IRIDの研究開発概況
日本原子力学会 2021年秋の年会
福島第一原子力発電所廃炉検討委員会セッション
令和3年9月9日
Web 開催国際廃炉研究開発機構（IRID）
奥住 直明
この成果は、経済産業省/廃炉汚染水対策事業費補助金の活用により得られたものです。
無断複製・転載禁止 技術研究組合 国際廃炉研究開発機構©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

目次

1. はじめに2. 原子炉格納容器内部調査技術開発(1)既に終了した調査(2)今後計画している調査
3. 燃料デブリ取り出し技術開発(1)試験的取り出し(2)段階的に規模を拡大した取り出し(3)取り出し規模の更なる拡大
2

目

次

1. はじめに2. 原子炉格納容器内部調査技術開発(1)既に終了した調査(2)今後計画している調査
3. 燃料デブリ取り出し技術開発(1)試験的取り出し(2)段階的に規模を拡大した取り出し(3)取り出し規模の更なる拡大
3

3 .廃棄物対策に係る研究開発

1 .プール燃料取り出しに係る研究開発
2016.3終了

使用済燃料プールから取り出した燃料集合体の長期健全性評価

固体廃棄物の先行的処理手法

燃料デブリ・炉内構造物取出 臨界管理・基盤技術小型中性子検出器

遠隔除染技術燃料デブリ・
炉内構造物＜安定状態の確保＞

RPV/PCVの腐食抑制・耐震性評価
2018.3終了

PCV漏えい箇所の補修・止水及び実規模試験
2018.3終了
PCV内水循環技術 実規模試験

2019.3終了

燃料デブリ・
炉内構造物取出取り出し技術・工法
開発

環境整備技術2019.3終了

技術

燃料デブリ取り出し技術

R/B内の2016.3終了

処理・処分技術2019.3終了

2 .燃料デブリ取り出しに係る研究開発
除染・線量低減技術

固体廃棄物の燃料デブリ収納・移送・保管技術

ダスト集塵システム

燃料デブリ取り出し安全システムの開発

内部調査・分析技術＜間接的調査＞＜直接的調査＞

RPV内燃料デブリ検知技術・評価
総合的な炉内状況把握の高度化

2018.3終了

PCV詳細調査技術2018.3終了

RPV
内部調査技術2019.3終了

PCV詳細調査PCV詳細調査

実証（自主）

実証（自主）

X-6ﾍﾟﾈ堆積物

燃料デブリ性状把握・分析

燃料デブリｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞ・規模拡大技術©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

4

目

次

1. はじめに2. 原子炉格納容器内部調査技術開発(1)既に終了した調査(2)今後計画している調査
3. 燃料デブリ取り出し技術開発(1)試験的取り出し(2)段階的に規模を拡大した取り出し(3)取り出し規模の更なる拡大
5原子炉格納容器内部のロボット等による調査

ペデスタル外側の調査（１号機）

ペデスタル内側の調査（２号機）○クローラ型遠隔調査ロボット（A2調査）
調査時

CRD レール○釣りざお型調査装置（A2’調査）ペデスタル内側の調査（3号機）
昇降用スラスター
前方カメラ
推進用スラスター
照明

6○水中遊泳型ロボット©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

目次

1. はじめに2. 原子炉格納容器内部調査技術開発(1)既に終了した調査(2)今後計画している調査
3. 燃料デブリ取り出し技術開発(1)試験的取り出し(2)段階的に規模を拡大した取り出し(3)取り出し規模の更なる拡大
7ボート型アクセス装置
格納容器内の水の上を航行して、広範囲に移動可能なボート型アクセス装置を製作中

ガイドリング取付用の例• 直径：φ25cm• 長さ：約1.1ｍ• 推力：25N以上

ボート型アクセス装置外観
ボート型アクセス装置の動線©International Research Institute for Nuclear Decommissioningボート型アクセス装置 PCVバウンダリの構成
 パーソナルエアロック（定期検査時の作業員通路，２重扉）を貫通するガイドパイプ
 原子炉建屋側（PCV外）にシールボックスとケーブルドラムを設置
 ガイドパイプ内をアクセス装置が通過格納容器（PCV）内ｹｰﾌﾞﾙﾄﾞﾗﾑｶﾞｲﾄﾞﾊﾟｲﾌﾟ隔離弁

ｲﾝｽﾄｰﾙ装置

調査装置
ｼｰﾙﾎﾞｯｸｽ

延長管

凡例：ｱｸｾｽﾙｰﾄ機器

格納容器（PCV）バウンダリの構成(案)9ボート型アクセス装置(X-2ペネからのPCV内部調査)

 潜水機能付ボート型アクセス・調査装置については，機能毎に6種類準備する予定。
実施項目

作業の流れ（イメージ）

インストール装置
シールボックス設置

ｱｸｾｽ・調査装置

装置用ｹｰﾌﾞﾙ

水位

ガイドリング取付

ケーブル絡まり防止用にPCV内に設置

ｶﾞｲﾄﾞﾘﾝｸﾞ

堆積物

詳細目視

パンチルトカメラによるPCV内の状況確認

静止用ｱﾝｶｰ
燃料デブリ※

堆積物3次元形状測定

走査型超音波距離計により堆積物の3次元形状を測定

走査型超音波距離計により，堆積物の3次元形状を測定

堆積物厚さ測定

高出力超音波センサにより堆積物厚さを測定

中性子束測定検出器を用いて堆積物表面の中性子束を測定

堆積物
少量サンプリング
インストール装置・
シールボックス撤去

高出力超音波
センサにより堆積物厚さを測定

堆積物採取装置により採取※：堆積物の厚さや燃料デブリの有無及び厚さは未知だが，説明のためイメージとして記載©International Research Institute for Nuclear Decommissioningデブリ検知技術 これまでの調査で視認した堆積物中の燃料デブリを検知するための放射線計測技術を開発中
 Eu-154γ線検出器（ CdTe半導体検出器）と熱中性子検出器（ B10検出器）を併用し、確実なデブリ検知を目指す

全体＆システム構成イメージ
無断複製・転載禁止 技術研究組合 国際廃炉研究開発機構

11

アーム型アクセス装置
制御棒駆動機構メンテナンス用の格納容器貫通部（X6ペネ）を通じて広範囲にアクセス可能なアーム型アクセス装置を製作中
 アーム全長約22 m
 10 kgまでの調査装置を搭載可能
トロリ

テレスコアーム

ブーム
チルト機構

2軸関節

ワンド※

アーム先端にセンサを搭載※代わりにツールの搭載も可能

アーム型アクセス装置©International Research Institute for Nuclear Decommissioning格納容器貫通部ハッチ開放
 格納容器貫通部（X-6ペネ）の開放
アーム型アクセス装置を投入するX-6ペネの開放技術を開発中
 ハッチ開放時の閉じ込め機能
 遠隔でのハッチ開放
隔離部屋- 搬入/組立/搬出性確認
ハッチ開放装置-開放作業性確認etc

隔離部屋組立状態

隔離部屋搬入イメージ

隔離部屋

ハッチ開放装置
X-6ペネ

ハッチ開放装置- 走行性確認 etc

X-6ペネ

X-6ペネ

ハッチ開放装置：カメラ撮影方向無断複製・転載禁止 技術研究組合 国際廃炉研究開発機構

13

救援用
ワイヤーツール

救援用
ワイヤーツール

アーム型のアクセスルート
 格納容器への接続構造体

以下の機能等を有する接続構造体を開発中
 遠隔で既存のペネフランジに接近・取りつく機能
 把持機構の耐震性
 閉じ込め機能
 アーム通過性の維持
隔離弁

非金属
ベローズ

把持機構

接続管本体

駆動機構

X-6ペネ接続構造

接続構造体外観
無断複製・転載禁止 技術研究組合 国際廃炉研究開発機構

把持機構「閉」状態

アーム洗浄・乾燥機構

14

把持機構「開」状態

アーム型アクセス装置

15©International Research Institute for Nuclear Decommissioning圧力容器内部調査技術
 上部から圧力容器にアクセスし内部調査するための要素技術は、今後の装置試作に向け、あらかた検証済 側面から圧力容器にアクセスするための要素技術を開発中
 加えて下部から圧力容器にアクセスし内部調査を調査するためのコンセプト案を検討中

PCVヘッド
RPVヘッド
蒸気乾燥器
気水分離器燃料デブリ

シールドプラグ目次

1. はじめに2. 原子炉格納容器内部調査技術開発(1)既に終了した調査(2)今後計画している調査
3. 燃料デブリ取り出し技術開発(1)試験的取り出し(2)段階的に規模を拡大した取り出し(3)取り出し規模の更なる拡大
17

燃料デブリ 試験的取り出し
アーム型アクセス装置先端に極細線金ブラシ方式回収装置等を装着
ブラシホルダー キャップ
トロリ

テレスコアーム

ブラシ

ブーム
チルト機構

2軸関節

ブラシ

極細線金ブラシ方式回収装置

真空採血管
アーム先端にセンサを搭載※代わりにツールの搭載も可能

アーム型アクセス装置

吸込口

真空容器方式回収装置

目

次

1. はじめに2. 原子炉格納容器内部調査技術開発(1)既に終了した調査(2)今後計画している調査
3. 燃料デブリ取り出し技術開発(1)試験的取り出し(2)段階的に規模を拡大した取り出し(3)取り出し規模の更なる拡大
19

燃料デブリの段階的に規模を拡大した取り出し
取り出し用アクセス装置 アーム(1/2)
キャリッジ

ワンド約1ｍツールパン＆チルト

ブームリンクテレスコアーム
先端ツール

燃料デブリ回収装置

水平オフセットリンク

外付けケーブル

20

リスト

中性子モニタ燃料デブリの段階的に規模を拡大した取り出し
取り出し用アクセス装置 アーム(2/2)
水平オフセットリンク

キャリッジ

ブームリンクテレスコアーム

ワンド

X-6ペネ
X-6ペネ
エンクロージャX-6ペネ接続構造

PCV

CRD開口
CRD開口

ツールパン＆チルト

テレスコアームデブリ（推定堆積厚さ500mm）

21

目

次

1. はじめに2. 原子炉格納容器内部調査技術開発(1)既に終了した調査(2)今後計画している調査
3. 燃料デブリ取り出し技術開発(1)試験的取り出し(2)段階的に規模を拡大した取り出し(3)取り出し規模の更なる拡大
22

【上アクセス工法の例】：構造物一体撤去・搬出工法

23

燃料デブリの切削技術
 要求事項を満たす切削技術の構成を検討中
 コアボーリング，ディスクソー，超音波コアドリル，油圧カッター，チゼル，アブレシブウォータージェット(AWJ)，レーザーガウジング 他

チゼル加工

コアボーリング24

レーザー加工©International Research Institute for Nuclear Decommissioningインターフェース管理/構成マネジメントシステムの開発

視界不良かつ狭隘環境において、ロボットを遠隔操作するオペレータの作業負荷を軽減し、操作の効率化を図れる制御手法を開発する

ペデスタル内の環境モデル（CADモデル）

PCV内の環境モデル（CADモデル）

干渉物撤去作業（CADモデル）

25©International Research Institute for Nuclear Decommissioningご清聴ありがとうございました。

無断複製・転載禁止 技術研究組合 国際廃炉研究開発機構

26