12月上旬予定）
ペネ磨き装置

ダスト飛散養生走行ユニットクランプユニット

清掃ユニット

局所排風機汚染拡大防止カバー
搬送台車

X-6ペネ

ペネ磨き装置の設置

ペネ磨き装置をペネ周りに回転させて清掃（錆や堆積物を除去することでシール性を確保）

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3．現場作業の進捗状況（隔離部屋設置）
 X6ペネ閉止プラグ交換、配管部磨きの後、隔離部屋設置・X-6ペネハッチ開放は以下のステップで実施する。
 隔離部屋設置によりX-6ペネ開放時のバウンダリを構築し、PCV内の気体が外部に漏れ出て周辺環境へ影響を与えないよう作業する。
 これまでの作業と同様に、PCV内の気体が外部に漏れ出て周辺環境へ影響を与えていないことを確認するため、作業中はダストモニタによるダスト測定を行い、作業中のダスト濃度を監視する予定。

隔離部屋①の設置

隔離部屋②の設置

隔離部屋③の設置※ロボットアーム設置前まで使用

開放後のX-6ペネハッチ
ハッチ開放装置

次工程へ
X-6ペネ内堆積物除去

ハッチ開放装置の隔離部屋③への搬入ハッチ開放装置によるX-6ペネハッチ開放12

4．試験的取り出し装置の概要
 ロボットアームで燃料デブリにアクセスし、金ブラシや真空容器型回収装置により、格納容器内の粉状の燃料デブリ（1g程度）を数回取り出す予定。
 IRID(三菱重工担当)とVNS(通称OTL※1)が現在ロボットアームを開発中※2。
＜試験的取り出し装置の全体像＞＜ロボットアーム＞

 試験的取り出し装置は3種類の装置から構成。

 先端に取り付ける燃料デブリ回収装置で燃料デブリを取り出すロボットアーム※2。

①ロボットアーム②エンクロージャ(ロボットアームを収納、放射性物質を閉じ込め)③接続管(エンクロージャと格納容器入口X-6ペネを接続)②エンクロージャ 伸ばしてもたわまないよう高強度のステンレス鋼製。
※2：仕様; 長さ約22m、縦約40cm×幅約25cm、重さ約4.6t、耐放性約1MGy (累積)

③接続管

X-6ペネ

燃料デブリ回収装置先端部
格納容器①ロボットアーム<金ブラシ型> <真空容器型>※1：Oxford Technologies Ltdの略。2018年にVeolia Nuclear Solutions (UK) Limited（略称；VNS(UK)）に名称変更（合併）※2：国際廃炉研究開発機構（IRID）により、下記URLに動画「燃料デブリへアクセスするロボットアーム等の日英共同開発の状況」を掲載
https://youtu.be/8LhDa5z51GQ

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4．試験的取り出し装置の概要（英国から日本へ輸送）
 英国でのロボットアームの動作試験やエンクロージャとの組み合わせ確認試験が終了し、日本への輸送を実施（2021年7月）＜主な実施内容＞〇到着時の写真 （関西国際空港）〇到着時の写真 （国内工場（神戸））144．試験的取り出し装置の概要（国内での試験状況）
 ロボットアームは国内工場にて性能確認試験および操作訓練を実施しているところ。

＜主な実施内容＞

ロボットアーム設置状況

ロボットアーム伸縮テスト

コントロールルーム設置状況

コントロールルーム内状況
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4．試験的取り出し装置の概要（国内での試験状況）
 性能確認試験はロボットアームを最大伸長などを行い、動作状況を確認。

＜主な実施内容＞
エンクロージャ側

ペデスタル側ロボットアーム

アーム最大伸長時

ロボットアーム
エンクロージャ

X6ペネ
PCV

ペデスタル

アーム先端部

アーム先端部伸長時

164．試験的取り出し装置の概要（国内での試験状況）
 双腕マニピュレータの性能確認試験・操作訓練のため、エンクロージャ内にアーム模擬体の組み込みを実施。

＜主な実施内容＞

エンクロージャ養生除去作業状況

エンクロージャ内
双腕マニピュレータ

模擬アーム組み込み（根元部）

模擬アーム組み込み17

4．試験的取り出し装置の概要（国内での訓練状況）
 訓練はVRシステムを使用したロボットアーム操作訓練及び双腕マニピュレータの実機を使用した訓練を実施しているところ。

＜主な実施内容＞○ロボットアーム

ロボットアーム訓練状況（VRシステム）○双腕マニピュレータ

双腕マニピュレータ（コントロールルーム側）

双腕マニピュレータ（エンクロージャ側）

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５．段階的な取り出し規模の拡大（1/2）


試験的取り出しの結果を踏まえ方法を検証・確認した上で、段階的に取り出し規模を拡大し、収納・移送した後に安定的に保管するまでの一連の作業を継続して行う
既設の安全設備を活用し、小規模な取り出しから開始し、ステップ・バイ・ステップの観点で徐々に規模を拡大していく取り出した燃料デブリは、1F構内に乾式にて安全に保管する取り扱う燃料デブリの量を制限することで、燃料デブリ取り出しによって上昇するリスクを抑えながら、取り出し規模の更なる拡大に向けて必要な情報・経験を得ていく

一時保管用収納缶構内輸送車両エンクロージャ

燃料デブリ
サンプル

遠隔運搬台車
小規模燃料デブリ取り出し装置

構外輸送容器

受入払出セル

構内輸送容器構外分
析施設
へ
一時保管セル

小規模燃料デブリ取り出し容器

原子炉建屋

屋外（構内）

一時保管設備19

５．段階的な取り出し規模の拡大（2/2）
 試験的取り出しにおける工法の検証や確認を行った上で、同じ機構の装置を用い、段階的に規模を拡大した取り出しを実施していく計画
格納容器
エンクロージャX-6ペネ

ロボットアーム

X-6ペネ接続構造

図：燃料デブリ取り出し装置のイメージ

試験的取り出しロボットアーム

段階的な取り出し規模の拡大

燃料デブリ回収装置

金ブラシ案

真空容器案

ロボットアーム

燃料デブリ回収装置

グリッパツール案

掘削回収ツール案

20

６．１号機のPCV内部調査について
 1号機原子炉格納容器（以下，PCV）内部調査は，X-2ペネトレーション（以下，X-2ペネ）からPCV内に投入する計画

 PCV内部調査に用いる調査装置（以下，水中ROV）はPCV
内の水中を遊泳する際の事前対策用と調査用の全6種類の装置を開発
 各水中ROVの用途① ROV-A 事前対策となるガイドリング取付② ROV-A2 ペデスタル内外の詳細目視③ ROV-C 堆積物厚さ測定④ ROV-D 堆積物デブリ検知⑤ ROV-E 堆積物サンプリング⑥ ROV-B 堆積物3Dマッピング
X-2ペネ外扉
隔離弁
ｹｰﾌﾞﾙﾄﾞﾗﾑ

ｼｰﾙﾎﾞｯｸｽ

X-2ペネ

A

A

１号機原子炉建屋１階におけるX-2ペネの位置

X-2ペネ
ｶﾞｲﾄﾞﾊﾟｲﾌﾟ
接続管

X-2ペネ内扉

ｲﾝｽﾄｰﾙ装置
水中ROV

内部調査時のイメージ図 (A-A矢視)資料提供：国際廃炉研究開発機構（IRID）

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６．１号機のPCV内部調査の準備作業
 PCV内部調査に向けたアクセスルート構築作業については，2019年4月より着手し，2021年10月のガイドパイプ設置作業が完了したことにより全ての作業が完了
 11月からPCV内部調査開始に向けたエリア再養生等の作業を開始し，現在は平行して現場本部，遠隔操作室の機材設置作業を実施中
 PCV内部調査開始は2022年1月中旬を目指し，引き続き安全最優先で作業を進める：エリア養生範囲
制御装置

遠隔操作室
（事務本館）

調査装置

通信ケーブル

現場本部（大物搬入口2階）

X-2ペネ前作業エリア
原子炉建屋大物搬入口2階

監視モニタ
制御/映像ケーブル
制御装置

原子炉建屋大物搬入口1階
作業エリア配置機器

PCV内部調査に向けた現場配置計画※写真は全てモックアップ時の状況を掲載

監視モニタ

原子炉建屋1階

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６．１号機のPCV内部調査の準備作業
１. 隔離弁設置（3箇所）2019.5.10完了
X-2ペネ外扉監視用(φ約0.25m)

３. 内扉切削(AWJ)（3箇所）2020.4.22完了
X-2ペネ

孔あけ加工機（AWJ）

調査装置投入用(φ約0.33m)

内扉孔あけ時のイメージ図

４. PCV内干渉物切断
監視用(φ約0.21m)

2021.9.17完了

X-2ペネ

隔離弁設置時のイメージ図※実際は隔離弁は全閉()内は切削径

２. 外扉切削（3箇所）2019.5.23完了
孔あけ加工機
（コアビット）X-2ペネ内扉

干渉物（グレーチング等）

孔あけ加工機（AWJ）
PCV内干渉物切断時のイメージ図

X-2ペネ外扉

５. ガイドパイプ設置（3箇所）2021.10.14完了

X-2ペネ

X-2ペネ

ガイドパイプ

外扉孔あけ時のイメージ図

ガイドパイプ設置時のイメージ図23

６．１号機のPCV内部調査の準備作業（干渉物切断 1/2）
 PCV内干渉物切断作業は3ステップに分けて実施し，全ての作業を完了

ステップ3

24

６．１号機のPCV内部調査の準備作業（干渉物切断 2/2）
 水中ROVの投入ルート内には4箇所の電線管が干渉していることから切断を実施（ステップ3）

1FLグレーチング

グレーチング下部鋼材

電線管C
電線管D
電線管C
電線管F
電線管E-1

電線管F
電線管D

鉛毛マット

架台

上部から見た電線管（切断前）

切断箇所：

平面図による切断後イメージ（ＡＷＪ装置(Φ約0.35m)から撮影）

25

６．１号機のPCV内部調査の準備作業（ガイドパイプ設置）
 2021年10月にガイドパイプ設置が完了し、PCV内部調査に向けたアクセスルート構築作業完了
監視用ガイドパイプ(φ約0.24m)

X-2ペネ内扉
監視用(φ約0.25m)

カメラ治具

照明治具

手摺

X-2ペネ
内扉
調査装置投入用(φ約0.33m)

架台

監視用(φ約0.21m)
1FLグレーチング

監視用ガイドパイプ(φ約0.18m)

調査装置投入用ガイドパイプ(φ約0.32m)

PCV内から見たX-2ペネ内扉イメージ

ガイドパイプ設置状況※監視用ガイドパイプ(φ約0.24m)
から挿入したカメラ治具により撮影

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６．１号機のPCV内部調査の主なステップ
1. 調査装置設置
ケーブルドラム

X-2ペネ
外扉

4. 水中ＲＯＶ洗浄，回収

X-2ペネ
内扉

X-2ペネ

原子炉
建屋側

PCV側

隔離弁
水中ROV
閉止板

インストール装置
シールボックス接続管ガイドパイプ

移動トレイ

５. 調査装置撤去・養生

グローブボックス

2. 水中ＲＯＶ投入

養生

隔離弁
閉操作

隔離弁
開操作閉止板調査装置設置前及び撤去後のイメージ

3. PCV内部調査
X-2ペネ外扉

調査装置投入用(φ約0.33m)
ケーブル監視用(φ約0.25m)

監視用(φ約0.21m)

PCV水面27

７．まとめ 2号機は、アーム型装置をX-6ペネからPCV内に進入させ，PCV内障害物の除去作業を行いつつ，内部調査や試験的取り出しを進める計画
 現在、アーム型装置を開発中であり、国内試験を実施中
 並行して、現場の準備作業を実施中
 X-53ペネ閉止フランジ既設孔径拡大・スプレイ治具設置
 X-6ペネ隔離部屋設置・ハッチ開放
 1号機は、2022年1月中旬のPCV内部調査開始を目指し、エリア再養生、現場本部、遠隔操作室の機材設置作業を実施中
 引き続き、安全を最優先に準備を進めてまいります28