水化学部会定例研究会

水化学ロードマップフォローアップ状況
一般財団法人Central ResearchInstitute of電力中央研究所
Electric Power Industry
材料科学研究所河村浩孝
オルガノ㈱東京本社
2019年
年3月
月8日
日(金
金)
水化学定例研究会(2019年3月8日)

1

本講演の論点
 作成中の水化学ロードマップ2019
作成中の水化学ロードマップ2019（水化学ロードマップ
2019（水化学ロードマップ2009（水化学ロードマップ2009のフォローアップ）の概況紹介
 2019年度上期内策定に向けたロードマップ原案に対する意
2019年度上期内策定に向けたロードマップ原案に対する意見聴取 抽出した課題は適切か？過不足はないか？
 深層防護との関連は適切か？
 改訂点に過不足はないか？

水化学定例研究会(2019年3月8日)

2

本日の紹介内容
通常運転時のAVT(LO).
AVT(O),
水化学管理の目的
酸素処理運転の動向
フォローアップ検討WGの概要

個別ロードマップの概要

水化学ロードマップ
2007＆2009

検討WG活動実績

意見聴取

水化学定例研究会(2019年3月8日)

3水化学管理の目的（水化学の諸課題とそれらの相互関係）
 被ばく線源強度低減
 構造材料および燃料の健全性維持
 廃棄物低減
原子炉冷却水課題事象 基礎現象

基礎現象 課題事象

放射線分解生成物
O2 , H2O2, etc.
不純物・添加薬品
温度、流れ、沸騰

腐食環境

腐食環境

放射化クラッド
冷却材の浄化

クラッド付着クラッド付着クラッド輸送

応
力
腐
食
割
れ

腐
食
減
肉

腐食生成物（クラッド）

クラッド付着クラッド付着・付着・放射化

燃料性能（AOA）
燃料性能（）

燃料（放射線場）

被覆管腐食・水素化
被覆管腐食・

ラジオリシス
放射線分解

構
造
材
料

被
ば
く
増
大

課題事象

放射性廃棄物発生量増加

水化学定例研究会(2019年3月8日)

4水化学ロードマップ2007
 構造材料の高信頼化
 応力腐食割れ環境緩和
 配管減肉環境緩和
 SG長期信頼性確保
SG長期信頼性確保
 状態基準保全への支援
 燃料の高信頼化
 被覆管・部材の腐食／水素化の抑制
 性能維持（AOA
性能維持（AOA：AOA：CIPS抑制）
CIPS抑制） 環境負荷軽減
 被ばく線源低減
 環境・一般公衆への影響低減
 諸課題への取組みを支える基盤
 水化学共通基盤技術
 人・情報の整備
水化学定例研究会(2019年3月8日)

5水化学ロードマップ2009
水化学ロードマップ2007に対し、産官学の役割分担の明確化，優先順位の検討を踏まえ，水化学ロードマップ2009を発行。
通常時の軽水炉保全にかかわる水化学の高度化に加え，経済性向上に向けた研究・技術開発の選択と達成時期の明確化を目的に策定
2011年、原子力発電を取り巻く環境が大きく変化

水化学定例研究会(2019年3月8日)

6フォローアップの背景
 日本原子力学会は、
日本原子力学会は、原子力発電システムの安全性向上に対するこれまでの取り組みの問題点を根本的に見直し、での取り組みの問題点を根本的に見直し、原子力安全文化の醸成，
原子力安全文化の醸成，自主的安全性向上の観点から、
主的安全性向上の観点から、経産省資源エネルギー庁の経産省資源エネルギー庁の「エネルギー庁の「軽水炉安全
技術・技術・人材ロードマップ」
人材ロードマップ」を策定しを策定し、2017年
2017年3月にローリングを実施
月にローリングを実施
 水化学部会においても
水化学部会においても、においても、福島事故を反省し、福島事故を反省し、社会・社会・一般公衆・
一般公衆・環境に多大な影響を与えるような事故を二度と繰り返さないよう、大な影響を与えるような事故を二度と繰り返さないよう、原子力安全に係る深層防護の考え方に立脚した研究・
係る深層防護の考え方に立脚した研究・技術開発および人材育成を行
技術開発および人材育成を行っていくとの共通認識が醸成っていくとの共通認識が醸成 原子力発電の再稼働が進む中、原子力発電の再稼働が進む中、深層防護の考え方
深層防護の考え方にの考え方に立脚した研究開発ロードマップを策定し、ロードマップを策定し、原子力安全に寄与する必要

水化学定例研究会(2019年3月8日)

7水化学ロードマップ2009のフォローアップ基本方針
フォローアップ活動は停滞していたが，フォローアップ活動は停滞していたが，「軽水炉安全技術・
軽水炉安全技術・人材ロード
マップ」
マップ」の発行を受け，の発行を受け，最新の深層防護に立脚し最新の深層防護に立脚し，自主的安全性向上に向けた研究・に向けた研究・技術課題を抽出する
技術課題を抽出する。
する。（2019年度完成予定
2019年度完成予定）
年度完成予定）水化学定例研究会(2019年3月8日)

8水化学ロードマップフォローアップ検討WG（2019年3月現在）
水化学部会内に設置
水化学部会内に設置
 主査：渡邉豊部会長（東北大学）
 幹事：河村浩孝（電中研）
 委員：
・大学：内田俊介（JAEA
・大学：内田俊介（JAEA）、阿部博志（東北大学）、室屋裕佐（大阪大学）
JAEA）、阿部博志（東北大学）、室屋裕佐（大阪大学）
・電力：箭内健司(
・電力：箭内健司(東京電力)
東京電力)、赤峰浩司(
赤峰浩司(関西電力)
関西電力)、稲垣博光(
稲垣博光(中部電力)
中部電力)、
小野昇一(
小野昇一(元東京電力)
元東京電力)、杉野亘（日本原電）
・メーカ：高木純
・メーカ：高木純一、木純一、山一、山本誠二(東芝）、長瀬誠）、長瀬誠（日立
瀬誠（日立G（日立GE）、荘）、荘田泰彦(泰彦(三菱重工)・研究機・研究機関：寺地巧
関：寺地巧(
寺地巧(INSS)
INSS)、佐藤智徳(JAEA)
藤智徳(JAEA)、(JAEA)、藤原和俊(電中研)
電中研)
 元委員：宮澤晃
元委員：宮澤晃（東京電力）、
宮澤晃（東京電力）、久宗（東京電力）、久宗健志（元原電）
久宗健志（元原電）
水化学定例研究会(2019年3月8日)

9フォローアップ検討WGの活動概要と新規検討項目例
 深層防護ポイ
深層防護ポインポイント
 従前の水化学
従前の水化学管理の水化学管理（管理（事故の未然
事故の未然防未然防止のためのための水化学）の水化学）に加え、 「軽水炉安全技術・
水炉安全技術・人材ロードマップ」
人材ロードマップ」と整合し整合し、深層防護に立脚した水化
深層防護に立脚した水化
学管理の管理の確立 ＜基本方
＜基本方針＞
本方針＞
 このた
このため、自主的安全性向上に向けた新たな研究・
自主的安全性向上に向けた新たな研究・技術課題を抽出
技術課題を抽出 課題の必要性、課題の必要性、背景、背景、目的と達的と達成時期、時期、実施概実施概要、実施体制
実施体制を
体制を検討
 構成は、構成は、課題整理票
課題整理票、
整理票、導入シ
導入シナリオ、
リオ、技術マップ、
技術マップ、ロードマップ

新たな検討項目の例
新たな検討項目の例
 被ばく線源低減（既設被ばく線源低減（既設炉の廃
既設炉の廃止措置等
炉の廃止措置等、止措置等、保管時の水化学を
保管時の水化学を含の水化学を含む）
 核燃料被覆管
燃料被覆管の健全性維持（
覆管の健全性維持（Aの健全性維持（ATF等
TF等の腐食対策を
腐食対策を含対策を含む）
 環境負荷低減、
環境負荷低減、化学物質
化学物質の影響低減（ヒの影響低減（ヒドラジン
ラジン代替剤―
代替剤―暴露・水
暴露・水質
・水質
汚濁）
汚濁）
 事故時
事故時対応の水化学（Sの水化学（SA時の核分裂生成物
核分裂生成物挙成物挙動を含動を含む）
 福島廃炉推
福島廃炉推進対応
進対応の水化学
水化学定例研究会(2019年3月8日) 10深層防護の検討にあたってのポイント
 逸脱・
逸脱・異常・事故・
異常・事故・過酷・事故・過酷事故と事
過酷事故と事態
事故と事態が進んが進んでいく各過程
でいく各過程において、各過程において、
水化学技術がど
水化学技術がどのように貢献のように貢献で貢献できるのかを改めるのかを改めて改めて位置付けてみよ
位置付けてみよう、という趣旨う、という趣旨で趣旨で種々検討
 深層防護各
深層防護各層の本来層の本来の定義の定義と合致しない部
合致しない部分
しない部分については、今後
いては、今後修正してい修正していくしていく

水化学定例研究会(2019年3月8日) 11

深層防護に立脚したロードマップの検討
深層防護

レベル1
レベル1

異常・故障の発生
防止
日本原子
力学会に
おける定
義

水化学の
安全目標

水化学に
求められ
る防止対
策

レベル2
レベル2

異常・故障の事故への拡大防止レベル3
レベル3

事故の影響緩和

Non LOCA
異常や故障等のト
ラブル発生防止のラブル発生防止のため，実証された技術に基づいて十分裕度のある設計を行うこと

トラブル発生時に直ちに検知，対応すること

異常・事故の未然防止

異常・事故の早期
検知

LOCA

レベル4
レベル4

レベル5
レベル5

設計基準を超す事故への施設
内対策

防災（核
燃料RM
燃料RM
では地震
時）

SA前
SA前

事故に備え，その影響を緩和
事故に備え，その影響を緩和す
影響を緩和すること
設計基準事象に基づいて準備す
設計基準事象に基づいて準備す
ること

SA後
SA後

1Fの廃止
1Fの廃止
措置

シビアアクシデントを防止するための対策
－一般的には、レベル4
一般的には、レベル4全体がSA
全体がSAの領域
SAの領域を示すため、の領域を示すため、 「SA前」と「SA前」と「SA前」と「SA後」SA後」の後」の記載は不適切。また、SA記載は不適切。また、SA前、SA前、SA後の各安全目標の対応も不明確。
SA後の各安全目標の対応も不明確。
IAEAのレベルIAEAのレベル4のレベル4では長期SBO
では長期SBO、
SBO、ATWS等の多重故障領域である
ATWS等の多重故障領域であるDEC
等の多重故障領域であるDEC（設計拡張事象）も含み、DEC（設計拡張事象）も含み、Beyond（設計拡張事象）も含み、Beyond
炉心損傷防止冷却性能維持公衆被ばく低 WENRAではレベル
冷却性能維持DBA領域（炉心損傷に至らない場合も含む）として定義。因みに、領域（炉心損傷に至らない場合も含む）として定義。因みに、WENRA
ではレベル3
DBA
領域（炉心損傷に至らない場合も含む）として定義。因みに、
WENRA
ではレベル3（3b）で3b）でDEC）でDECを定DECを定義。したがって、IAEA
4をDECと著しい炉心損傷を伴うSAの各領域に分ける考え方はあの各領域に分ける考え方はある義。したがって、IAEA流でレベル4
流でレベルDECと著しい炉心損傷を伴うSAと著しい炉心損傷を伴う
SAペレット，燃の各領域に分ける考え方はあるが溶解前のペ IAEA流でレベルFP放出抑制減
FP放出抑制、あえて分割するのであれば各領域の定義を明確にすべきと考える。
、あえて分割するのであれば各領域の定義を明確にすべきと考え－
レットのFP
事故後のFP
事故後のFP挙
FP挙 る料デブリからレットのFP放FP放 溶解後のペ出挙動の把握構造材料の経年劣化の抑制と管理を化の抑制と管理を目的とし，実証された技術や知見にれた技術や知見に基づいて十分な裕度を考慮した水化
学管理，品質管理等に基づいた保守管理を行うこと管理を行うこと

レベル5
レベル5に1Fの廃止措置
1Fの廃止措置はの廃止措置は、防災（サイト外の緊急時対応）の定義とは異なるので不適切。事故炉の廃止措置については、別途深層防護を定義すべきであるがが、一般の発電所の廃止措置とも異なり、あるがが、一般の発電所の廃止措置とも異なり、考え方も確立していないので表に取り込まない方
考え方も確立していないので表に取り込まない方が良い

レットのFP
レットのFP放FP放出挙動の把握動把握
炉心損傷防止のFP放出抑FP放出抑制設計基準を超すような事故状
水化学の機器・配管等の腐環境への放射線放出を抑制し，環境への影響を緩和すること態に備え，SA寄与は小食に起因した冷却環境への影響を緩和すること態に備え，SAを防止するためSAを防止するため
さいの対策およびSA
材の漏えい等の機の対策およびSAに至った後のSAに至った後の影響を緩和するための対策を能喪失が起きた場
影響を緩和するための対策を講じること
合，直ちに検知し，冷却材の漏えいによる環境放出等の
レベル4
レベル4の定義（4の定義（4段目）に”SA段目）に”SAを防止するための対策”SAを防止するための対策”を防止するための対策”とあるとあるが、拡大を防ぐことを一般的にはSA
一般的にはSA発生後を対象とする領域であるためSA発生後を対象とする領域であるため”SA発生後を対象とする領域であるため”SAの事象”SAの事象進展を緩和するための対策”とすべきと考えます。但し、上記の目的とした対策を目的とした対策を
DECを含めて記載を含めて記載する
するのであれば、”著しい炉心損傷の防止とDECを含めて記載するのであれば、”著しい炉心損傷の防止とSAのであれば、”著しい炉心損傷の防止と
講じること
12SA
の事象進展の緩和のための対策”との記載も可能かと考える。
の事象進展の緩和のための対策”との記載も可能かと考える。

深層防護に立脚したロードマップの検討（改訂案）
深層防
護

IAEA
におけ
る定義
（INS
AGAG10,SS
R2/1）
2/1）

目的

レベル1
レベル1

レベル2
レベル2

定義

異常運転や故障の防止

異常運転の制御及び故障の検知

目的

保守的設計及び建設・運転における高い品質

制御，制限及び防護系，並びにその他のサーベランス特性

工学的安全施設及び事故時手順

補完的手段及び格納容器の防護を含めたアクシデント
マネジメ
マネジメントプラントが健全かつ保守的に立地され，設計，建設，保守立地され，設計，建設，保守また運転されること。内的危
また運転されること。内的危険事象の可能性を低減すること。（中略）プラントの運転と。（中略）プラントの運転と保守についての要件とと保守についての要件と運転についての要件と運転と保守の品質マネジメントにと保守の品質マネジメントについての要件を決定する詳細ついての要件を決定する詳細な分析により裏付けることな分析により裏付けること

通常運転状態からの逸脱を検知し制御すること。設計によ制御すること。設計により特定の系統と設備を備える
こと，それらの有効性を安全解析により確認すること，さら起因事象の影響を防止する
か，最少に留め，又はプラン
か，最少に留め，又はプラントを安全な状態に戻す運転を手順の確立すること
手順の確立すること

炉心の損傷や重大な敷地外への放出を防止し，プラントを安全な状態に復帰すること，
安全な状態に復帰すること，
固有の及び（又は）工学的安
全機能，安全系，手順の準備。

閉じ込め機能を確実にすること。
閉じ込め機能を確実にすること。
それにより放射性物質の放出が合
それにより放射性物質の放出が合理的に達成可能な限り低く維持さ
理的に達成可能な限り低く維持されることを確実にすること。
シビアアクシデント(SA)シビアアクシデント(SA)の事象進(SA)の事象進展を緩和するための対策

異常・事故の未然防止

異常・事故の早期検知

・炉心損傷防止・冷却性能維持
・ペレットの被覆
・ペレットの被覆管内溶解前後のFP前後のFP放出挙動把握
FP放出挙動把握・FP放出抑制
FP放出抑制・炉心損傷拡大防止
・冷却性能維持（再臨界・冷却性能維持（再臨界防止
再臨界防止)
防止)・事故後のFP・事故後のFP挙動の把握
FP挙動の把握・ペレット，燃料デブリからのFP放出抑制
FP放出抑制・公衆の被ばく低減

構造材料の経年劣化の抑制と管理を目的とし，実証された管理を目的とし，実証された技術や知見に基づいて十分な技術や知見に基づいて十分な裕度を考慮した水化学管理，品質管理等に基づいた保守管理を行うこと機器・配管等の腐食に起因した冷却材の漏えい等の機能喪失が起きた場合，直ちに検知し，冷却材の漏えいによる環し，冷却材の漏えいによる環境放出等の拡大を防ぐことを目的とした対策を講じること目的とした対策を講じること

復水器海水漏えいの早期検知
復水器海水漏えいの早期検知と原子炉への不純物持ち込み抑制，抑制，燃料被覆管損傷の早期
燃料被覆管損傷の早期検知による燃料損傷防止による燃料損傷防止など，など，検知による燃料損傷防止など
環境への放射性物質放出を抑制し，環境への影響を緩和す
制し，環境への影響を緩和すること

設計基準を超すような事故状態に備え，SA備え，SAを防止するための対策おSAを防止するための対策およびSA
よびSAに至った後の影響を緩和す
SAに至った後の影響を緩和するための対策を講じることるための対策を講じること（例：放射性（例：放射性物質等
放射性物質等の放出低減の物質等の放出低減のためのサプレッションプールのpHためのサプレッションプールのpH制御
pH制御
等）
13

対策

安全
目標
水化学
分野に
おける
定義

求めら
れる防
止対策

レベル3
レベル3

レベル4
レベル4

設計基準内への事故の制御

事故の進展防止及びSA
事故の進展防止及びSAの影響
SAの影響
緩和を含む過酷なプラント状態の制御

水化学の諸課題とそれらの相互関係
水化学による原子力発電プラントの安定性・信頼性維持への貢献
構造材料の高信頼化
応力腐食割れ配管減肉環境(SCC)の抑制(SCC)の抑制
緩和

燃料の高信頼化
CIPS による
核燃料被覆管
核燃料の性能維持の健全性維持

被ばく線源低減・SCC環境評価手法・
SCC環境評価手法・ ・配管減肉環境緩和技
技術の標準化・検証術の開発・標準化・検・炉内SCC・炉内SCCに関する基SCCに関する基 証
盤研究の推進・配管減肉メカニズム
・SCC環境評価手法の
SCC環境評価手法の における水化学因子
高度化の定量化（配管減肉・新たなSCC・新たなSCC環境緩和
SCC環境緩和 予測評価への寄与）
技術の開発・検証・標
準化・腐食/
・腐食/水素吸収メカニ ・CIPS発生メカニズム
CIPS発生メカニズム
ズムの解明
の解明
・腐食/
・腐食/水素吸収対策 ・CIPS抑制策の開発
CIPS抑制策の開発
技術の開発
・データや評価技術の・データや評価技術の 検証
検証・腐食/・腐食/水素化予測法の確立

・既存線源低
既存線源低減技術の高度化
・革新的線源新的線源技術の開線源技術の開発
・水質変更
・水質変更の質変更の影響評価
影響評価
・既設炉の廃止措置（保管時の水化学を含む）

SG長期信頼性
SG長期信頼性確保

状態基準保全への支援

・クレビス腐食環境監 ・水化学管理システム
視技術の開発・適用
・オンラインモニター
・スケール・スラッジの の高度化
付着防止技術・除去 ・腐食環境評価手法・技術の高度化
腐食環境緩和技術の・不純物管理の高度化 実証
・標準化
・ヘルスマネジメント技（PWR保管時の水化学
PWR保管時の水化学 術の開発
、PbSCCを含む）
PbSCCを含む）

被ばく線源低減・廃棄・廃棄物生成物生成量低減（廃止措置時を含む）

事故時対応の水化学
水素漏洩対策放出抑制
・SA時のSA時の放射性核時の放射性核分
放射性核分裂生成物
挙動および挙動および放出および放出抑制放出抑制（格納容器内
格納容器内pH管理、
pH管理、フィ
管理、フィルタ
フィルターベントを含む）

環境負荷低減
化学物質の
廃棄物低減
影響低減

・海水を含む水の放射線
水を含む水の放射線分解に
放射線分解に係る基盤研究（再結合
再結合器の触媒開発等）
触媒開発等）

・水化学制御薬品無添
・水化学制御薬品無添加、系加、系外放出抑制
放出抑制（ヒドラジン
ヒドラジン代替剤
ラジン代替剤、代替剤、暴露・水質汚濁・水質汚濁）
質汚濁）

福島廃炉推進対応の水化学

・汚染水
汚染水処理対策・二次廃
二次廃棄物処理対策
・デブリ
・デブリ取り
ブリ取り出
取り出し時水処
し時水処理対策
・水素発生防止対策（ラジオリ・水素発生防止対策（ラジオリシス）
・材料腐食対策（
材料腐食対策（液膜
腐食対策（液膜腐食、
液膜腐食、気
腐食、気化性防錆剤等）
錆剤等）

基盤整備
水化学共通基盤技術
・腐食環境評価技術
・腐食メカニズム（主として水化学側からの寄与）
・酸化物およびイオン種の付着/・酸化物およびイオン種の付着/脱離メカニズム・模擬および加速試験
・模擬および加速試験方法
試験方法
・SA、
SA、非SA時のSA時の放射性核時の放射性核分
放射性核分裂生成物挙動・深層防護の考え方（自・深層防護の考え方（自主的安全性向
主的安全性向上）に性向上）に係上）に係る事項
る事項

人・情報の整備・人材育成
・管理技術、分析・管理技術、分析技術、腐食緩和技術の標準化
・関連
・関連分野および産官
および産官学の産官学の協力学の協力
・国際協力および
国際協力および国際貢献および国際貢献

水化学定例研究会(2019年3月8日) 14

ロードマップ2019の目次(案)目次
１．はじめに
２．水化学ロードマップの意義
３．水化学を取巻く環境の変化
４．自主的安全性向上に向けての水化学ロードマップ改訂の基本方針および実施体制（深層防護への対応）

５．水化学ロードマップ2018
５．水化学ロードマップ
６．安全基盤研究 （安全系，海水系，補機冷却系の水化学管理技術(BWR防錆剤防錆剤)等の（安全系，海水系，補機冷却系の水化学管理技術
防錆剤 等の水化学管理技
等の水化学管理技
術については、技術が完成している旨、本文に記載)については、技術が完成している旨、本文に記載

6.1 構造材料の高信頼化
6.1.1 応力腐食割れ（SCC）の抑制）の抑制
応力腐食割れ（6.1.2 配管減肉環境緩和
6.1.3 SG長期信頼性確保
長期信頼性確保 （PWR保管時の水化学、保管時の水化学、PbSCCを含む）
を含む）
保管時の水化学、
6.1.4 状態基準保全への支援
6.2 燃料の高信頼化
6.2.1 核燃料被覆管の健全性維持 （ATFの腐食対策を含む）の腐食対策を含む）
6.2.2 CIPS対策による核燃料の性能維持対策による核燃料の性能維持
6.3 被ばく線源低減 （既設炉の廃止措置等、保管時の水化学を含む）
6.4 環境負荷低減 （廃棄物低減、化学物質の影響低減を含む）
７．基盤整備
7.1 水化学共通基盤技術 （核分裂生成物挙動に関する共通基礎技術を含む
核分裂生成物挙動に関する共通基礎技術を含む）
を含む）
7.2 人・情報の整備
８．事故時対応の水化学（仮）8.1 事故時対応の水化学主要課題の変遷（仮）8.2 水化学が関与する事故時対策(
水化学が関与する事故時対策(仮)8.3 福島廃炉推進対応の水化学

執筆者
渡邉
渡邉
高木
久宗、杉野
稲垣
内田
内田
BWR:長瀬、山本、
長瀬、山本、PWR:寺地
寺地
長瀬、山本、
阿部、藤原
荘田
小野
河村
河村
河村
稲垣、中野、杉野、赤峰BWR:稲垣稲垣、
赤峰
稲垣、PWR:赤峰
佐藤、内田
佐藤、内田
小野、阿部，室屋
内田、高木、長瀬、箭内渡邊、高木、長瀬、箭内、佐藤（汚染水処理対策、デブリ取出し時水処理対策、水素発生対策、材料腐食対策）
汚染水処理対策、デブリ取出し時水処理対策、水素発生対策、材料腐食対策）

９．まとめ
略語表

渡邉
河村

15

“応力腐食割れ（SCC）の抑制”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 HWC効果の判断基準明確化
HWC効果の判断基準明確化、効果の判断基準明確化 、廃炉材を用いた従来水化学の妥当性検証、
廃炉材を用いた従来水化学の妥当性検証、
耐SCC材を含む高経年化リスクと水化学の関係評価など
SCC材を含む高経年化リスクと水化学の関係評価など、材を含む高経年化リスクと水化学の関係評価など、信頼性向上にさらに踏み込んだ内容に改訂

深層防護との関連深層防護との関連：
 SCCの発生と亀裂の進展を抑制
SCCの発生と亀裂の進展を抑制するためのの発生と亀裂の進展を抑制するための水質管理はするための水質管理は、プラントの安全性を
水質管理は、プラントの安全性を維持するための深層防護におけるレベル維持するための深層防護におけるレベル1
レベル1 「異常・故障の発生防止」に該当「異常・故障の発生防止」に該当
 水質環境がSCC
水質環境がSCC抑制に有効な範囲を
SCC抑制に有効な範囲を逸脱した場合抑制に有効な範囲を逸脱した場合の対応は逸脱した場合の対応はレベルの対応はレベル2
レベル2 「異常・故障の拡大防止」に該当
故障の拡大防止」に該当
 設計基準事故やシビアアクシデントが発生した場合の機器や構造材の健全性に関しては、に関しては、比較的短期間の課題であり、比較的短期間の課題であり、SCC
であり、SCCの抑制が
SCCの抑制が事故収束にの抑制が事故収束にほとんど
事故収束にほとんど寄与しないと考えられるため、寄与しないと考えられるため、SCCと考えられるため、SCCの抑制対策は
SCCの抑制対策はレベルの抑制対策はレベル3
レベル3 「事故の影響緩和」
レベル4 「設計基準を超す事故への施設内対策」には「設計基準を超す事故への施設内対策」には非該当
やレベル4
には非該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 16

“応力腐食割れ（SCC）”の導入シナリオ

17

“配管減肉環境緩和”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 FACのみを対象として配管減肉環境緩和に関する課題を整理
FACのみを対象として配管減肉環境緩和に関する課題を整理（のみを対象として配管減肉環境緩和に関する課題を整理（LDIを対象外
LDIを対象外）
を対象外）
 深層防護の観点から深層防護の観点から、の観点から、海水リーク等による課題を
海水リーク等による課題を追加
 最新の動向を反映（
最新の動向を反映（代替ヒドラジン適用時の減肉抑制対策など）
代替ヒドラジン適用時の減肉抑制対策など）

深層防護との関連深層防護との関連：
 水化学の改良による減肉環境緩和は、深層防護の
水化学の改良による減肉環境緩和は、深層防護のレベル
は、深層防護のレベル1
レベル1「異常・故障の発生防止」に該当防止」に該当 通常運転時を逸脱した場合の対応は
通常運転時を逸脱した場合の対応はレベルした場合の対応はレベル2
レベル2「異常・故障の拡大防止」に該当「異常・故障の拡大防止」に該当
 FACによる配管減肉の進行は経年的な事象であり、その予防のための
FACによる配管減肉の進行は経年的な事象であり、その予防のための配管減による配管減肉の進行は経年的な事象であり、その予防のための配管減
肉緩和技術の適用が、非常用系機器・配管の機能に悪影響を及ぼす可能性は低いため、低いため、レベルため、レベル3
レベル3「事故の影響緩和」、「事故の影響緩和」、レベル4
レベル4「設計基準を超す事故への施設内対策」に設内対策」には非該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 18

“配管減肉環境緩和”の導入シナリオ

水化学定例研究会(2019年3月8日) 19

“SG長期信頼性確保”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 通常時SG
通常時SG長期信頼性確保を目的とした
SG長期信頼性確保を目的とした、
長期信頼性確保を目的とした、損傷メカニズム解明、
損傷メカニズム解明、環境緩和技術
開発、開発、スケール付着抑制水処理技術の適用評価に加え、スケール付着抑制水処理技術の適用評価に加え、代替ヒドラジン技術、代替ヒドラジン技術、
スケール付着抑制技術の適用効果、
スケール付着抑制技術の適用効果、適用時影響評価を
適用時影響評価を追加

深層防護との関連深層防護との関連：
 蒸気発生器（以下SG
蒸気発生器（以下SG）長期健全性確保のための水質管理は、
SG）長期健全性確保のための水質管理は、SG）長期健全性確保のための水質管理は、SG伝熱管腐食
SG伝熱管腐食
損傷の発生による、一次系から二次系統への冷却材漏洩および損傷の発生による、一次系から二次系統への冷却材漏洩および環境への放射および環境への放射能放出を防止することを目的としており、能放出を防止することを目的としており、プラント安全性維持に必としており、プラント安全性維持に必要
プラント安全性維持に必要な深層防護
レベル１
レベル１「異常・故障の発生防止」に該当「異常・故障の発生防止」に該当
 一次系冷却材の漏洩による一次系冷却材の漏洩による放射能の環境放出拡大防止対策はによる放射能の環境放出拡大防止対策は、
放射能の環境放出拡大防止対策は、一＆二次系の水質管理の範囲外であり、の水質管理の範囲外であり、まであり、また、復た、復水器漏えい等の水質劣
水器漏えい等の水質劣化に対しては、水に対しては、水質監視設
監視設備、水質浄、水質浄化系設備
化系設備の増強等、設増強等、設備側
等、設備側の保全対策が確
備側の保全対策が確立の保全対策が確立しているため、レベル
め、レベル2
レベル2「異常・故障の拡大防止」、レベル「異常・故障の拡大防止」、レベル3
レベル3「事故の影響緩和」、レベル「事故の影響緩和」、レベル4
レベル4「設計基準を超す事故への施設内対策」には非該当
計基準を超す事故への施設内対策」には非該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 20

“SG長期信頼性確保”の導入シナリオ

水化学定例研究会(2019年3月8日) 21

“状態基準保全への支援”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 2009年
009年度版以度版以降の技術進展を踏まの技術進展を踏まえて見直
えて見直し
見直し
 福島第一
福島第一原子力発
原子力発電所の事故を踏
電所の事故を踏まの事故を踏まえて、えて、事故発生防止・
事故発生防止・拡大防止に係る課
題を検討
題を検討

深層防護との関連深層防護との関連：
 プラント構成
プラント構成材料の損傷リスクに応じ損傷リスクに応じた適切
た適切な保全を行
な保全を行うを行うことは、深層防護のレベル1
レベル1「異常・故障の発生防止」に該当「異常・故障の発生防止」に該当
 一次冷却材の水質異常兆候
一次冷却材の水質異常兆候を兆候を早期に検出し、プラントの運転管理への適期に検出し、プラントの運転管理への適切プラントの運転管理への適切な判断材料
判断材料を提供することは、提供することは、レベルすることは、レベル２
レベル２「異常・故障の拡大防止」に該当「異常・故障の拡大防止」に該当
 冷却水中核種濃度
冷却水中核種濃度や中核種濃度や格納容器
格納容器雰
容器雰囲気の監視
囲気の監視技術の一層の高監視技術の一層の高度技術の一層の高度は、レベル
は、レベル3
レベル3「事故の影響緩和」は該当
事故の影響緩和」は該当
 炉内モ
炉内モニタリング
リング技術の性能強
技術の性能強化は、レベル
は、レベル４
レベル４「設計基準を超す事故への施設内対策」に該当内対策」に該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 22

“状態基準保全への支援”の導入シナリオ
状態基準保全の支援とは
経年劣化対策の充実のためには、状態基準保全や運転中を含めた新しい監視・評価技術の導入が有効とされ、新検査制度では、回転機器の劣化進展把握のため、振動分析など運転中の状態監視が導入された。震災以後、軽水炉プラントの事故発生リスク低減が、より一層求められているが、状態基準保全の支援技術は、運転トラブ
ルの防止、経年劣化対策の確かな実施および作業環境の改善の観点から、重要度を増している。しかしながら、原子炉構成材料の経年劣化に関する状態基準保全技術の開発・適用は進んでおらず、現行は健全性評価等に基づいた時間計画保全（TBM）
を中心とした保全となっている。状態基準保全が実現すれば、損傷リスクに応じた適切な保全方法の展開と合理的な点検が可能となる。同時に、適切な情報発信の組み合わせによって見える化に資することができ、安心・安全意識の醸成も期待される。

現状分析
水質モニタリングや診断技術はこれまでに多くの研究開発が行われ、プラントの水
質維持に貢献してきた。一方、保全支援としては、SCCやFACに関する水質の影響評
価及び実機水質モニタリング／評価技術の開発を推進する必要があるが、水化学技
術単独では状態基準保全を実現することは難しい。材料の状態基準保全技術の開発にあたっては、これら他の劣化要因を含めた精度の高い経年劣化評価技術の開発が不可欠であり、今後、高経年化対応等の関連研究と水化学研究を状態基準保全技術
開発の観点においてより一層リンクさせてゆく必要がある。
震災以後、軽水炉プラントの事故発生リスク低減が、より一層求められている。状態
基準保全の支援技術は、運転トラブルの防止、経年劣化対策の確かな実施及び作業
環境の改善の観点から、重要度を増している。
福島事故では、格納容器雰囲気モニタが十分機能せず、また、原子炉水位計からも信頼できる情報が得られなかったため、事故の発生・拡大防止のため、機能強化が望まれており、化学の立場からの支援が必要である。
材料劣化の進行において水質環境は重要な要因であるが、状態監視は材料要因、応力要因ならびに環境要因等劣化因子のすべての要素に立脚したモニタリングモデ
ルや評価モデルが確立しなければ、効率的かつ効果的な実用性のある技術となりにくい。現状、開発に必要な基盤技術や要素技術は十分ではなく、個別分野での研究や技術開発において状態基準保全に貢献する技術を育ててゆく必要がある。
水素注入などのSCC環境緩和技術を適用した効果を反映した保全を行うことについてのニーズは大きく、実機環境でのデータ取得が望まれている。
水質モニタリングと評価技術を高度化し、水化学管理によりプラントの状態監視を行う。炉内や配管の健全性モニタリングが可能になることで、長期にわたる経年化の予測評価精度の向上や状態基準保全の充実が期待される。SCCやFAC等の経年劣化事象について材料・応力・環境面から多面的に計測・評価可能なモニタリング技術を開発・適用する。あわせて、保全技術に展開していくた
めのスキームを検討する。 事故時の格納容器雰囲気や原子炉水位などのモニタリン
グ高度化を化学の立場で支援を行い、事故の発生・拡大防止に寄与する。

研究方針

事故発生防止事故拡大防止状態基準保全手法の構築

プラント状態監視
技術開発

事故時

通常運転時

オンラインモニタリング技術高度化

産官学の役割分担①産業界の役割-安全性･信頼性・経済性の確保向上を目的とした開発
研究および基盤整備②官界の役割可視化技術開発

水質管理
システム
構築

・実機腐食環境の詳細
評価・モニタリング技術の高度化
・実機材劣化評価手法の開発と既存技術の高度化
・状態基準保全手法の開発）-安全規制につながる安全研
究(NRA)-安全基盤研究の推進(METI,MEXT)

・規制の高度化，合理化
・安全基盤研究の推進③学術界の役割

・基礎データの蓄積、基盤技術の開発・腐食環境シミュレー
ション技術の高度化
・実機材料劣化モデリ
ング／シミュレーション-知の蓄積と展開（安全基盤研究の推進・検証）-研究を支える人材の育成④学協会の役割-規格基準化とその高度化に
貢献

実機材劣
化評価技
術開発

産官学の連携・状態基準保全技術開発の効率的推進・保全プログラム高度化への反映
・産官学間の人材交流

・規格基準・民間標準策定
・国内外への情報発信
・人的交流と育成
水化学定例研究会(2019年3月8日)

23

“核燃料被覆管の健全性維持”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 通常時材料劣通常時材料劣化低減
料劣化低減被覆
化低減被覆管
被覆管、事故時（
事故時（LOCA、CA、PostPost-DNB）
NB）高温酸化温酸化劣化抑制部材（被覆管被覆管/集合体）や事故耐性燃料
事故耐性燃料（
燃料（Accident Tolerant Fuel、
uel、以下A以下ATF）に対する水化学影響の事
対する水化学影響の事前
水化学影響の事前評価を評価を追加

深層防護との関連深層防護との関連：
 燃料被覆管・
燃料被覆管・部
管・部材の腐食/
材の腐食/水素吸収
素吸収を設計基準範囲内に維持するための設計基準範囲内に維持するための通常するための通常運転時の水質管理は、深層防護の
運転時の水質管理は、深層防護のレベル
は、深層防護のレベル1
レベル1「異常・故障の発生防止」に該当「異常・故障の発生防止」に該当
 通常運転時を逸脱した場合の対応は
通常運転時を逸脱した場合の対応はレベルした場合の対応はレベル2
レベル2「異常・故障の拡大防止」に該当「異常・故障の拡大防止」に該当
 SA前後
SA前後における
前後における被覆における被覆管の被覆管のZr管のZrZr-水反応、炉心溶融後
水反応、炉心溶融後の水
心溶融後の水素の水素発生挙発生挙動、炉心溶融
動、炉心溶融に伴うF伴うFPの核種、性
核種、性状、性状、放出・移、放出・移行挙動、およ
動、およびおよびATF等改良型燃料
等改良型燃料の型燃料の被覆管・被覆管・部材の耐食性向上には材の耐食性向上には水化学の関与には水化学の関与が
水化学の関与が想定されることから、想定されることから、レベルされることから、レベル4
レベル4「設計基
準を超す事故への施設内対策」に該当
準を超す事故への施設内対策」に該当
 設計基準事故や設計基準事故やSA発生時のSA発生時のサ
発生時のサンプスクリーン、およンプスクリーン、およびおよび事故時の燃料
事故時の燃料プール内
燃料プール内の燃料の腐食
燃料の腐食/の腐食/水素吸収対策に果たす水化学の素吸収対策に果たす水化学の役割
収対策に果たす水化学の役割は
役割は殆どないため、どないため、レベル
ため、レベル3
レベル3「事故の影響緩和」に「事故の影響緩和」には非該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 24

核燃料被覆管の健全性維持とは
燃料高度化（高燃料高度化（高燃焼
高度化（高燃焼度化、燃焼度化、M
度化、MOX燃料、燃料、最適運転サイクル）、炉
運転サイクル）、炉出力向サイクル）、炉出力向上、出力向上、事故
上、事故
耐性燃料の開発・耐性燃料の開発・導入の開発・導入が計導入が計画さが計画されている。
画されている。燃料被覆れている。燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の腐食
部材の腐食/の腐食/水素吸収特性を特性を向上した被覆
上した被覆管被覆管材料の開発に加え、水化学の高度化により材料の開発に加え、水化学の高度化により被の開発に加え、水化学の高度化により被ばく線源低減や高経年減や高経年化対応を
経年化対応を両化対応を両立できる。

現状分析
・軽水炉安全技術・人材ロ
水炉安全技術・人材ロー
人材ロードマップ
マップでは、プ
では、プラント技術・運ラント技術・運用管理の高度化によるトラブ
トラブルの防止、炉心と冷却ルの防止、炉心と冷却水の冷却水のふ
水のふるまいの明確化、および燃料
るまいの明確化、および燃料の燃料の信頼性向上
信頼性向上
が要求
・新規
・新規制基準対応として、燃料被覆制基準対応として、燃料被覆管の燃料被覆管の健管の健全性を維持しつつ水化学の維持しつつ水化学の改善
しつつ水化学の改善を実
改善を実施
を実施
するこ
することが社会とが社会的ニーズとして社会的ニーズとして今的ニーズとして今後も高い・一方で、燃料
・一方で、燃料高度化（高燃料高度化（高燃焼
高度化（高燃焼度化、燃焼度化、M
度化、MOX燃料、燃料、最適運転サイクル）、炉
運転サイクル）、炉出力向サイクル）、炉出力向上
出力向上、事故耐性燃料、事故耐性燃料の開発・耐性燃料の開発・導入の開発・導入、および水化学の高度化
導入、および水化学の高度化(、および水化学の高度化(被ばく低減、高
く低減、高経年
減、高経年化対
経年化対応)の導入も計
導入も計画
も計画
・種々
・種々の運転条件や水化学環境における運転条件や水化学環境における燃料被覆や水化学環境における燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の部材の使用範囲を
範囲を具理的に評価するこに評価することが必要とが必要
・現状では、
現状では、燃料被覆
では、燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の腐食・水素吸収
部材の腐食・水素吸収特性の腐食・水素吸収特性は、
特性は、先行照射は、先行照射等の先行照射等の試験結果
等の試験結果に基づくに基づく評価
づく評価(
評価(現象論的評価)的評価)が主体･燃料被覆管・･燃料被覆管・部材
管・部材の腐食・水素吸収メカニズムは部材の腐食・水素吸収メカニズムは未の腐食・水素吸収メカニズムは未解明- 試験結果と実試験結果と実機現と実機現象との機現象との乖
象との乖離が問題？
離が問題？
・水質面
・水質面からの新たな対策を
質面からの新たな対策を施からの新たな対策を施すには燃料被覆
すには燃料被覆管への燃料被覆管への影響
管への影響も考
影響も考慮
も考慮
・燃料被覆管の燃料被覆管の耐管の耐食性・水素吸収特性
・水素吸収特性と水
特性と水質と水質因子との相因子との相関も未関も未解明・原因として、照射下試験
因として、照射下試験研究の照射下試験研究の困難さ
研究の困難さ、ラ
困難さ、ラボ、ラボデータと実炉現データと実炉現象との乖
象との乖離

原子力発電の安全運転
発電の安全運転
プラント技術・運
ラント技術・運用管理の高度化によるトラブ
用管理の高度化によるトラブルの防止，
ルの防止，炉心と冷却
炉心と冷却水
冷却水のふるまいの明確化，
るまいの明確化，および燃料
および燃料の
燃料の信頼性向上
信頼性向上
事故耐性燃料
事故耐性燃料(
耐性燃料(ATF)
ATF)を含む燃料被覆を含む燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の部材の健全性を維持で維持できる水化学技術の採きる水化学技術の採用による安全・安定運転用による安全・安定運転、運転、被ばく線源低減
く線源低減

検証

メカニズムに立脚
メカニズムに立脚した燃料被覆
した燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の腐食・水素
部材の腐食・水素吸収特性
吸収特性の管理
特性の管理

規格基準
規格基準
の構築

知見の
知見の見直し・見直し・充し・充実

評価法の見直評価法の見直し・見直し・充し・充実 照射下試験の照射下試験の充実

基礎研究・応用研究を担
研究・応用研究を担う人材の人材の育成

産官学の役割分担①産業界の役割-安全性
安全性・信頼性・
信頼性・経済性を確保
経済性を確保した、燃料被覆
した、燃料被覆管・
燃料被覆管・部材健
管・部材健全部材健全性
維持対策の実維持対策の実施
対策の実施②国・官界の役割
・従来の
従来の先行照射による先行照射による燃料被覆による燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の腐食・水素吸収
部材の腐食・水素吸収特性の腐食・水素吸収特性評価
特性評価(
評価(現象論的評価)評価)に替わり、替わり、機構論
り、機構論的な評価による合理的な評価手法の確立が機構論的な評価による合理的な評価手法の確立が必要的な評価による合理的な評価手法の確立が必要
・水化学による燃料被覆・水化学による燃料被覆管の腐食防止対策技術の立
燃料被覆管の腐食防止対策技術の立案
管の腐食防止対策技術の立案の可能性
の可能性

研究方針
腐食・水素吸収因子の抽出
腐食・水素吸収因子の抽出

各因子の寄与度合いの定量化

水化学因子、熱水力因子、材料因子

燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の腐食・水素吸収メカニズムの解明
部材の腐食・水素吸収メカニズムの解明
腐食・水素吸収モデルの構築
腐食・水素吸収モデルの構築・検証
構築・検証
従来評価法を
従来評価法を見直評価法を見直した
見直した腐食・水素吸収量評価
した腐食・水素吸収量評価（経験則＋メカニズムに立
経験則＋メカニズムに立脚
メカニズムに立脚した合理的評価）
試験方法・評価手法の標準化
試験方法・評価手法の標準化

照射下試験
設備・研究
の充実

検証
(安全性確認)
安全性確認)-燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の腐食・水素
部材の腐食・水素吸収に係わ吸収に係わる安全
係わる安全規る安全規制行政-必要な基盤
必要な基盤(な基盤(知識・知識・人材・
人材・施設・
制度)制度)の整備-産学の安全に係
学の安全に係る研究-新規制基準の整備
制基準の整備③学術界の役割

産官学の連携・高燃焼度化・MOX燃料MOX燃料・最適運転ｻｲｸﾙ
・炉出力向上・高pH・高pH運転pH運転・DH最適化
DH最適化
・既存技術の改良（高濃度Zn（高濃度Zn注入、
Zn注入、
NMCA、
NMCA、HWC）
HWC）
・新SCC
・新SCC環境SCC環境緩和技術･燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の部材の腐食・水素吸収メカニ
腐食・水素吸収メカニ
ズムの解明
・照射試験設
照射試験設備の整備・整備・利用・評価法の見直し・関連分野の連携-燃料被覆管・
燃料被覆管・部材
管・部材の腐食・水素
部材の腐食・水素 充実
吸収メカニズムの解明研究
吸収メカニズムの解明研究
・照射下試験の充実-知の蓄積と展開
蓄積と展開
・基盤研究に係る-研究を支研究を支える人材
える人材の
人材の育成
人材育成

産官学による
産官学による
協調・
・共同研究
協調
共同研究

・燃料高度化
燃料高度化
・高経年・高経年化対応
経年化対応④学協会の役割-規格基準化と規格基準化とそ
基準化とその高度化に貢献の高度化に貢献 試験方法・評価方法の標準化-他部会との他部会との協働との協働-検討の場の提供の場の提供

図6.2.1.2.1-1 核燃料被覆管の健全性維持に係る導入シナリオ

水化学定例研究会(2019年3月8日)

“CIPS対策による核燃料の性能維持”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 通常時材料劣通常時材料劣化低減
料劣化低減被覆
化低減被覆管
被覆管、事故時（
事故時（LOCA、CA、PostPost-DNB）
NB）高温酸化温酸化劣化抑制部材（被覆管被覆管/集合体）や事故耐性燃料や事故耐性燃料（
燃料（Accident Tolerant Fuel、
uel、以下A以下ATF）用の被覆管
被覆管表面へのクラ
表面へのクラッへのクラッド付着に起因
ド付着に起因する
起因するCIするCIP
CIPS(Crud Induced Power Shift)あhift)あ
るいはA
るいはAOA(Axial Offset Anomalies) に対する水化学の影響評価
に対する水化学の影響評価を
水化学の影響評価を追加

深層防護との関連深層防護との関連：
 CIP
CIPS抑制の抑制のための通常運転時の水質管理ための通常運転時の水質管理は、深層防護の
通常運転時の水質管理は、深層防護のレベル
は、深層防護のレベル1
レベル1「異常・故障の発生防止」に該当
障の発生防止」に該当
 通常運転時を逸脱した場合の対応は
通常運転時を逸脱した場合の対応はレベルした場合の対応はレベル２
レベル２「異常・故障の拡大防止」に該当「異常・故障の拡大防止」に該当
 設計基準事故や設計基準事故やSA発生時のSA発生時のサ
発生時のサンプスクリーン、およンプスクリーン、およびおよび事故時の燃料
事故時の燃料プール内
燃料プール内の燃料の燃料のCIP
CIPS対策に果たす水化学の役割対策に果たす水化学の役割は
役割は殆どないため、どないため、レベル
ため、レベル3
レベル3「事故の影響緩和」には非影響緩和」には非該当 SA前後
SA前後における
前後における被覆における被覆管の被覆管のZr管のZrZr-水反応、炉心溶融後
水反応、炉心溶融後の水
心溶融後の水素の水素発生挙発生挙動、炉心溶融
動、炉心溶融に伴うF伴うFPの核種、性
核種、性状、性状、放出・移、放出・移行挙動に対するCI動に対するCIP
CIPSの関与は非常に小の関与は非常に小さい
ことから、レベル
ことから、レベル４
レベル４「設計基準を超す事故への施設内対策」にも「設計基準を超す事故への施設内対策」にも非該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 26

CIPSとは
CIPSとは
クラッド
クラッド付着誘起型プ
付着誘起型プラント
誘起型プラント出力変動
ラント出力変動(
出力変動(Crudrud Induc
Induceduced Pow
Power Shift)
Shift)のhift)のこと。サと。サブクール沸騰下クール沸騰下において、沸騰下において、燃料被覆において、燃料被覆管上
燃料被覆管上部
管上部に付着したクラッド中に付着したクラッド中にド中に硼素化合物が
蓄積する
蓄積するこ
することにより、中性とにより、中性子
中性子束が減少が減少し燃料棒軸方
燃料棒軸方向に熱出力異熱出力異常が起きる現
きる現
象。燃料軸
象。燃料軸方
燃料軸方向出力異向出力異常(Axial Offs
Offse
ffset Anormal
Anormalyrmaly, AOA)
AOA)とも呼ぶとも呼ぶ。適切な水呼ぶ。適切な水質。適切な水質管
理、炉心管理によりCIPS
理、炉心管理によりCIPSを抑制できる。
CIPSを抑制できる。

現状分析
・軽水炉安全技術・人材ロ
水炉安全技術・人材ロー
人材ロードマップ
マップでは、プ
では、プラント技術・運ラント技術・運用管理の高度化によるトラブ
トラブルの防止、および炉心と冷却ルの防止、および炉心と冷却水の水のふ
ふ
るまいの明確化が要求るまいの明確化が
要求
冷却水の
・新規
・新規制基準対応として、検査項制基準対応として、検査項目や高査項目や高経年
目や高経年化に伴う経年化に伴う作業化に伴う作業量の作業量の増量の増加等が予想さ
加等が予想され想されることから、被とから、被ばく線源強度の
く線源強度の増度の増加に繋加に繋がるCIPS
がるCIPSに対する対策の立
CIPSに対する対策の立案に対する対策の立案が社会的社会的ニーズとして今ニーズとして今後も高い・一方で、運・一方で、運用管理による合理化・最用管理による合理化・最適化、炉出力向適化、炉出力向上、長サイクル
出力向上、長サイクル運転
上、長サイクル運転の
運転の導入
が計画
が計画
・環境放射
・環境放射能の放射能の維持能の維持・維持・低減努力は
努力は必須
・クラッド
・クラッド付着誘起型プ
付着誘起型プラント
誘起型プラント出力変動
ラント出力変動(
出力変動(CIPS)
CIPS)の発生が懸念の発生が懸念- 米国では、
米国では、5では、5000MWd/
000MWd/MtU
Wd/MtU級
MtU級で、かつ600で、かつ600合
600合金製S
金製SG伝熱管を伝熱管を有管を有するPWRするPWRで発生
PWRで発生・しかし、CIPS・しかし、CIPS発生メカニズムは
CIPS発生メカニズムは未発生メカニズムは未解明- CIPS発生メカニズムは水化学因子、
CIPS発生メカニズムは水化学因子、熱発生メカニズムは水化学因子、熱水力因子(
因子(沸騰、流沸騰、流況、流況等)が複雑に関与
複雑に関与する。クラッドする。クラッド付着・剥付着・剥離に及ぼ離に及ぼす水化学因子、
及ぼす水化学因子、熱す水化学因子、熱水力因子の影響
因子の影響、
影響、線出力及び沸騰状況の沸騰状況の影響、ならびに影響、ならびにほ、ならびにほう素取り込み機構
う素取り込み機構は明確になっていない
機構は明確になっていない・原因として、照射下試験
因として、照射下試験研究の照射下試験研究の困難さ
研究の困難さ、ラ
困難さ、ラボ、ラボデータと実炉現データと実炉現象との乖
象との乖離
・コストの制約
ストの制約、廃棄、廃棄物量低物量低減等の観点
減等の観点から、水化学観点から、水化学面から、水化学面からの対策が必要
からの対策が必要
・水質面
・水質面からの新たな対策を
質面からの新たな対策を施からの新たな対策を施すにはCIPS
すにはCIPSへのCIPSへの影響への影響も考
影響も考慮
も考慮

原子力発電の安全運転
発電の安全運転
プラント技術・運
ラント技術・運用管理の高度化によるトラブ
用管理の高度化によるトラブルの防止，
ルの防止，および
炉心と冷却
炉心と冷却水の冷却水のふ
水のふるまいの明確化
定期検査
定期検査時の燃料洗浄頻時の燃料洗浄頻度の
燃料洗浄頻度の低度の低減・合理化、被減・合理化、被ばく線源低減
く線源低減
メカニズムに立脚
メカニズムに立脚したCIPS
したCIPS防止対策の立
CIPS防止対策の立案
防止対策の立案と実施と実施知見の知見の見直し・
見直し・充
し・充実

検証
(安全性確認)
安全性確認)

検証
規格基準
規格基準
の構築

評価法の見直評価法の見直し・見直し・充し・充実 照射下試験の照射下試験の充実

基礎研究・応用研究を担
研究・応用研究を担う人材の人材の育成

産官学の役割分担①産業界の役割

産官学の連携・高濃度Zn・高濃度Zn注入
Zn注入
・高pH・高pH運転pH運転・DH最適化
DH最適化
・新水処理

-安全性
安全性・信頼性・
信頼性・経済性を確保
経済性を確保した、CIPS
した、CIPS防止対策の実
CIPS防止対策の実施
防止対策の実施

産官学による
産官学による
協調・
協調・共同研究
共同研究･CIPS発生メカニズムのCIPS発生メカニズムの解明
・照射試験設
照射試験設備の整備・整備・利用②国・官界の役割-CIPS防止に
CIPS防止に係わ防止に係わる安全
係わる安全規る安全規制行政-必要な基盤
必要な基盤(な基盤(知識・知識・人材・
人材・施設・
制度)制度)の整備-産学の安全に係
学の安全に係る研究-新規制基準の整備
制基準の整備研究方針
CIPS因子のCIPS因子の抽出
因子の抽出

各因子の寄与度合いの定量化

水化学因子、熱水力因子、材料因子

CIPS発生モデルのCIPS発生モデルの構築
発生モデルの構築・検証
構築・検証
他の水化学因子の影響の水化学因子の影響評価
影響評価
CIPS防止対策技術の開発・適用
CIPS防止対策技術の開発・適用
CIPS対策の標準化
CIPS対策の標準化③学術界の役割-CIPSカニズムの解明研究
CIPSカニズムの解明研究-知の蓄積と展開
蓄積と展開
-研究を支
研究を支える人材
える人材の
人材の育成

・評価法の見直し・充実
・照射下試験の充実
・基盤研究に係る人材育成④学協会の役割-規格基準化と規格基準化とそ
基準化とその高度化に貢献の高度化に貢献 試験方法・評価方法-他部会との他部会との協働との協働の標準化-検討の場の提供の場の提供

図6.2.26.2.2-1 CIPS対策による核燃料の性能維持の導入シナリオ
CIPS対策による核燃料の性能維持の導入シナリオ

関連分野の連携・燃料高度化
燃料高度化
・高経年・高経年化対応
経年化対応

“被ばく線源低減”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 既存線源強度低減技術の高度化として、
既存線源強度低減技術の高度化として、「亜鉛注入によるＳＣＣ抑制効果の検証」
亜鉛注入によるＳＣＣ抑制効果の検証」、「亜鉛注入プラントの材料表面観察による線源低減機構の検討」
鉛注入プラントの材料表面観察による線源低減機構の検討」を追加。
追加。また、
また、革新的線源低減技術として、源低減技術として、日本発の「
日本発の「分散剤添加による線源除去技術の開発」
分散剤添加による線源除去技術の開発」を追加

深層防護との関連深層防護との関連：
 既存線源強度低減技術の高度化、
既存線源強度低減技術の高度化、革新的線源低減技術の開発および革新的線源低減技術の開発および線源蓄積メカニ
および線源蓄積メカニ
ズムの解明により従事者の線量低減を目指すものであり，深層防護のズムの解明により従事者の線量低減を目指すものであり，深層防護のレベルにより従事者の線量低減を目指すものであり，深層防護のレベル1
レベル1 「水化学による信頼性の確保」に該当
学による信頼性の確保」に該当
 異常な過渡変化時の水質変化が燃料健全性や配管等への付着挙動に影響
異常な過渡変化時の水質変化が燃料健全性や配管等への付着挙動に影響を与え、そ過渡変化時の水質変化が燃料健全性や配管等への付着挙動に影響を与え、その結果線源強度上昇に至ることを防止若しくは最小限にとどめる
線源強度上昇に至ることを防止若しくは最小限にとどめる必要があることから、の結果線源強度上昇に至ることを防止若しくは最小限にとどめる必要があることから、
レベル2
レベル2「異常・故障の拡大防止」に「異常・故障の拡大防止」に該当
 炉心内外の放射能インベントリを評価しＬＯＣＡ時の移行挙動を評価
炉心内外の放射能インベントリを評価しＬＯＣＡ時の移行挙動を評価することは、
ＬＯＣＡ時の移行挙動を評価することは、レベルすることは、レベル3「事故の影響緩和」に該当「事故の影響緩和」に該当
 事故後の従事者の被ばく低減は物理的な対策（遮蔽，換気，防護装備）が主体
事故後の従事者の被ばく低減は物理的な対策（遮蔽，換気，防護装備）が主体である
物理的な対策（遮蔽，換気，防護装備）が主体である
ことから、レベル
ことから、レベル4
レベル4 「設計基準を超す事故への施設内対策」に「設計基準を超す事故への施設内対策」に非該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 28

“被ばく線源低減”の導入シナリオ

水化学定例研究会(2019年3月8日) 29

“環境負荷低減”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 浄 化系統運用の合理化・化系統運用の合理化 ・ 最適化や最適化 や水化学に係る新技術の水化学に係る新技術の導入
新技術の導入等
導入等 、 水化学面
水化学 面
からの廃
からの廃棄物発生低減
棄物発生低減方
発生低減方策を追加

深層防護との関連深層防護との関連：
 廃棄物量軽減による、発棄物量軽減による、発電所減による、発電所内の廃
電所内の廃棄物
内の廃棄物保管
棄物保管量縮小
保管量縮小と安全性、信頼性向上お量縮小と安全性、信頼性向上および環境への漏えいリスク低減を図
よび環境への漏えいリスク低減を図ると共ると共に、水処理に、水処理薬剤変更
水処理薬剤変更や薬剤変更や運用方法
運用方法の方法の最適化による
最適化による環境への放出による環境への放出量
環境への放出量を低減、環境の安全性へのを低減、環境の安全性への貢献、環境の安全性への貢献は、深層防護の貢献は、深層防護のレベル1
レベル1 「水化学による信頼性の確保」に該当「水化学による信頼性の確保」に該当
 一次冷却材の漏洩による環境放出等の拡大防止対策は、水化学管理技術では対応出来ないため、レベルは対応出来ないため、レベル2
レベル2「異常・故障の拡大防止」には「異常・故障の拡大防止」には非該当には非該当
 事故の影響緩和策の一つ
事故の影響緩和策の一つとして、安全系統内のほう素濃度
として、安全系統内のほう素濃度を適
う素濃度を適切を適切に管理しており、新規
おり、新規の技術要素の技術要素はないため、要素はないため、レベルはないため、レベル3
レベル3「事故の影響緩和」には非該当「事故の影響緩和」には非該当 SA時に
SA時にC
時にCV内に溜まっ
内に溜まった溜まった汚染水の汚染水の浄水の浄化方策を確立済
策を確立済みであり、新たな課題は立済みであり、新たな課題は存在しないため、存在しないため、レベル
しないため、レベル4
レベル4 「設計基準を超す事故への施設内対策」には「設計基準を超す事故への施設内対策」には非該当には非該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 30

環境負荷低減とは
水化学制御を運用するうえで，副次的に放射性廃棄物（廃樹脂，フィルターなど）や制御用薬品を含む排水などが発生する。既存技術を用いて適切な処置・処理を実施しているが，長期サイクル運用や出力向上運転などプラント高度化と新たな水化学制御の適用に鑑み，水化学技術改善と両立させた廃棄物／排水処理の最適運用を目指し，環境負荷の少ない発電プラントとして，環境への影響を低減すること。

研究方針
廃棄物発生抑制
新樹脂開発

環境負荷低減制御用薬品の適正化

浄化用樹脂・フィルターの最適運用確立制御用薬品の無害化処理技術開発
洗浄廃液処理手法の高度化

現状分析
廃棄物量軽減により，発電所での保管量縮小による安全性，信頼性向上および環境への漏えいリスク低減を図るとともに，水処理薬剤変更や運用方法の最適化により，環境への放出量を低減し，環境の安全性に貢献する必要である。現在の年間廃棄物発生量に比べて1割低減を目標とし，原子力安心の獲得と廃棄物処理費用の低減による発電コストの低減を目指す。
①廃棄物発生抑制（PWR，BWR）
１次系においては，被ばく線源の低減や放射性廃棄物の環境放出低減のために，
イオン交換樹脂やフィルタを使用して1次冷却材中の放射性腐食生成物や核分裂生成物を除去している。イオン交換樹脂はDFの低下，酸化劣化等により新樹脂と取り替えることによって放射性廃棄物となる。また，フィルタは差圧や経年劣化などにより取り替えられて放射性廃棄物となる。これらの取替えは，プラントの運転管理の一環で各原子力発電事業者の経験により運用されている。
②環境への放出低減（PWR）
PWRプラント２次系においては，設備・機器の腐食防食などの観点から，制御用薬品としてアミン（アンモニアやエタノールアミン），脱酸素剤としてヒドラジンといった窒素含有の化学薬品などを使用している。また，蒸気発生器伝熱管などへ付着したスケールを改質／除去する技術として，キレート剤（例としてEDTA：エチレンジア
ミン四酢酸）などを用いた化学洗浄の適用が考えられる。このようなプラント保全活動の中で発生する化学薬品などを含む排水は，既存の技術により適切に無害化処理などを行い，問題ないことを確認したのちに放出している。

研究方針
・浄化系統運用の合理化・最適化や新技術の導入（樹脂やフィルター開発など）による発生量抑制（1割低減目標）
・アミンの使用量低減手法並びに脱窒手法の高度化
・ヒドラジン代替剤の実機適用性評価
・効率的且つ合理的な洗浄廃液処理手法の高度化○ 高経年化、燃料高燃焼度化、軽水炉利用高度化、新水質環境下での影響評価○ 効率的/効果的な廃棄物発生抑制及び環境への放出低減方策の立案○ 実機適用実績を踏まえたＰＤＣＡサイクルの確立
効率的・効果的な廃棄物発生抑制及び環境への負荷低減
環境負荷低減を実現

産官学の役割分担

産官学の連携①産業界の役割・プラント運用上の影響評価
・既存技術の高度化と適用
1次系浄化脱塩塔，フィルタの更なる最適化
効率的且つ合理的な洗浄廃液処理手法の高度化
・新技術の開発促進
イオン交換樹脂の高交換容量化，および耐酸化性
イオン交換樹脂の開発とその適用性評価
・環境リスク低減
ヒドラジン使用量低減のためのラボ試験と実機適用性評価
ヒドラジン代替剤の定常運転環境におけるラボ試験と実機
適用性評価
・地域との共生・共益 ・積極的な情報公開・情報提供②国･官界の役割
・基盤整備 ・環境リスク低減のための制度構築・運用
・海外規制動向等の把握と国内への反映③学術界の役割・知の蓄積と展開 ・研究を支える人材育成④学協会の役割・ロードマップ策定 ・人的交流と育成

・産・官・学の新
たな共同研究体制の確立メリット・資金の効率的
且つ効果的な運用と成果の共有・実用化までの期間短縮，開発
資金の重複の削減・成果の透明性と客観性，規制への迅速な対応

水化学定例研究会(2019年3月8日) 31

“水化学共通基盤技術”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 共通基礎通基礎基盤に核分裂生
核分裂生成物挙
裂生成物挙動成物挙動に関する共に関する共通基盤
通基盤を追加深層防護との関連深層防護との関連：
 従来の水化学・腐食に関わ
従来の水化学・腐食に関わる共通基盤
通基盤技術に関しては、6技術に関しては、6章の各課題に共
課題に共通
する基盤
する基盤技術の位置づ
技術の位置づけであり、位置づけであり、深層防護との関けであり、深層防護との関連も深層防護との関連も6
連も6章の各課題に準ず
課題に準ずる 核分裂生
核分裂生成物挙
裂生成物挙動に成物挙動につ動については、レベル
いては、レベル1
レベル1～4が該当
 燃料損傷時の燃料損傷時のF
損傷時のFP放出とモ
放出とモニタリング
リングはレベル1
レベル1 「水化学による信頼性の確保」とレベル2
レベル2 「異常・故障の拡大防止」、「異常・故障の拡大防止」、FPモニタリング
リングによる燃料による燃料損傷
燃料損傷状況
損傷状況の状況の把握はレベル3
レベル3 「事故の影響緩和」、SA「事故の影響緩和」、SA時のSA時のF
時のFP挙動評価の基礎知見
動評価の基礎知見の
礎知見の提供は
提供はレ
ベル4
ベル4 「設計基準を超す事故への施設内対策」に「設計基準を超す事故への施設内対策」に該当

水化学定例研究会(2019年3月8日) 32

水化学共通基盤技術とは

水化学の研究、実機での水化学管理・制御、を支える基盤技術で、被ばく線源低減、構造材健全性、燃料健全性などの技術に共通すると考えられるもの。以下に大別される。
①環境評価技術②腐食メカニズム③酸化物/イオン種の付着脱離メカニズム④模擬試験および加速試験方法
現状分析①環境評価技術：理論評価ではラジオリシスモデル、計
測では高温水センサなど、基礎技術は確保されているが、前者では予測精度の立証、後者では実機で使用可能な信頼性確保が課題として残されている。
②腐食メカニズム：経験的なアプローチが主流で、照射ほか新たな因子が加わると外挿が難しくなる。
③酸化物/イオン種の付着脱離メカニズム：今後に期待される課題④模擬試験および加速試験方法：上記3項目をベースに固めるべき課題。実機と実験室とのデータのかい離が課題となっている。試験研究炉が老朽化し、数も減少してきている。
研究方針①水化学の具体的な課題の研究方針から逸脱することなく、タイムリーな成果を取得②お互いが相補の位置づけにあり、理論と実験の両面から、技術の妥当性を確認③実験室系と同時に、実機への適用、評価手法の体系化(数式化)も視野に開発を進める。

理論評価
ラジオリシスモデル
材料要因

計測
高温水センサ

運転要因
水化学要因(照射下での腐食環境)
・放射線照射の影響(1)・局所水質の腐食挙動への影響(2)、(3)・酸化被膜、付着物の腐食挙動への影響(2)、(3)

実機での構造材料・燃料
材料の腐食挙動把握

再現及び確認
高経年化対応、燃料の高度化、被ばく線量低減への対応技術の提示
模擬実験、
加速試験
[ホット試験、
コールド試験]

対応技術の有効性確認
実機への対抗技術の適用
評価手法の体系化(数式化)

産官学の役割分担①産業界の役割
基礎知見と実
礎知見と実機知見と実機知見の機知見の結合、プ合、プラント運
ラント運用上固用上固有課題評価、複評価、複合現象のモデル化、既存象のモデル化、既存技術既存技術の高度化と適用②国・官界の役割
長期的戦略
長期的戦略の戦略の指導的役割、基礎割、基礎研究・大研究・大規模実験支援
験支援③学術界の役割
基礎データ、メカニズム解明、新知見
データ、メカニズム解明、新知見の発
知見の発掘
の発掘、
人材育成、
人材育成、

④学協会の役割
体系化(数式化
数式化)の指導的役割

産官学の連携産官学による
産官学による連
学による連携・共同研究
研究
共同
大規模プロジプロジェクトにおけるニーズ、
シーズの提供シーズの提供、提供、提案と支援

関連分野の連携腐食、コロ
腐食、コロイ
コロイド化学、
放射線化学分
放射線化学分野
化学分野の学協会の学協会との協会との連との連携
海外研究との連外研究との連携33

“水化学共通基盤技術”の導入シナリオ
必要性･ 福島第一原子力発電所廃炉の円滑遂行のためには、残存したFP量、分布の定量的把握が不可欠（被ばく管理、廃棄物処理）
FP量、分布の定量的把握が不可欠（被ばく管理、廃棄物処理）・ プラントの再稼働、円滑運用にシビアアクシデント時のFP
プラントの再稼働、円滑運用にシビアアクシデント時のFP挙動
FP挙動把握が不可欠（レベル４対応のアクシデントマネージメント（AM
把握が不可欠（レベル４対応のアクシデントマネージメント（AM））
AM））
・ 国内の約20
国内の約20年の20年のFP
年のFP研究衰退期間を埋め、今後
FP研究衰退期間を埋め、今後40
研究衰退期間を埋め、今後40年余の廃炉作業の40年余の廃炉作業の円滑試行のため、技術のTT
円滑試行のため、技術のTTと同時に新たな研究者の組織化が不可欠と同時に新たな研究者の組織化が不可欠
TT・ 従来知見（Phébusデータほか）の有効活用
データほか）の有効活用
従来知見（・ 福島事故を顕在化した新しい事象への対応

現状分析①事故時のFP挙動の解明：
事故時の 挙動の解明： TMITMI-2事故処理収束後の研究活動低下
・ 設備老朽化と研究者離散。=>
設備老朽化と研究者離散。=>若手研究者の=>若手研究者のFP
若手研究者のFP 離れが深刻化
・ 大学他教育機関でのFP
大学他教育機関でのFP関連カリキュラム消失
FP関連カリキュラム消失②福島第一原子力発電所事故時のFP挙動の実態解明
福島第一原子力発電所事故時の 挙動の実態解明
・ 実機での関連データ収集の困難さ③事故時FP挙動解析コードの整備と事故時 挙動解析コードの整備と標準挙動解析コードの整備と標準化：
標準化： 多分野との連携との連携が不可欠・ 「シビアアクシデント
シビアアクシデント時のアクシデント時の核時の核分裂生成物挙動
裂生成物挙動」
成物挙動」研究専門委員会
研究専門委員会発足
専門委員会発足④アクシデントマネージメントへの反映： これからこれからの課題

研究方針･ 技術、研究の立ち上げは、まず関連技術者の組織化に立脚
・ これまでの知見、データの再整理
・ これまでの知識で、福島事故をどこまで評価できるかを明確化
・ 従来知見の不足を早急に補う
新しい実験の提案。予算、人材確保（本ロードマップ）(a) 廃炉作業円滑遂行（プラント内外の被ばく抑制と廃棄物適正管理） ①②(b) 原子力発電プラントの安全運転（確実なレベル4対応）
原子力発電プラントの安全運転（確実なレベル 対応） ③④(i) FP分布の正確な把握
FP分布の正確な把握、分布の正確な把握、的確な取出と確実な処理
可能な限
可能な限り測定に基づ
り測定に基づき、測定負荷
測定負荷の場合は予測負荷の場合は予測(ii) 事故時のFP
事故時のFP挙動の予測とFP挙動の予測とAM挙動の予測とAMへの適切な反映
AMへの適切な反映
シビア
シビアクシデント解析コ
クシデント解析コー
析コードに依存知見の見直し・充実

評価法の見直し・充実

検証(既存データ
と実機情報
の対応)
の対応)

規格基準
規格基準
の構築

必要情報の追加

基礎研究・応用研究を担う人材の育成

産官学の役割分担①産業界の役割・ FP分布の測定と予測・ FP除去、固定化技術の確立
・ AMの確立②国・官界の役割
・ 必要な基盤(知識・人材・施設・制度)の整備
・ 研究炉建設とin-pile実験
・ 産学の安全に係る研究

・廃炉関連
技術高度化
計測/
計測/処理
・最先端のAM・最先端のAM
あらゆる可能性包含
・国家戦略と
しての人材
育成計画
・計画的な
大型投資

③学術界の役割・ 事故時FP挙動の解明
・ 知の蓄積と展開
・ 研究を支える人材の育成

・評価手法の標準化・基盤研究に係る人材の育成④学協会の役割・ 規格基準化と高度化に貢献
・ 知識ベースの普及

産官学の連携産官学による
産官学による
協調・
協調・共同研究
共同研究
･廃炉プロ
廃炉プロジ
プロジェクトを支
クトを支える
要素技術の高度化
・新しい照射試験・新しい照射試験設
照射試験設備の推進と高度利推進と高度利用関連分野の連携
・総合的な廃炉技術
・多角・多角的なA的なAM評価・ 取扱い方法の標準化

図8.1.28.1.2-4 核分裂生成物挙動関連の研究に係る導入シナリオ 水化学定例研究会(2019年3月8日) 34

“人・情報の整備”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 人・情報の整情報の整備の整備に係わに係わるロードマッ
ードマップは
マップは、
プは、2007年
007年版で策定で策定されたが、されたが、2009年版でのフォロ
でのフォローア
フォローアッーアップは限定プは限定的であ
限定的であっ的であったため、たため、福島第一発
福島第一発電所
一発電所事故以電所事故以降の状況変化を踏状況変化を踏ま化を踏まえ、水化学分野
水化学分野として果たす分野として果たすべき役割として果たすべき役割を明確べき役割を明確にす
を明確にすべにすべく、本格的に改訂
本格的に改訂

深層防護との関連深層防護との関連：
 技術基盤
技術基盤整備、規格基準
規格基準類
基準類の整備の整備および人
および人材育成プ
育成プログラム
ログラムに関ラムに関わに関わる課題は、深層防護のレベル
課題は、深層防護のレベル１～４
レベル１～４が
１～４が該当水化学定例研究会(2019年3月8日) 35

人・情報の整備とは安定・安全なプラントの運転管理

事故発生防止・拡大防止への貢献“人・情報の整備”の導入シナリオ

原子力プラントの安定的運転のためには、材料、燃料の健全性、それに被ば
く線量に直接係わる水化学分野からの貢献が不可欠である。このような役割を担う水化学技術の維持、発展のためには、これまでの技術基盤の体系化・基準化に加え、核となる人材と技術情報基盤の確保が必要である。このためには，「技術情報基盤の整備/技術伝承」、「学協会規格等の整備」および「国際協力」を推進することが必要である。

技術伝承・人材育成

研究基盤
の確保

技術情報基盤の整備

規格・基準等の
整備

国際協
力推進

現状分析
•水化学の研究開発及び管理を担う人材の高齢化が進行している。研究の場も狭まっており、コミュニティの維持も危ぶまれる。今後、原子力発電プラントの安全・安定な運転を継続していくため一層の貢献が求められており、人材確保と技術伝承は緊急の課題である。
•人材確保のためには、学術界をはじめとして水化学関連研究の基盤確保が必須で、研究を通して有能な人材の教育と、その結果として、人材の確保が可能となる。
•水化学関連技術の整備・体系化を通じ、それを規格・基準、標準の形にまとめていくことは、技術の透明性確保や技術伝承の観点で重要である。すでに水化学管理標準、分析標準等の作成に着手、一部は発行されている。これらの活動を更に加速していく必要がある。
•廃炉に係わる汚染水処理、腐食、過酷事故時のFP挙動などの化学分野での寄与が期待されており、挙動解明や設備設計・運用等において、技術情報収集や人材の供給等で貢献している。
•水化学技術の高度化や廃炉，事故時対応の水化学情報整備の観点から、国際的な情報交換を継続的に進めると同時に、わが国が培った技術を海外に発信していくことは、原子力全体の発展にも有用と考えられる。

通常運転時の水化学情報

事故時対応の化学情報

産官学の役割分担①産業界の役割-安全性･信頼性・経済性の確保向上を目的とした開発研究および基盤整備②官界の役割-安全規制につながる安全研究(NRA)-安全基盤研究の推進(METI,MEXT)

産官学の連携・実機データ/情報の整
理と蓄積
・プラント運用に係わる人的資源の確保・水質管理基準等の整備関連分野との連携•長期的戦略への指導的役割
軽水炉安全技術・人•規格・基準化の指針•国際間の情報交換体制 材RMの整備と海外情報の国内
準への反映

研究方針

③学術界の役割•通常運転時および事故時対応時における人・情報の整備として、下記の研究を実施する。
(1)研究基盤（場）の確保(2)技術情報基盤の整備と技術伝承(3)規格・基準等の整備(4)国際協力の推進
・これらを通じて、水化学技術情報を整備するとともに、確実な技術伝承と必要な人材の育成を行い、プラントの安全・安定な運転を維持および事故の拡大防止に貢献する。

-知の蓄積と展開（安全基盤研究の推進・
検証）-研究を支える人材の育成•基礎・基盤データの整
理と蓄積•先進知見の提供•教育、人材の継続的供給④学協会の役割

・規格基準・民間標準策
定・国内外への情報発信
・人的交流と育成-規格基準化とその高度化に貢献

・状態基準保全技術
開発の効率的推進
・保全プログラム高度化への反映
・産官学間の人材交流

図7.27.2-2 人・情報の整備に係わる導入シナリオ

水化学定例研究会(2019年3月8日) 36

“事故時対応の水化学主要課題の変遷”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 新規記載 事故時対応の水化学として、事故時対応の水化学として、放射性核分
放射性核分裂生
核分裂生成物挙
裂生成物挙動成物挙動に係わに係わる研究は
研究は、初期には燃料には燃料損傷
燃料損傷とそれに損傷とそれに伴うとそれに伴う環境放出
伴う環境放出に関環境放出に関連に関連し活発に実発に実施
 しかし、
燃料破損対策の確立
損対策の確立、SA研究
SA研究の収束
研究の収束のの収束の2段階で段階で縮小し縮小し、現在に現在に到る
しかし、燃料破損対策の確
 福島事故以福島事故以降事故以降、原子力安全の
原子力安全の自主
安全の自主的な向上
自主的な向上努力
的な向上努力が必
努力が必要が必要とされ、とされ、水化学分野
水化学分野に分野においてもおいても深層防護の観点を踏ま
深層防護の観点を踏まえつつ、つつ、新しい視
新しい視点で取点で取り組むこととなっこととなった

深層防護との関連深層防護との関連：
 水化学が関与する事故時対策
水化学が関与する事故時対策の
事故時対策のうち、設計基準事故の対策はうち、設計基準事故の対策はレベル、設計基準事故の対策はレベル3
レベル3 「事故の影響緩和」にの影響緩和」に該当
 SA対策としてのSA対策としての放射性対策としての放射性核分
放射性核分裂生
核分裂生成物挙
裂生成物挙動成物挙動に係わに係わる対応は、レベル
る対応は、レベル4
レベル4 「設計基準を超す事故への施設内対策」に準を超す事故への施設内対策」に該当
 さらに、事故炉の廃炉
さらに、事故炉の廃炉推
廃炉推進対応の水化学は、
進対応の水化学は、広義
は、広義の広義の意味で、意味で、レベルで、レベル4
レベル4 「設計基準を超す事故への施設内対策」に準を超す事故への施設内対策」に該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 37

“水化学が関与する事故時対策”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 起因事象の発生から事故が収束して安起因事象の発生から事故が収束して安定事象の発生から事故が収束して安定冷却が達成
冷却が達成される
達成されるまされるまでの期間における水化学が関与する対策として、る水化学が関与する対策として 、 水素 発生、発生 、漏洩と爆
漏洩と爆発防止および発防止 および核分および 核分裂生
核分裂生
成物の環境への放出抑制
成物の環境への放出抑制をの環境への放出抑制を新規に記載

深層防護との関連深層防護との関連：
 事故発生後
事故発生後の対策となるため、深層防護のの対策となるため、深層防護のレベルとなるため、深層防護のレベル1
レベル1「水化学による信頼性の確保」およびレベル
保」およびレベル2
レベル2 「異常・故障の拡大防止」には「異常・故障の拡大防止」には非該当には非該当
 LOCA時などの設計基準事故で水CA時などの設計基準事故で水素時などの設計基準事故で水素が格納容器内に漏えいした場合の格納容器内に漏えいした場合の爆容器内に漏えいした場合の爆発抑制対策（可制対策（可燃ス制御系等)系等)はレベル3
レベル3「事故の影響緩和」に「事故の影響緩和」に該当（可燃性ガス制御
 SA後
SA後のジルコ
ジルコニウム-水反応に起因
水反応に起因する水
起因する水素する水素の爆発抑制に
発抑制についてはレベル
いてはレベル4
レベル4「設計基準を超す事故への施設内対策」に該当「設計基準を超す事故への施設内対策」に該当
 核分裂生
核分裂生成物
裂生成物の環境への放出抑制となる成物の環境への放出抑制となるサの環境への放出抑制となるサプレッ
プレッションプールのp
ンプールのpH制御や
フィル
フィルタベントの対策は、ベントの対策は、燃料溶融後は、燃料溶融後の事象で水化学的制
燃料溶融後の事象で水化学的制御の事象で水化学的制御が効果に大きくが効果に大きく影響するため影響するためレベル
するためレベル4
レベル4「設計基準を超す事故への施設内対策」に該当「設計基準を超す事故への施設内対策」に該当
水化学定例研究会(2019年3月8日) 38

“事故炉の廃炉推進対応の水化学”
主な改訂
主な改訂点：
改訂点：
 福島事故福島事故後事故後の廃炉推の廃炉推進に向けて取進に向けて取り組むべき水化学の課題
べき水化学の課題として、新たに、
水化学の課題として、新たに、
汚染水処理
汚染水処理対策と水処理対策と二次廃対策と二次廃棄物
二次廃棄物処理
棄物処理、処理、デブリ取り出し時
り出し時水処理対策
水処理対策、対策、水素発生量評価、評価、材料健全性評価
健全性評価に評価について、新
いて、新規に記載

深層防護との関連深層防護との関連：
 これらは事故後
これらは事故後の対応であり、深層防護のレベルの対応であり、深層防護のレベル１
レベル１「水化学による信頼性の確保」 、レベル２
レベル２ 「異常運転や故障の防止」には非該当「異常運転や故障の防止」には非該当
 設計基準を超える事故を想定
設計基準を超える事故を想定しており、想定しており、レベル
しており、レベル3
レベル3 「事故の影響緩和」に「事故の影響緩和」に非該当
 事故炉の廃止措置
事故炉の廃止措置開措置開始後に始後に実施される廃炉
施される廃炉推
廃炉推進対応の水化学対策は、進対応の水化学対策は、直接の水化学対策は、直接的にSA的にSAの影響緩和に
SAの影響緩和につの影響緩和につながらないもながらないものも含まれるが、広義
れるが、広義の広義の意味で、意味で、レベルで、レベル４
レベル４「設計基準を超す事故への施設内対策」に該当「設計基準を超す事故への施設内対策」に該当
 具体的には、放射能の具体的には、放射能の閉じ的には、放射能の閉じ込め、
閉じ込め、除去
込め、除去、処理、処除去、処理、処分、処理、処分を適切
を適切に行うに行う必要があり、汚染水、二次廃汚染水、二次廃棄物
水、二次廃棄物、棄物、燃料デ燃料デブリの適切
リの適切な処理を行
な処理を行うを行う必要あり 水素発生防止、材料
発生防止、材料健全性維持のため、健全性維持のため、適のため、適切な対策を行
な対策を行うを行う必要あり
水化学定例研究会(2019年3月8日) 39

“事故炉の廃炉推進対応の水化学”の導入シナリオ
福島廃炉推進対応の水化学とは
福島事故以降、原子力に関わる全ての分野において、
福島 事故以降、原子力に関わる全ての分野において、原子力安全の自主的事故以降、原子力に関わる全ての分野において、原子力安全の自主的な向上努力が必要とされ、水化学分野においても深層防護の観点を踏まえな向上努力が必要とされ、水化学分野においても深層防護の観点を踏まえつつ努力が必要とされ、水化学分野においても深層防護の観点を踏まえつつ、つつ、
新しい視
新しい視点で取り組む必要が生じ点で取り組む必要が生じるに到るに到った。福島った。福島事故後の廃炉推進に向けて。福島事故後の廃炉推進に向けて取り組むべき水化学の課題
取り組むべき水化学の課題を明確にする必要がある
課題を明確にする必要がある。
を明確にする必要がある。

現状分析

福島廃炉の円滑な推進
汚染水処理および二次廃棄物固定化による放射能拡散防止、デブリ
取り出し時の被ばく低減、水素発生安全評価、材料健全性確保
放射能吸着技術、二次廃棄物減容・固化技術の高度化、放射能吸着技術、二次廃棄物減容・固化技術の高度化、α技術、二次廃棄物減容・固化技術の高度化、α核種処理技術開発、水素安全評価技術開発、材料評価技術高度化

検証

・ 喫緊の課題としては喫緊の課題としては汚染滞留水処理の課題としては汚染滞留水処理が挙げられる。これまで対処することのな
汚染滞留水処理が挙げられる。これまで対処することのな
かったＦＰ核種を中心とした水処理施策の確立は新しい課題である。
かったＦＰ核種を中心とした水処理施策の確立は新しい課題である。
・ それに伴い、多量のそれに伴い、多量の二次廃棄物に伴い、多量の二次廃棄物が発生しており、その二次廃棄物が発生しており、その処理・処分技術が発生しており、その処理・処分技術の開発に処理・処分技術の開発に向けては長期的な取り組みが必要である。
向けては長期的な取り組みが必要である。

ＦＰ・α
規格基準
ＦＰ・α核種挙動の的確な把握、ＦＰ放射能除去・固定化
検証
メカニズム解明、放射線分解挙動解明、腐食挙動解明 ( 安全性確認 ) の構築

・ さらに、デブリ取
さらに、デブリ取り出しの段階になると、出しの段階になると、デブリ性状に基いたの段階になると、デブリ性状に基いたＦＰ
デブリ性状に基いたＦＰおよびＦＰおよびαおよびα核種挙核種挙動 の把握、水処理が必要にの把握、水処理が必要になる。
が必要になる。

基礎研究・応用研究を担う人材の育成

・これらの対応と並行して、高放射能濃度での汚染水、廃棄物中での水の放射線分解による水素分解による水素発生
水素発生量評価
発生量評価は
量評価は、今後のシステム検討の安全評価項目として重要であり、モデル化を含めて取り組むべき課題要であり、モデル化を含めて取り組むべき課題である課題である。
である。
・また、
材料健全性評価は必健全性評価は必須
は必須・また、長期間
長期間にわたるシステム健全性の確保に向けにわたるシステム健全性の確保に向けて、向けて、材料て、材料健全性評価の要件の要 件である。

知見の見直し・充実

評価法の見直し・充実

産官学の役割分担① 産業界の役割

必要情報の追加

産官学の連携・汚染水処理システム- 廃炉推進のための放射能処理
廃炉推進のための放射能処理 ・二次廃棄物システムの構築・運用
処理・処分- デブリ取り出しシステムにおけシステム
る 水処理システムの構築・運用 ・ α 核種処理
- 水素除去システムの構築・運用 システム

・水素除去
・多角
・多角的な側面的な側面を持つこれら廃炉推進における水化学の諸課題を、同時並行的に側面を持つこれら廃炉推進における水化学のこれら廃炉推進における水化学の諸課題を、同時並行的
同時並行的に ② 国・官界の役割
システム
解 決 して行く必要がある。そのためには、個々して行く必要がある。そのためには、個々の事
個々の事象の事象を的確に把握するとともに国プロによる要素技術開発のその相
その 相関関係
関関係を明確にし、合を明確にし、合理的かつ効率
理的かつ効率的つ効率的な解決
な解決を目指を目指す。
推進- 必要な基盤(
必要な基盤(知識・人材・施設・制度)
制度 )の整備研究方針- 新規制基準整備新規制基準整備
汚染水対策と二次廃棄物処理
諸 課題の抽課題の抽出③ 学術界の役割
・基礎実験によるデブリ取り出し時水化学・水処理
評価- ＳＡ時ＦＰ挙動の解明
水素発生量評価・照射場での放射- 放射能吸着メカニズムの解明 ・照射場での放射材料健全性評価
線 分解試験
分解 試験- α 核種挙動の解明- 放射線分解メカニズムの解明 ・基板研究に係る
人材育成
人材 育成
個々の事
の事象
個々
の事
象の的確な把握④学協会の役割
相互の相互 の相関関係
関関係の明確化・廃棄物処理・処分- 規格基準化とその高度化に貢献
規格基準化とその高度化に貢献 方法の標準化
他部会との協働を実現（バックエ
同時並行的、合同時並行的、合理的かつ効果
理的かつ効果的に解つ効果的に解決
的に解決
ンド部会、核燃料部会、他）

産官学による
協調・共同研究・廃炉廃棄物処理・処分
研究の推進･安全評価研究の推進
・照射試験設備の整備・利用関連分野の連携・燃料高度化・高経年化対応

統合的な廃炉推進対応水化学の構築
統合 的な廃炉推進対応水化学の構築

水化学定例研究会(2019年3月8日) 40

今後の策定スケジュール
 HP上でも意見聴取を検討
HP上でも意見聴取を検討
 検討WG
検討WG等におけるさらなる検討
WG等におけるさらなる検討 2019年度上期内の策定を目指す
2019年度上期内の策定を目指す

水化学定例研究会(2019年3月8日) 41

ご静聴ありがとうございました。
検討中のロードマップについて、ご意見・ご要望をお聞かせください。

水化学定例研究会(2019年3月8日) 42