ガイドラインシリーズ

ILCの安全管理©2010-2020 CERNCERN（セルン、欧州合同原子核研究機構）中央コントロールセンター

東北I LC 推 進 協 議 会

東 北 IL C準 備 室

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目

次CONTENTS

はじめに･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 1

Ⅰ -1

ILC 施設の概要･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 2

Ⅰ -2

Q&A：安全管理･･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 4

Ⅰ -3

Q&A：環境への配慮････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 7

Ⅱ

加速器による物質の放射化･･･････････････････････････････････････････････････････････････ 8

Ⅲ -1

ILC における放射線安全管理･･･････････････････････････････････････････････････････････ 9
コラム１

Ⅲ -2

Q&A：放射線関連･････････････････････････････････････････････････････････････････････････14
コラム２

Ⅳ世界の主な素粒⼦加速器研究所････････････････････････････････････13

放射線に関する知識･･････････････････････････････････････････････････････16

ILC が⾼レベル放射性廃棄物の処分場に不適格な理由･ ･････････････････18

Guideline Series 6

はじめに
ILC は、International Linear Collider（国際リニアコライダー）の略で、全長20〜50km の地下トンネル内に建設され、両端から電子と陽電子を光速近くにまで加速して衝突させます。そして、物質の起源や時間・空間の起源、宇宙誕生の謎の解明を目指します。
世界中の研究者は ILC の建設候補地として、岩手県と宮城県に跨る北上山地の北上サイトを選定し、現在、北上サイトに特化した ILC 施設や設備の設計・検討を行っています。また、ILC 施設は、最新の知見とともに世界で稼働している大型加速器研究施設の技術と経験を活用して、厳格な安全管理のもとで建設・運用されます。
本ガイドラインは、この ILC 計画のうち安全管理について、地域の住民・関係者の皆さんに理解を深めてもらうために研究者の検討状況などをまとめたものです。また、様々な方の疑問にわかりやすく答えるため、「よくある質問と回答（Q&A）
」の形式で説明しています。

©Rey. Hori/KEK

地下トンネル内に建設される ILC のイメージ図

北上サイト（ILC 建設候補地）の位置

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Ⅰ-1

ILC 施設の概要（１）ILC の地下トンネル施設と地上施設との関係◦ ILC の建設場所は、北上⼭地（総延⻑が50km の場合、岩⼿県奥州市〜⼀関市〜宮城県気仙沼市の区間）の標⾼約110m の⽔平地下トンネル内を想定しています。
◦⼭の起伏により⼟被り（地表からトンネルまでの深さ）が変わります。
◦ ILC の地下トンネルは、地表からのアクセストンネルや⽴坑と接続します。

「（2）アクセストンネル部」を参照「（3）（電子と陽電子の）衝突点」を参照
ILC の地下トンネルの断⾯図（イメージ）©Rey. Hori/KEK（２）アクセストンネル部◦アクセストンネルは、地上から地下への装置搬⼊や作業に使⽤するトンネルです。
◦全⻑約20km の ILC トンネルでは、計5か所のアクセストンネルの設置を想定しています。
◦アクセストンネルの⻑さは場所により300〜1,500m 程度を想定しています。

Illustrated
by Rey.Hori

アクセストンネルの概要（イメージ）©Rey. Hori/KEK2

Guideline Series 6（３）（電⼦と陽電⼦の）衝突点◦ ILC の主加速器で加速された電⼦ビームと陽電⼦ビーム（それぞれ数百億個の電⼦と陽電⼦の塊）は、トンネルの中央部で衝突します。
◦この衝突点に⼤型の素粒⼦検出器2台を設置し、電⼦・陽電⼦の反応を詳細に観測します。
◦地上施設は数ヘクタールの規模で、衝突点研究棟や検出器関連設備などが設置されます。
◦地上施設から実験ホールへは、⼤型検出器を降ろすための⽴坑と設備及び作業⽤の⽴坑が設置されます。

©Rey. Hori/KEK

衝突点付近の概要（イメージ）（４）加速器の安全装置◦ ILC では、主に次のような監視・点検により、装置の稼働状況を常に把握し、異常時には⾃動でビーム運転停⽌になるなど、安全装置が組み込まれます。
◆ 加速器装置の健全性の監視（電磁⽯や⾼周波装置、ビームダンプなど）

・状態監視（温度、電流、電圧、真空度、冷却⽔流量など）
・操作設定値の確認（誤操作対策：組込み回路、計算機など）◆ ビームの監視・ビーム強度、ビーム軌道、エネルギーなど◆ 放射線量の監視・様々な場所に放射線モニターを設置◆ ⽴⼊の管理・⼊退域の管理、⾮常停⽌スイッチ、ドアセンサーなど

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Ⅰ-2

Q&A：安全管理

Q1

巨⼤地震が来ても⼤丈夫ですか ?

A1

地震の強さを⽰す指標の⼀つである最⼤加速度は、地上に⽐べ地下では1/2〜1/4に減衰することがわかっており、地下に設置された機器への影響は⼩さいと考えられています。
ILC 施設は、震度7相当の地震があっても安全（機能に重⼤な⽀障が⽣じない）であるように設計されます。
地震発⽣時には、揺れを感知して直ちにビームを停⽌します。
◦地表及び地下約100m に設置された地震計の観測結果によると、東⽇本⼤震災における地表に対する地下の最⼤加速度は、震度6弱の藤沢（岩⼿県）で0.242倍、震度5強の東和（岩⼿県）で0.225倍でした。
◦国⽴天⽂台江刺地球潮汐観測施設（阿原⼭中腹の延⻑250m、深さ（⼟被り）40〜60m のトンネルに設置）の⽯英ガラス製の⽯英管ひずみ計は、東⽇本⼤震災でも全く損傷を受けませんでした。
◦つくば市にある KEK（⾼エネルギー加速器研究機構）では、東⽇本⼤震災時に震度6弱の揺れでしたが、地下10m に設置されていた円形の電⼦・陽電⼦衝突加速器装置は、安全停⽌し、各機器は横ずれがあったものの軽度で、10か⽉後には復旧して運転を再開しました。

江刺地球潮汐観測施設（提供国⽴天⽂台）

4Guideline Series 6

ILC は北上低地⻄縁断層帯の影響

A2 北 上低地⻄縁断層帯は ILC 候補地から20km 以上離れていますので、影響はないものとされています。

東側の北上低地帯との境界付近に位置◦同断層帯が活動した場合の震度は、ILC候補地付近の地表で、震度4〜5弱程度と予測されている（地震調査研究推進

天狗森断層する断層帯（⻑さ約62km）

北上低地西縁断層帯◦北 上低地⻄縁断層帯：奥⽻⼭脈とその法量野〜浦沢断層

横森山断層

を受けないのですか ?

ＩＬＣ建設候 補 地

Q2本部）
出店断層
北上低地⻄縁断層帯と ILC 建設候補地の位置（出典等：地震調査研究推進本部資料を加⼯）

Q3

停電になっても⼤丈夫ですか ?

A3

加速器は、電気で稼働するため、停電になると運転が停⽌します。原⼦炉事故のように制御不能となることはありません。
⼀定時間以上の停電時には、⾃家発電装置が起動し、地上装置によって冷却⽤ヘリウムの回収等の安全措置が施されます。

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Q4

電気の使⽤量は周囲に影響しませんか ?

A4

ILC で必要な電⼒は、当初計画（全⻑約20km）で12万キロワットと⾒込まれています。これは、東北電⼒の発電設備容量の約0.5% 程度（発受電電⼒量の約1%）（※）であり、周囲の電⼒需給に影響を与えることはありません。
なお、電⼒需給の⾼い夏季・冬季は、ILC 運転停⽌期間を設定して機器・設備の保守・点検を実施し、電⼒使⽤を抑制します。
※発電設備容量は、設備が全て稼働した際に供給可能な電⼒。
発受電電⼒量は、⾃ら発電した電⼒量と他者から受電した電⼒量の合計。年間の供給電⼒の実績に相当する。なお、現在、東北電⼒の⾃社発電は、⽔⼒発電・⽕⼒発電・新エネルギー発電（⾵⼒・太陽光・地熱）で賄われており、原⼦⼒発電（稼働停⽌中）は含まれていない。

Q5

地下⽔への影響は⼤丈夫ですか ?

A5

ILC 建設候補地において、⽔⽂調査などを実施し、建設候補地周辺の⽔系の把握や地下⽔の分布予測を⾏っています。今後、詳細な調査を⾏い、⼗分な対策を取ることとしています。
◦実施済の⽔⽂調査の概要：ILC 建設候補地における⽔系の状況、ILC トンネル建設に伴う地表部及び地下部への影響を把握することを⽬的に実施（実施内容：河川流量・地形解析による地下⽔⾯推定、地下⽔観測坑設置（坑内⽔位・⽔温観測）による湧出量推定）◦実施済の⽔⽂調査の結果：⾼⼟被り区間では、⽔利⽤への影響は⼩さい。低⼟被り区間では、⽔利⽤への影響が⽣じる可能性有。
⇒事前調査による影響予測・評価、対策を検討

花崗岩地域に想定される⽔⽂地質構造6

Guideline Series 6

Ⅰ-3 Q&A：環境への配慮
Q1

掘削で出る⼟砂はどう処理するのですか ?

A1 掘削ズリは、仮置き場に⼀時保管の上、コンクリート⾻材や盛⼟材として、ILC 施設内や公共事業などへの再利⽤を図り、それ以外のものはズリ処理場に埋め⽴てます。
これらの場所については、防災⾯、輸送コスト、搬⼊出に伴う地域住⺠への影響、景観等の観点から、検討を進めていきます。
◦全⻑約20km の ILC トンネルと5か所のアクセストンネル⼯事に伴い発⽣するズリの掘削総量は、約350万㎥（搬出時の取扱量 約560万㎥）と想定しています。
◦⼟砂・ズリの中に⾃然由来の重⾦属が多く含まれていることが確認された場合には、関係法令に則り、環境への影響を防⽌する必要な対策を実施します。

Q2

動植物には影響はないのですか ?

A2

 設準備段階において、環境アセスメント調査を⼗分に⾏い、影響を最⼩限に抑え建るとともに、重⼤な影響があると認められた場合には、充分な対策を⾏います。
なお、これまでに ILC トンネル計画ルート周辺の⾃然環境調査を実施し、環境影響評価⽅法書検討案を策定しています。

Q3

景観への影響はないのですか ?

A3

ILC は、⾥⼭と共存するキャンパス・施設づくりを⽬指し、地域の声を反映させながら、デザインを進めます。
◦ ILC の主要施設は地下にありますが、地上には、研究所施設、アクセストンネル坑⼝地上施設、周辺の実験準備施設があります。
◦地上施設の景観に配慮するほか、⼯事により災害を誘発しないよう、坑⼝の設計や安全対策、避難誘導設備、防災システムの整備等を検討していきます。
◦ CERN（セルン、欧州合同原⼦核研究機構）の取組の例
・騒⾳を減らし、実験関連施設の構造物を隠すため、⽊を植え、建物や冷却塔をできるだけ低く設計
・5年間育てた苗⽊をアクセスエリアに移植し、周辺の景観と調和

7【CERN（セルン）の状況】

Ⅱ

加速器による物質の放射化

放射化はビームがぶつかる限られた場所でおこります。
装置の放射化では、放射化した物質（放射性物質）は素材内部に留まります。
（１）加速器での放射化ビームが物質に当たる → 放射線（※）と放射性物質が⽣成

放射化：放 射能を持っていなかった物質が、放射能を持つようになること

放射化の程度：◦ ビームの量◦ ビーム粒子の種類◦ ビームのエネルギー◦ 物質の種類
・放射化した物質（放射性物質）からは放射線が放出されます（加速したビームが物質に当たった場合の例）※放射線：⾼い運動エネルギーを持って流れる物質粒⼦：アルファ線（ヘリウム原⼦核）、ベータ線（電⼦）、中性⼦線、陽⼦線、重粒⼦線と⾼エネルギーの電磁波（光）のガンマー線、X 線の総称

（２）放射化の仕組み◦ 砕かれる原子核より軽い原子核になります。
◦ 中性子を取り込んで放射化することもあります。
◦ 加速器装置（鉄、銅、コンクリートなど）の放射化では、より重い原子核であるセシウムやヨウ素はできません。
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Guideline Series 6

Ⅲ-1

ILCにおける放射線安全管理（１）ILC を構成する機器と⽣成される放射線・放射能

ビーム損失パワー①ビームダンプ：ビーム吸収による放射化 （2600kW ×2）②陽電子源：ターゲットの放射化（12kW）③主加速器：ビームを加速する際の放射線 （1kW ×2）④衝 突 点：衝突散乱により散らばる粒子 （0.1kW 以下）

ILC の主要設備©Rey. Hori/KEK（２）ビームダンプ
ビームダンプの⽔にトリチウムが蓄積します。

◦ビームを安全に止める装置です。
放射性物質が最も多くできる場所です。
◦水でビームを吸収します。
20年間休み無くビームを入射し続けた場合、ビームダンプ2ヶ所の合計で、①およそ100トンの水に、©Rey. Hori/KEK②最 大100兆ベクレルのトリチウムが蓄積すると評価しています。
◦こ の水は管理された装置室の中で、密閉された循環水として運用します。
◦保守作業などでも排水しません。
©Rey. Hori/KEK

9（３）ビームダンプの⽔の管理と拡散防⽌対策
ビームダンプ⽔は排⽔しません（循環させて使⽤します）。

ビームダンプ⽔の循環フロー図©Rey. Hori/KEK

ビームダンプ部のイメージ図

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Guideline Series 6（４）冷却⽔システムの概要

多段式の循環水による熱伝送システム◦加速器装置の冷却に用います。
◦地下のアクセスホールで地上との熱の受け渡しをします。
◦装 置までは熱交換器を介した2段または3段階の冷却水系で接続します。
◦全て密閉した循環水系（純水）です。
◦放射化はビームがぶつかる限られた場所でおこります。ビームダンプ水は厳重に管理します。

冷却⽔の循環フロー図（５）換気システムの概要

空気の管理：多重化した区域分け◦放射化は、ビームがぶつかる限られた場所でおこります。
◦さらに、空気の密度は低く生成される放射能の量は少ないです。
◦加速器運転中は必要に応じ、トンネル内の空気を内気循環させます。
◦区域境界に排気フィルターを設置し、放射化の可能性のある塵埃を捕集します。
◦排気中の放射能濃度は空気モニターで監視します。
◦放射性物質を外に漏れ出さないようにします。

トンネル内空気の循環フロー図
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（６）地震・停電時の対応◦安全システムによりビームが停⽌します新たな放射化はおこりません。また、継続的な冷却を必要とするような放射性物質もありません。電源喪失による放射能事故になる⼼配はありません。
◦機器の耐震設計を追求します
地下100m の揺れは地表の1/2〜1/4程度となり、より安全性が⾼まります。

停電時の対応フローイメージ（７）実験終了後の放射化物の取扱い◦トンネルの床や壁の放射化を避けるため、あらかじめ遮蔽体を追加しておきます。
◦他施設で使⽤する装置は⼀時保管し、その他の放射化物（ビームダンプ⽔を含む）は引き取りを依頼します。
国が計画している「研究施設等廃棄物の埋設事業」への引き渡しなどが考えられます。
◦その他の加速器構造体はほとんどが⾮放射化物であり、他の実験での再利⽤を⾏います。

©Rey. Hori/KEK12

Guideline Series 6

コラム1 世界の主な素粒子加速器研究所◦国内ではつくば市にある KEK（⾼エネルギー加速器研究機構）において周⻑3km の円形加速器が稼働しています。また、国外では、スイスとフランスの国境付近にある CERN（セルン、欧州合同原⼦核研究機構）で、世界最⼤の周⻑27km の円形加速器が稼働しています。
◦ドイツの DESY（デイジー、電⼦シンクロトロン研究所）では、加速器は市街地の地下を通過しています。また、⽶国のフェルミ国⽴加速器研究所は、敷地内に農地や親⽔区域が設けられるなど、⾃然環境との調和が図られた研究所となっています。

©2001-2020 CERN

欧州合同原⼦核研究機構（スイス・フランス国境付近）（円形（周⻑27km）、地下約100m）©KEK

⾼エネルギー加速器研究機構（つくば市）（円形（周⻑3km）、地下約10m）©SLAC National Accelerator Laboratory

SLAC 国⽴加速器研究所（⽶国）（直線（延⻑3km）、地下約9m）

13©Fermilab

フェルミ国⽴加速器研究所（⽶国）（円形（周⻑6km）、地下約8m）©DESY/R. Schaaf und D. Schröder

ドイツ電⼦シンクロトロン研究所（ドイツ）（円形（周⻑6km）、地下約25m）

Ⅲ-2

Q&A：放射線関連

Q1

放射能が拡散する危険はないのですか ?

A1装置（固体）は、拡散のおそれはありません。
冷却⽔や空気は、多重の対策により、放射能の拡散を防⽌します。
加速器による放射化◦物質の一部の原子が放射性になっても、ほとんどの原子はそのままです。つまり、物質の形状は変わりません。
◦拡散の可能性は、放射化される物質の形態（固体、液体、気体）によります。

加速器を構成する装置（固体）◦放射能は物質内部にあり、拡散の恐れはありません。

冷却水や加速器室の空気（液体、気体）◦ ILC のほとんどの場所では放射化の可能性は低いですが、◦冷却水は多段化した循環系とし、◦空気は多重化した区域分けと排気フィルターにより、万が一の放射能の拡散を防止する構造とします。

Q2

トリチウムを含むビームダンプ⽔を河川に放流するのではないですか ?

A2

ビームダンプ⽔は排⽔しません。
◦20年間休み無く ILC を運転した場合、約100トンのビームダンプ⽔に最⼤で100兆ベクレル（0.3g）のトリチウムが蓄積すると⾒積もっています。
◦管理された装置室の中で循環して運⽤するため、⽔が増え続けるようなことはありません。
◦実験終了後でも⼗分管理できる量であり、トリチウムが低減するまで、保管容器で保持します。
◦また、国が計画している「研究施設等廃棄物の埋設事業」への引き渡しによる処理などが考えられます。

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Guideline Series 6

Q3100トンのビームダンプ⽔とはどれくらいの量ですか ?

A3

⽯油貨物タンク⾞2台分程度の⽔の量です。
◦ビームダンプ1箇所あたりの⽔は、約50トンです。
◦電⼦⽤、陽電⼦⽤、2箇所の合計で約100トンになります。
◦実験終了後も維持管理が可能な規模の⽔量です。

50トンの⽔は、◦幅10m ×横5m ×深さ1m の容積◦例えば、⽯油貨物タンク⾞1台程度

JR 貨物タキ1000形貨⾞

1台あたり実容量61.6㎥

Q4

地下⽔がトンネル内で放射化されることはないのですか ?

A4

トンネル周囲の地下⽔は、加速器トンネル内に⼊ってこない構造とします。
◦ビームが物質にぶつかると放射線が発⽣し、周辺の放射化がおこります。ILC のほとんどの場
所では、ビームがぶつからず、放射化のおそれはありません。
◦ビームがぶつかる場所は、局所的に遮蔽体で覆い、周辺の放射化を防ぎます。
◦地下⽔はトンネルの外側にあるので放射化しない設計となります。
地下⽔の流れILC トンネルのメインリニアック標準断⾯（イメージ）
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コラム2

放射線に関する知識

出典：「放射線による健康影響等に関する統一的な基礎資料

令和元年度版」◦日常生活で受ける放射線の量を比較すると、放射線治療のような特殊なケースを除き、CT 検査な
ど1回当たりの被ばく線量や年間当たりの被ばく線量は、ミリシーベルト単位のものがほとんどです。
◦なお、人への健康影響が確認されている被ばく線量は、100ミリシーベルト以上であると考えられています。

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Guideline Series 6

出典：「放射線による健康影響等に関する統一的な基礎資料

令和元年度版」◦カ リウムはほとんどの食品に含まれており、カリウムの0.01% は放射性カリウムであるため、ほとんどの食品には放射性カリウムが含まれています。
◦放射性カリウムはβ線とγ線を放出するため、食品を摂取することで内部被ばくをすることになります。
◦体 内のカリウム濃度は一定になるように保たれているため、食品のカリウムからの被ばく量は体格によって決まります。

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Ⅳ

ILCが高レベル放射性廃棄物の処分場に不適格な理由

Q1

ILC が⾼レベル放射性廃棄物の処分場にならないのですか ?

A1

次の理由により⾼レベル放射性廃棄物の最終処分場になりません。
・ILC の構造は、⾼レベル放射性廃棄物の最終処分場の構造の要件に合致しません。
・また、放射性廃棄物の処分場については、法律により、地元⾃治体の意⾒を聞き、⼗分に尊重しなければならないと明記されていますが、岩⼿県では、放射性廃棄物の最終処分場を受け⼊れる意思がないことを繰り返し明確に表明しています。
◦第⼀種廃棄物埋設物に相当する⾼レベル放射性廃棄物の最終処分場の要件は、安定した地下深部に埋設し⼈間の⽣活環境から隔離して閉じ込めるとし、地下深度300m 以上の場所にガラス固化体等の⼈⼯構造物を設けるとされています。
◦ ILC は、標高約110m に建設されることから、深度50〜100m が多いなど地表に近いこと、施設の形状も埋設に適したものでないことなどから、構造上の要件に合致していません。

放射性廃棄物処分⽅法（出典等：原⼦⼒委員会 新計画策定会議（第18回）資料を説明用に一部加⼯しています。
）

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Guideline Series 6

地層処分施設のイメージ（出典：原⼦⼒発電環境整備機構（NUMO）ホームページ）

処分地選定調査（出典：原⼦⼒発電環境整備機構（NUMO）「対話型全国説明会説明参考資料」）

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©Rey. Hori/KEK

令和2年6月 作成