2017年秋の大会 水化学部会セッション［1F_PL］福島原子力発電所デブリ取り出しに関わる水化学管理［1F_PL02］PCV内部調査の進捗状況
2017年9月13日

東京電力ホールディングス株式会社

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これまでのPCV内部調査の経緯

11. 各号機の状況
1.1 燃料デブリ分布の推定と水位••

1号機では溶融した燃料がほぼ全量がペデスタルへ落下しており、元々の炉心部にはほとんど燃料が存在していないと推定される。
3号機では水位が高く、ペデスタル内部にアクセスしやすく原子炉格納容器（PCV）内部調査に好適なX-6は水没している。
ミュオン測定速報から，【 1号機 】

X-100Bペネ【 2号機 】

一部の燃料デブリが残っている可能性はあるが，大きな高密度物質の存在は確認できていない

ミュオン測定から，燃料デブリの大部分はRPV底部に存在していると推定

X-53ペネ【 3号機】

原子炉建屋

原子炉格納容器
原子炉格納容器
ドライウェル
原子炉圧力容器

X-53ペネ

ペデスタル
X-6ペネ

約1.9ｍ

X-6ペネ

X-6ペネ

約6.3ｍ

約0.3ｍ

PCV内部調査の結果
D/W床上に堆積物を確認

ミュオン測定，解析結果及び水位が形成されないことから，大部分の燃料が溶融したと推定

ミュオン測定から，炉心外周部に燃料が存在している可能性があると推定

PCV内部調査時に蒸気が立ち上がる様子を確認

PCV内部調査時に外周部のCRDが確認できており，またグレーチングの欠損の状況から，RPVの穴は中央部及びその周辺部にあるものと推定

溶融物が固化したと思われるものやグレーチング等の複数の落下物，堆積物を確
認

サプレッション
チャンバー
CRDハウジング支持金具が複数箇所で損傷が確認。また，溶融物が固化したと思われるものが付着していることを確認

・2及び3号機では、溶融した燃料のうち、一部は原子炉圧力容器（RPV）下部プレナムまたはRPV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。

事象進展解析及び水位測定結果による推定
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21. 各号機の状況
1.2 原子炉建屋1階の空間線量
１号機

NW:3.5

N:5.2

W:
4.3

X-100Bペネ

NE:2.9NW:1.9

W:
2.6

X-6ペネ

SW:7.2

S:69

2014年3月

３号機

NW:16

N:44

N:未除染NE:未除染

X-100Bペネ

SE:630SW:6.5

NE:49

NW:9

S:未除染 SE:未除染

2016年8月
N:36

NE:28

W:9

2014年6月

N:17

NE:15

X-53ペネW:
12

X-53ペネ

W:
25

S:47

NW:10

NW:4.5

W:
4.3

X-6ペネ

N:5.4

NE:4.0

X-53ペネ
X-6ペネ

X-6ペネ

X-53ペネ

SW:31

２号機

P.N.

単位：mSv/h
数値は、各エリアの平均値

SE:9

SW:19

S:36

SE:7

2016年8月

SW:17

S:21

2013年3月

SE:11

SW:4.8

S:5.3

SE:4.2

2016年8月• 1号機ではX-６付近の空間線量が非常に高い。換気空調系配管内等の汚染が原因とみられ、除染には困難が伴う。
• 3号機では、除染前、PCV内部調査に適用可能なX-53付近の線量が高かった。
空間線量が高い箇所があり，PCV内部調査にあたってはアクセス候補には限りがある。

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31. 各号機の状況
1.3 X-6ペネの使用可否
水位

1号機

約1.9m

2号機

約0.3m

3号機

約6.3＊m
X-6ペネ水没＊：注水流量低減前の水位

X-6ペネ周辺線量

X-6の使用可否

調査方法

X-6ペネの周辺の線量が高いため、使用不可

燃料の大半がPCVペデス
タルに落下しペデスタル外にも流出している可能性が高いことを踏まえ、
X-100Bを通じてペデスタル外の調査を実施

4.5mSv/h

使用可能

X-6ペネからPCVペデスタル底部の状況について調査を実施

9mSv/h

X-6ペネが水没しているため使用不可

X-6が水没しており穴あけが困難なことから水中遊泳式遠隔装調査装置による調査

630mSv/h
X-6ペネ周辺
高線量

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4

2. 内部調査の経緯と至近の調査計画
2.1 1号機 PCV内部調査の経緯（1）• 2012年X-100Bを開孔（約φ130mm）して、PCV内にカメラ、線量計を挿入して情報を取得するとともに、滞留水を採取。
• PCV内の更なる調査は、高線量によりX-6への接近が困難であること、燃料の大半がPCVペデスタルに落下しペデスタル外にも流出している可能性が高いことを踏まえ、
X-100Bを通じてペデスタル外の調査を計画。
• ペデスタル外の調査では、まず、1階グレーチング上の調査（2015年4月実施）により地下階へのアクセスルートを確認した後、地下階の調査（2017年3月実施）を行う計画とした。
実績
2011年度

2012年度
計画／工法検討

1号機①

2013年度

2014年度

2015年度

2016年度計画

2017年度▼ PCV内部調査

設計

製作▼ 1st entry

計画／工法検討
設計②▼ PCV内部調査
製作

号機の状況に合わせて調査方法を選定
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5

2. 内部調査の経緯と至近の調査計画
2.2 2号機 PCV内部調査の経緯（1）• 2012年X-53を開孔（約φ20mm）して、PCV内にカメラ、線量計を挿入して情報を取得した。
• PCV内の更なる調査では、まず、アクセスルートとなるCRDレールを確認する調査（2013年8月実施)を行った後、ペデスタル内の調査（2017年1～2月実施)を行う計画とした。
• 2013年8月の調査では、X-53（約φ50ｍｍに拡大）から挿入したカメラ及び線量計をCRDレール上まで挿入し、CRDレール上の線量、限られた画角ではあるがペデスタル内の映像を取得した。また、滞留水を採取した。
• 2017年１～2月の調査では、X-6にバウンダリを確実に確保できる範囲で開孔（約φ120ｍｍ）して、ガイドパイプ、自走式調査装置により映像等を取得した。
実績
2011年度

2012年度

2013年度

2014年度

2015年度

2016年度計画

2017年度▼ 1st entry▼ 2nd entry
計画／工法検討

2号機②設計▼ 実施計画認可
X-6ペネ穿孔準備（ブロック撤去）（除染）製作▼ PCV内部調査

隔離機構・穴あけ装置の改造

計画／工法検討
設計/製作

PCV内部調査▼ PCV内部調査①号機毎の状況に合わせて調査方法を選定
無断複製・転載禁止 東京電力ホールディングス株式会社③6※PIP（制御棒位置指示プローブ）：制御棒の位置を検出するためのもの

2. 内部調査の経緯と至近の調査計画
2.3 3号機 PCV内部調査の経緯• 建屋内線量が高いため除染を実施し、2015年にカメラ、線量計を挿入
調査は、水没していないX-53（約φ140mm）を用いた。この時、滞留水の採取も行った。
• PCV内の更なる調査では、X-6が水没しており穴あけが困難なことから、X-53から投入する水中遊泳式遠隔装調査装置（以下，水中ROV）による調査とした。
実績
2011年度

2012年度

2013年度

2014年度

2015年度

2017年度▼ 実施計画認可▼ 1st entry

線量調査・線量低減方法検討
ガレキ撤去

3号機

2016年度計画

線量低減計画／工法検討
設計

PCV内部調査製作

号機毎の状況に合わせて調査方法を選定
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7

1号機PCV内部調査の状況

8

3. PCV内部調査の状況（1号機）
3.2 ペデスタル外調査（2017年3月）
2015年4月に実施した格納容器内部調査結果(1階部分の調査)を踏まえ、2017年3月に格納容器内部の調査を行った。1階部分からカメラ・線量計を吊り下ろし、ペデスタル開口部近くのPCV底部の状況を撮影した。
また、底部に近づくほど線量が上昇する傾向を確認。
なお、1階部分の線量・構造物の状況は2015年４月の調査時と大きな変化はなかった。
開口部
１階グレーチング

自走式
調査装置
CRD
レール

原子炉
格納容器(PCV)

PCV
水位

開口部

ペデスタル
線量計＆
水中カメラ
：想定アクセスルート

D3
D2
D1

D0

BG

今回の調査範囲
燃料デブリの広がり(ｲﾒｰｼﾞ)
ペデスタル外調査範囲

線量率 [Sv/h]

水面開口部
CRDレールペデスタル
原子炉格納容器 (PCV)

今回使用した
格納容器
貫通孔（X-100Ｂペネ）

X-100Bペネ
落下物

グレーチング面

最下点近傍の画像
床面からの距離[m]注：設計上のグレーチング面と床面の距離から計測ユニットのケーブル送りだし量を引いて算出しており、正確な床面からの距離は今後、得られた画像データを元に評価を行う。
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バルブ

最下点近傍の画像

格納容器底部近傍の状況
93. PCV内部調査の状況（1号機）
3.2 ペデスタル外調査（2017年3月）
線量率の分析の結果，堆積物表面からの線量率測定結果※1とCs-137減衰曲線の減衰率が同等であることから，堆積物表面の主線源（核種）はCs-137と推定。
D1,D2の各測定ポイントで確認された堆積物表面高さ（約0.9m）の範囲で，堆積物の下に燃料デブリが存在する場合の線量率の評価を行った。ペデスタル開口部に距離が近いD2③ポイントの解析結果は右下図の通り。
堆積物厚さが厚い場合には，堆積物による遮へい効果により，燃料デブリが存在するかどうかは推定できなかった。
堆積物厚さは現時点で不明であることから，推定できなかった原因が燃料デブリが無かったのか,堆積物や構造物が厚く，遮へい効果が大きい影響によるものかまで判別できなかった。

原子炉格納容器 (PCV)

D3D2
D1

BG

D0X-100Bペネ

3530◆ 測定結果
◇ 測定結果(参考値)
解析結果①(堆積物厚さ0.9m)
解析結果②(堆積物厚さ0.3m)解析結果③(堆積物厚さ0.1m)

25

水中線量率
水中線量率
[Gy/h][Sv/h]

ペデスタル1※3した水中線量率正規化した水中線量率[―]
正規化[―]

開口部
CRDレール40【 BGポイント】

2015△

堆積物表面からの線量率測定結果
Cs-137測定値近似曲線解析で想定した燃料デブリ※20.1
00.05

0.10.150.210

燃料デブリ

5

堆積物※

滞留水

0.9m

00
PCV底面

堆積物表面からの距離[m]※1：測定結果から滞留水及び構造物影響を差し引いた値※2：事故時に燃料が炉内構造物を溶融させ，炉内構造物中に存在するCo-60と混ざりあったものと仮定※3：堆積物表面に最も近接した測定ポイントの線量率を１として線量率を整理したもの
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0.51
地下階床面からの距離 [m]1.5D2③解析条件（堆積物表面高さ0.9m）① 堆積物厚さ：0.9m② 堆積物厚さ：0.3m③ 堆積物厚さ：0.1m※：堆積物の下に構造物がある可能性もある

10

3. PCV内部調査の状況（1号機）
3.3 堆積物（浮遊物）のサンプリング（2017年4月）
X-100Bペネ直下のPCV底部から堆積物のサンプリングを行い、簡易蛍光X線分析とGe半導体検出器によるγ線核種分析を実施。
堆積物の成分は炉内構造物や保温材等に使用されるステンレス鋼に含まれるFeやNi等に加え、Uの特性X線のエネルギーピークが確認された。
今後、構外に搬出して詳細分析を実施すべく準備中。

サンプリング状況

簡易蛍光X線分析装置による分析の状況
U Lα（13.58keV）
U Lβ（17.23keV）

Filter1

Filter2

ClCl

Ti

CaFe

Ti

Ni

Fe

検出されたγ線核種

放射能量[Bq/g]

Cu

Ni

ZnCu

Cs-134

3.5E+06Ga or Ir ※Zn

Cs-1372.7E+07

Zr

Pb

Co-60

1.1E+05

TeSnBaTe

Sb-125

7.0E+05Pb

BaU

Ge半導体検出器によるγ核種分析結果

簡易蛍光X線分析装置
による分析結果
簡易蛍光X線分析装置によって得られたスペクトル

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2号機PCV内部調査の状況

12

4. PCV内部調査の状況（2号機）
4.1 PCV内部調査にむけた作業ステップ（2017年1～2月）
ステップ1．装置の搬入

穴あけ装置

ステップ2．装置の設置

隔離機構

Ｘ-６ペネ

遮へい体

穴あけ装置

ステップ3．穴あけ隔離機構ユニット※
Ｘ-６ペネ

穴あけ装置

ホールソー
Ｘ-６ペネ

クランプ
※隔離機構と遮へい体を組合せたもの

PCV内部を確認したステップ
ステップ4．
事前確認用ガイド
パイプによるX-6
ペネ内，CRDレー
ル事前調査

ステップ5．
ガイドパイプによるペデスタル内事前調査
2017/1/30実施済み

ペデスタル

2017/1/26実施済み

X-6ペネ
パンチルト
カメラ

CRDレールステップ7．
自走式調査装置による内部調査
2017/2/16実施済み

2017/2/9実施済み
チャンバーユニット

チャンバーユニット

堆積物除去装置

X-6ペネ

CRDレールステップ6．
堆積物除去装置の投入

パンチルト
カメラ
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自走式調査装置13

4. PCV内部調査の状況（2号機）
4.2 ペデスタル内調査（2017年1~2月）
2017年1月～2月にかけて、格納容器内部の調査を実施。CRD交換用レール及びペデスタル内において、堆積物やグレーチングの脱落等の状況を確認。堆積物は堆積状況を確認した上で，自走式調査装置投入のため一部を除去。
また、線量計を搭載したロボットによる調査により、CRD交換用レール上において線量率を確認。なお、今まで調査できていなかった箇所を、事故後初めて調査出来たということであり、新たな事象が発生したということではない。
今後、一連の調査で得られた情報を評価し、今後の格納容器内部調査の計画に反映する。
原子炉格納容器(PCV)

今回の調査範囲制御棒駆動機構(CRD)

制御棒駆動機構(CRD)
交換用レール（参考）5号機のペデスタル内

堆積物除去範囲

ペデスタル側ペデスタル
吊天秤

写真①の概略範囲：堆積物範囲

写真①撮影方向格納容器貫通孔（X-6ペネ）

ガイドパイプスロープ着座位置

開口部(スロット)ペデスタル内調査範囲

堆積物除去装置による堆積物除去範囲

吊天秤

プラットホーム

CRDレール

2号機のペデスタル内調査画像

画像解析によるペデスタル内確認結果

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4. ＰＣＶ内部調査の状況（2号機）
4.3 ペデスタル内調査 線量率確認結果（2017年1~2月）
X-6ペネ内，CRDレール事前調査：1/26
カメラ画像ノイズから線量率を推定

ペデスタル内事前調査：1/30

積算線量計を用いて線量率を算出

自走式調査装置：2/16

堆積物除去装置の前方カメラ：2/9

約6.8m

X-6ペネ

ペデスタル

約3.5m
約0.7m

約10Gy/h以下
足場

約70Gy/h①約80Gy/h
約70Gy/h
吊天秤③約10Gy/h以下
プラットホーム

PCV②CRDレール※：Cs-137が支配的なPCV内を撮影した画像とその時にあわせて電離箱で測定した線量率を用いて校正
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3号機PCV内部調査の状況

16

5. PCV内部調査の状況（3号機）
5.1 PCV内部調査の概要（2017年7月）【調査計画】: ①燃料デブリが存在する可能性のあるペデスタル地下階について確認を行う。
②ペデスタル内次回調査装置への設計・開発フィードバック情報(X-6やCRDレールの状況等)を取得する。

調査に使用する格納容器貫通孔（X-53ペネ）

制御棒駆動機構(CRD)
ハウジング

PCV滞留水

プラットホーム

格納容器貫通孔（X-6ペネ）
PCV壁面
制御棒駆動機構(CRD)
交換用レール

開口部（スロット）
作業員アクセス開口部

ペデスタル開口部
水中ROV

地下階

調査概要図
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5. PCV内部調査の状況（3号機）
5.1 画像取得結果（CRDレール～ペデスタル開口部）（2017年7月）（参考）5号機のペデスタル内ペデスタル壁面

吊天秤

段差

CRDレール

No.1

CRDレール

吊天秤

No.2

CRDレール

No.3

No.4

・ペデスタル内において複数の構造物の損傷を確認した。

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5. PCV内部調査の状況（3号機）
5.2 画像取得結果（CRDハウジング近傍）（2017年7月）

CRDハウジング
支持金具（参考）5号機のCRDハウジング
およびCRDハウジング支持金具

No.5

CRDハウジング
支持金具
CRDハウジング
CRDハウジング
支持金具

CRDハウジング

CRDハウジング

No.6

No.7

No.8

No.9

・複数個所でCRDハウジング支持金具の脱落，変形を確認した。
・CRDハウジング支持金具に溶融物が固化したと思われるものが付着していることを確認した。
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5. PCV内部調査の状況（3号機）
5.3 画像取得結果（ペデスタル内）（1/3）（2017年7月）

ペデスタル内壁

No.10

No.15
プラットホーム上のグレーチング確認できず

No.11

No.12

No.13

No.14

・ペデスタル内において複数の構造物の損傷や落下物を確認した。

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5. PCV内部調査の状況（3号機）
5.3 画像取得結果（ペデスタル内）（2/3）（2017年7月）

No.16

No.17

No.18

No.19

・ペデスタル下部や，ペデスタル内構造物上に溶融物が固化したと思われるものを確認した。

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5. PCV内部調査の状況（3号機）
5.3 画像取得結果（ペデスタル内）（3/3）（2017年7月）

グレーチング

No.20

No.21

グレーチングNo.22

・ペデスタル下部において小石状や砂状の堆積物を確認した。
・グレーチング等の複数の落下物を確認した。
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5. PCV内部調査の状況（3号機）5.4 調査結果まとめ（2017年7月）
2017年7月の調査で，3号機ペデスタル内部の状況を初めて撮影することができた。
ペデスタル内部において，溶融物が固化したと思われるものや，複数の構造物の損傷を確認することができた。
CRDハウジング支持金具の複数箇所で損傷が確認され， CRDハウジング支持金具に溶融物が固化したと思われるものが付着していることを確認した。
ペデスタル下部において溶融物が固化したと思われるものやグレーチング等の複数の落下物，堆積物を確認した。

得られた画像データを元に，ペデスタル内部等の状況を継続確認する。

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まとめ24

6.

まとめ
各号機の至近のPCV内部調査で得られた結果は以下の通り。
1号機（2017年3月）• PCV外側ドレンサンプ周辺の視認される構造物に大きな損傷や倒壊がないことを確認した。
• 調査地点においてPCV底部に確認された堆積物表面の主線源はCs-137であると推定し，堆積物厚さが薄い地点では燃料デブリが存在していないか，又は存在しても少量であると推定，ペデスタル開口部近傍では堆積物表面高さが高く，堆積物中に燃料デブリが存在するかどうかは推定できなかった。
2号機（2017年1月～2月）• 一連の調査で，ペデスタル内グレーチングの脱落や変形等を確認した。
3号機（2017年7月）• CRDハウジング支持金具の複数箇所で損傷が確認され，CRDハウジング支持金具に溶融物が固化したと思われるものが付着していることを確認した。
• また，ペデスタル下部においても溶融物が固化したと思われるものやグレーチング等の複数の落下物，堆積物を確認した。
燃料デブリ取り出しに向けた検討のため，調査によって得られた情報や調査技術を次の調査計画立案にフィードバックしながら，引き続き調査を進めていく
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