日本原子力学会 シンポジウム
東京電力福島第一原子力発電所の廃炉－第４回：確実な廃炉のために今すべきこと －日時： 2019年3月9日(土) 13:30～17:00 場所：機械振興会館

日本原子力学会 廃炉委第４回シンポジウム「確実な廃炉のために今すべきこと」

事故炉の廃炉の全工程とホールドポイント

201９年３月９日

宮野廣

日本原子力学会 東京電力福島第一原子力発電所
廃炉検討委員会 委員長
法政大学 大学院 デザイン工学研究科 客員教授

目次
１．学会の体制と活動
２．サイトでの作業と現状
３．廃炉の全体概要
３．１ 国の方針（ロードマップ）
３．２ 作業を展開してみる－そこから見える課題

４．開発の技術課題
５．まとめ－課題と解決の例
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１．学会の体制と活動

学会の体制－原子力学会福島第一原子力発電所事故に関連して
学会事故調の活動と廃炉検討委員会の活動のフォローへ
・学会事故調では、事故の直接要因、間接要因を分析し、教訓を取りまとめ ［（注）参照］、各ステークホールダが実施すべきこと提言した。

・日本原子力学会は、真摯に反省し、長期に渡る廃炉の活動を支援すべく２０１４年６月、「東京電力福島第一原子力発電所廃炉検討委員会」を設置し、活動してきた。
これからも活動を続ける。
・福島第一の廃炉に向けての活動→ 極めて長期に渡る、世界の原子力界でも初めての取り組みである。
世界は深い関心を示すと同時に懸念もしている。
→ 学会・学術界全体に、深いかかわりと多くの貢献が求められている。

→ 学会は、定款変更し組織をあげてそれを支える活動をしている。
学会の活動はボランタリーなものであり、真に技術の視点に立った助言・苦言・支援が行えると同時に社会への説明責任を果たしていかなければならない。
・２０２１年の事故後１０年の節目に向けて、提言の実績をフォローする。
（注）福島第一原子力発電所事故 その全貌と明日に向けた提言－学会事故調最終調査報告書－丸善出版

１．学会の体制と活動活動の体制

原子力学会福島第一原子力発電所事故に関連して福島復興・廃炉推進に貢献する学協会連絡会 (2016年5月発足)

理事会

（部会）
炉物理
核融合工学
核燃料
ﾊﾞｯｸｴﾝﾄﾞ
熱流動
放射線工学
ﾋｭｰﾏﾝ･ﾏｼﾝ・ｼｽﾃﾑ研究
加速器・ﾋﾞｰﾑ
社会・環境
保健物理・環境科学
核ﾃﾞｰﾀ
材料
原子力発電
再処理・ﾘｻｲｸﾙ
計算科学技術
水化学
原子力安全
新型炉部会
連絡会
福島特別プロジェクト

廃炉検討委員会
専門委員会(2014年6月発足）
エネ庁・NDFワークショップ

国際会議FDR2019（毎年学会秋の大会直後に開催）（5月24-26日＠J ビレッジで開催）

委員長 ： 宮野 廣 （法政大学）
副委員長： 関村直人 （東京大学）
岡本孝司 （東京大学）

協力機関・団体
・経産省資源エネルギー庁
・原子力賠償・廃炉等支援機構 (NDF)
・国際廃炉研究開発機構 (IRID)
・日本原子力研究開発機構 (JAEA)
・東京電力ホールディングス
日本ロボット学会
化学工学会
日本地震工学会

土木学会
日本建築学会

幹事会
運営タスクチーム
ワークショップ

２０１８年５月 終了

２０１７年５月 終了

リスク評価分科会

事故課題
フォロー分科会

建屋の構造性能検討分科会

ロボット分科会

主査：山口 彰(東京大学)

主査：山本章夫(名古屋大学)

主査：瀧口克己(東京工業大学)

主査：吉見 卓(芝浦工業大学)

廃棄物検討分科会
主査：柳原 敏(福井大学)

２０１８年５月 終了

２０１8年12月 終了

廃炉リスク評価分科会

事故進展に関する未解明事
項フォローWG

主査：山本章夫(名古屋大学)

主査：越塚誠一(東京大学)

ロボット分科会WG
主査：小島史男 (神戸大学)（注）FDR： International Workshop on Fukushima Decommissioning Research２．サイトでの作業と現状

福島第一の敷地復旧で何を考えなければならないか
使用済燃料集合体

溶融燃料・燃料デブリ

安全の考え方
放射性物質

発電所敷地

リスク管理の方法

格納容器）PCV)
バウンダリー
建屋カバー

管理をどのように行うか

炉内構造物

放射性物質の飛散
原子炉格納容器
(PCV)

原子炉建屋

原子炉
圧力容器
(RPV)

地下水対策
汚染水処理
処理水対策

（注）廃棄する対象

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注水体

どんな技術課題があるか

港湾
どのように解決するか

トーラス室

放射性物質の流出

圧力抑制室
(S/C)

トーラス（室）発電所敷地境界

どんな手順で実施するか

１－３、４号機

燃料
デブリ
ベント管

汚染水

どこまで廃棄処理するか

使用済燃料プール(SFP)
原子炉建屋(R/B)

バウンダリー
からの漏えいによる飛散

敷地をどのようにするか

汚染水の漏えい
汚染水

圧力容器（RPV)

地表等の汚染の飛散
放射性物質の飛散２．サイトでの作業と現状

福島第一原子力発電所 １－４号機の現状

出展：経済産業省資源エネルギー庁 原子力発電所事故収束対応室資料より）

３．廃炉の全体像概要

３．１ 国の方針（ロードマップより）

福島第一の廃炉の国の方針＜目標工程（マイルストーン）＞

出展：経済産業省資源エネルギー庁 原子力発電所事故収束対応室資料より）

３．１ 国の方針
廃炉の全体概要これまでのRMの評価

当面のロードマップ と これに見る技術課題
現在 2019

2021

現在

汚染水対策

課題はなにか
課題：溜め込んだ水の処分
約100万トンのトリチウム水の処分

使用済み燃料プールの燃料取り出し

課題：ハードの健全性の確認
課題：取り出し燃料の処分
燃料移送の課題

方針の決定
燃料デブリ
取り出し

課題：リスクへの対応

課題：デブリの把握

廃炉作業のリスク評価（作業の確定が必要）

課題：取り出し工法の開発
ガレキ等
処理処分

初号機の取り出し
方針の決定

課題：大量の放射性廃棄物の処理処分
・処理処分の計測・保管と処分

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３． 廃炉の全体概要

廃炉の領域と課題
領域の分類と技術・課題

Ａ オペレーションフロア領域
高放射能への対応
Ｂ 建屋・機器・配管 領域
バウンダリー確保と複雑な構造の除染
Ｃ トーラス室領域
離隔（ＰＣＶから、地下水から）
Ｄ ＰＣＶ内（ＲＰＶ 含む）領域
バウンダリー確保と除染、燃料デブリ取り出し
Ｅ 建屋外周辺がれき領域
飛散防止と撤去の両立
Ｆ

Ｆ 地下水領域
汚染土壌の除去

３． 廃炉の全体概要

様々な作業が考えられる。分類の例として以下の項目があげられる。
いずれも、必要な作業であるがどのように実施するか、どの順で実施するか、十分な検討が必要である。
Z. 内部詳細調査
A. PCV・原子炉建屋の閉じ込め機能確立
B. 気相部の放射性物質の漏えい防止機能確立

C. 溶融燃料・燃料デブリ冷却機能確立
D. 臨界（防止）対応機能確立
E. 横（上）アクセス工法によるPCV底部燃料デブリ取り出し
F. 気中上アクセス工法によるRPV内燃料デブリ取り出し

G. 溶融燃料等放射性廃棄物の保管施設の建設
H. 溶融燃料等燃料デブリの移送と安全・安定保管
I. トーラス室の密閉化 ･ 離隔化
J. 除染（オペフロ・PCV内、RPV内、建屋内ほか）
K. 処理・処分

崩壊熱除去・除染浄化システム

廃炉の作業

３． 廃炉の全体概要
３．２ 作業を展開してみる

廃炉の作業の工程例とホールドポイント

現在：2019年3月

Ｆ ＰＣＶ上部・ＲＰＶ上部取り出しＡ→ ＲＰＶ内燃料デブリ・ＲＰＶ取り出しＥ
バウンダリー構築 Ｂ
ＰＣＶ下部構・下部燃料デブリ取り出し
漏えい防止策ＤI
トーラス室離隔化 臨界防止策
Ｃ 冷却機能確立 Z
建屋解体・トーラス取り出し
J内部詳細調査
J
建屋内構造・環境がれき撤去
トーラス室除染
ＰＣＶ内除染J

建屋・環境除染

Ｇ 保管施設建設
ホールドポイントＨ
燃料デブリ移送・保管目標を設定して実現することＫ処理処分・長期保管

ロードマップによる目標管理

Z. 内部詳細調査〇目標として、得たい時期得たいもの
A. PCV・原子炉建屋の閉じ込め機能確立（技術）を明確にして設定する。
B. 気相部の放射性物質の漏えい防止機能確立［夢であってはならない］
C. 溶融燃料・燃料デブリ冷却機能確立〇責任を持つ者を置き、実現を図る。
D. 臨界(防止)対応機能確立
E. 横（上）アクセス工法によるPCV底部燃料デブリ取り出し〇実現できた場合でも、できなかった
F. 気中上アクセス工法によるRPV内燃料デブリ取り出し
場合でも、以降のプログラムを見
G. 溶融燃料等放射性廃棄物の保管施設の建設直し、選択する。
H. 溶融燃料等燃料デブリの移送と安全・安定保管
I. トーラス室の密閉化 ･ 離隔化
J. 除染（オペフロ・PCV内、RPV内、建屋内ほか）
K. 処理・処分

３．２ 作業を展開してみる

廃炉の作業の工程例と技術課題
ホールドポイント

ＰＣＶ上部・ＲＰＶ上部取り出し→ ＲＰＶ内燃料デブリ・ＲＰＶ取り出し

バウンダリー構築
ＰＣＶ下部構造・下部燃料デブリ取り出し
漏えい防止策
トーラス室離隔化 臨界防止策
閉冷却システム確立
建屋解体・トーラス取り出し
内部詳細調査トーラス室除染
建屋内構造・環境がれき撤去
ＰＣＶ内除染
建屋・環境除染
保管施設建設

燃料デブリ移送・保管処理処分・長期保管

重要な課題（技術開発に困難を有するもの）① 内部詳細調査（特にRPV内の燃料溶融状況の把握）② バウンダリー構築（PCV漏えい補修・トーラス離隔）とその工法③ 動的バウンダリーの有効性評価〇ホールドポイントの実現のため④ 除染方法 （PCV上部・内部除染方法[化学除染]）にどんな技術開発が必要か。
⑤ 閉冷却システム〇階層的に開発項目と達成目標⑥ 溶融燃料の取り出し方法・技術を作り上げる。
⑦ 燃料デブリの切削・破断取り出し方法・技術⑧ 自動機・ロボットの信頼性確保の方法と遠隔修復技術〇いくつかの道を設けてリスク⑨ 溶融燃料等燃料デブリの移送と安全・安定保管ヘッジを行うことも方策。
⑩ 長期のリスク対応（評価法と重要事象への対応）〇開発できた時点で、次の方向を等など検討して見直す。

３．２ 作業を展開してみる

廃炉の作業の工程例におけるリスク要因
ホールドポイント①

ＰＣＶ上部・ＲＰＶ上部取り出し ② ③ ④ ⑤→ ＲＰＶ内燃料デブリ・ＲＰＶ取り出し⑥③④

バウンダリー構築⑧
ＰＣＶ下部構・下部燃料デブリ取り出し
漏えい防止策⑧
トーラス室離隔化 臨界防止策
閉冷却システム確立
建屋解体・トーラス取り出し
内部詳細調査トーラス室除染
建屋内構造・環境がれき撤去
ＰＣＶ内除染
建屋・環境除染
保管施設建設

燃料デブリ移送・保管工法の選択で発生するリスク要因（例）① 工事機器によるバウンダリーの損壊② 工事機器によるデブリの損壊・拡散③ 燃料・デブリの落下④ 構造物によるバウンダリーの損壊⑤ 構造物によるデブリの損壊・拡散⑥ 水素ガスの蓄積（爆発）⑦ 自然災害によるリスク要因の発生⑧ 自然災害によるシステムの停止⑦
処理処分・長期保管〇リスク要因を抽出し、各工程放射性物質の放出へのステップ（例）でのリスクと選択した場合の→ バウンダリーからの放射性物質の拡散の増大
トータルのリスクを工法、技→ 拡散量の増大による放射性物質の拡散の増大
術でどのように異なるのかを比較評価して、選択の一助→ デブリの拡散の増大と臨界リスクの発生とする。［重要な判断データ］→ 構造物の移動や落下によるバウンダリーの破壊〇このリスク評価法を確立する→ 同上 デブリの損壊による拡散増大
ことが、重要な課題である。
→ 水素ガス溜まりの拡大と酸素流入による爆発の誘因→ 特に地震動による①－⑤の発生→ 特に地震動による冷却系、排気系などの停止

４．開発の技術課題

廃炉研究開発の課題（プロジェクト）俯瞰
国のプロジェクトを中心に取り組んできた技術課題

廃炉作業のリスク評価

格納容器止水・補修

使用済燃料の長期健全性評価

格納容器／圧力容器健全性評価

格納容器
止水技術

除染・線量低減除染工法の確立・除染
R/B遠隔除染技術

止水・閉循環

水循環技術
規模試験

除染
炉内調査・分析
原子炉内燃料
デブリ検知技術

放射性物質拡散防止

燃料デブリ
性状把握

圧力容器
内部調査技術燃料デブリの性状把握

調査
格納容器内部調査技術

デブリ取出

事故進展解析
による炉内把握
総合的な
炉内状況把握

燃料デブリ・
炉内構造物
取出基盤技術

デブリ 取り出し工法
臨界管理
燃料デブリ・
炉内構造物
取出工法
システム
デブリ収納・移送・保管

廃棄物処理・処分
固体廃棄物処理・処分技術５．まとめ

福島第一の廃炉の課題と取り組み○ 福島第一の廃炉は国としてのプロジェクトである。このプロジェクトを 動かす
全体の責任は誰が持っているのか。責任ある体制を明確に作るべきである。
〇 ロードマップの例を示した。

○ 実効性のあるロードマップによる開発を含むプロジェクト管理が必要である。
○ 特別の廃炉の「安全目標」を明確にすることが必要である。
放射線リスク、発生費用、工期、設計基準を明確にしなければならない。
○ 目指すべき姿（エンドステート）を見据えた廃炉のシナリオが必要であり、総合的な放射性廃棄物の取り扱いを考えなければならない。
○ 下記の技術課題がある。
・シナリオの見えない事象のリスク評価の在り方
・サイトのどのような姿を目指して、廃炉作業を進めるか
・大きな災害に対する健全性維持のあり方
・技術開発は何が必要で、どこまで進んでいるのか例） 高放射線場での作業ロボット・システムの開発
遠隔自動装置の信頼性をどのように評価・確認すべきか
・国際社会との連携をどのように進めるべきか

ご静聴いただきありがとうございました。

日本原子力学会 シンポジウム
東京電力福島第一原子力発電所の廃炉－第４回：確実な廃炉のために今すべきこと －日時： 2019年3月9日(土) 13:30～17:00 場所：機械振興会館

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