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－

新技術への挑戦－国の補助事業による研究開発
廃炉・汚染水対策事業事務局

原子力安全事業本部
廃炉推進グループリーダー
松本昌昭

Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc.

２０１９年３月９日（土）
機械振興会館 B2F 多目的ホール

目次
国による補助事業

3

５年間の補助事業の概要

7

廃炉・汚染水対策事業に参画する補助事業者

9

これまでの事業による研究開発成果例

11

補助事業で得られた成果と展開のまとめ

13

補助事業間の関係

14

研究開発マネジメントの諸課題と事務局の役割

15

まとめ

16

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2

国による補助事業（1/4）⚫ 廃炉・汚染水対策事業の概要

1

目的：我が国の科学技術の水準の向上及び廃炉・汚染水対策を円滑に進めること

2

実施内容：基金設置法人によって造成された基金を活用して、廃炉・汚染水対策に資する技術の開発を支援する事業を実施

3

弊社は、平成25年度補正予算「廃炉・汚染水対策事業」事務局業務を受託、以降、現在まで、本事務局業務を継続して実施中

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3

国による補助事業（2/4）⚫ 廃炉・汚染水対策事業の特徴⚫ 「廃炉・汚染水対策基金」を設置✓ 国の委託事業にみられる年度予算主義に基づく1年契約の縛りから解放✓ 継続・安定的な研究開発を実現（補助事業は最長２年）⚫ 技術的難易度の高い廃炉・汚染水対策に係る技術開発を支援✓ 現在約20件の補助事業が並行して実施✓ 方針を定める資源エネルギー庁、企画機能を有するNDF、成果を活用する東京電力ホールディングスも含めた情報共有が必須✓ 多数の補助事業間の連携も必須⚫ 国内だけでなく、海外も含めて広く叡智を結集✓ 国内外の多様な企業が参画✓ 国外企業への直接の補助金交付事例あり

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国による補助事業（3/4）⚫ 実施体制廃炉・汚染水対策事業事務局ウェブサイト、 閲覧日：2019年2月16日、https://dccc-program.jp/files/20180330yoryo1.pdf⚫ 基金予算

年度補正

H25

H26

H27

H28

H29

H30億円

約215

約199

約146約150

約159約153

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国による補助事業（4/4）⚫ 事務局業務の実施内容⚫ 公募・採択、進捗管理、確定検査
公募準備～採択

事業遂行管理

精算処理対応⚫ 効率的かつ迅速な公募準備と審査⚫ 複数事業の進捗を的確に把握⚫ 多岐に亘る分野を審査可能な体制構築⚫ 事業者間の円滑な連携機会の設定⚫ 全ての経費書類に目を通して額の確定検査を実施⚫ 有識者による幅広い視点での評価⚫ 有識者から事業に資する助言を得る場を用意⚫ 関係者の負荷を低減し、効率的な精算手続きを達成⚫ 関連する補助事業等
廃炉・汚染水対策事業

英知を結集した原子力
科学技術・人材育成推進事業◼ 経済産業省予算◼ 1F廃炉に対する応用開発から実用化に向けた研究開発◼ 文部科学省予算◼ 1F廃炉を含めた原子力分野の基
礎・基盤研究開発

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５年間の補助事業の概要（1/2）
研究分野

H26年度

H27年度

H28年度

汚染水対策

海水浄化等(11)トリチウム分離(3)

使用済燃料保管損傷燃料処理(1)(2)
使用済燃料の長期健全性 (1)燃料デブリ取り出しの作業環境の向上

H29年度

カッコ内の数字は補助事業の延べ数

RPV/PCVの健全性・耐震性・腐食抑制 (2)
(1)
臨界管理
(1)
燃料デブリの収納・移送・保管(1)(2)
PCVの補修・止水(2)

(1)
(1)
(1)

H30年度

(1)
(1)
水循環システム(2)燃料デブリサンプリング(1)

遠隔除染(1)
(1)

内部調査

(1)
(1) 炉内状況把握
炉内燃料デブリ検知(1)(2)(1) 燃料デブリの性状把握・分析技術(2)

燃料デブリ取り出しの工法開発
廃棄物対策

取り出し技術(1)代替工法(11)
(1)

(1)
(5)

RPV/PCVの内部調査技術・実証(1)
燃料デブリ経年変化(1)(3)(3)

燃料デブリ・炉内構造物の取り出し工法・システム・基盤技術
小型中性子検出器(3)(1)

固体廃棄物の処理・処分

(4)

(4)

※表中では、主要な事業のみを掲載しています（複数事業を一つにまとめて記載しているものもあります）。また、事業名称は簡略化して記載しております。詳細は以下の事務局HPにてご確認いただけます。
https://dccc-program.jp/project

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５年間の補助事業の概要（2/2）○原子炉内燃料デブリ検知技術の開発：IRID
RPV内の燃料・燃料デブリの位置を検出する技術として宇宙線ミュオンを利用した観測技術を開発。

○SFPから取り出した燃料集合体他の長期健全性評価：IRID
海水注入等の影響を受けた燃料集合体の、共用プールでの長期保管、将来的な乾式保管の実現性検討のため、健全性を評価。

○総合的な炉内状況把握の高度化：IRID・IAE
原子炉内の燃料デブリや核分裂生成物の状態を的確に把握するための総合的な分析・評価を実施。

○SFPから取り出した損傷燃料等の処理方法の検討：IRID
損傷燃料について、再処理における技術的課題を調査・検討。再処理が可能か否かを判断するための指標を検討。

SFP燃料を保管する○原子炉建屋内の遠隔除染技術の開発：IRID○燃料デブリの性状把握・処置技術の開発：IRID

原子炉建屋内の作業エリア・アクセスエリアの空間線量率を低減するため、遠隔で除染を行う技術を開発。

○燃料デブリの経年変化特性の推定：TENEX

燃料デブリの取り出し・収納・保管等の検討に資するため、模擬デブリを用いてデータを取得。
模擬デブリを用いた加速試験を行い、50年後までの燃料デブリの経年変化特性を推定。

○ PCV内部調査技術の開発：IRID

建屋内の線量を下げる

PCV内の状況を確認するための遠隔調査装置・システムの開発・実証。

○ RPV内部調査技術の開発：IRID
RPV内部の燃料デブリの分布や線量等の環境条件を確認するための遠隔操作による調査装置・システムを開発。

汚染水に対応する○サンプリング技術の開発：IRID
実燃料デブリのサンプリングのシナリオを策定し、サンプリング装置を検討・開発。

○海水浄化技術検証事業：三菱重工業、IBC、大林組、日揮、アトックス・AREVA NC・ANADEC

炉内の状況を知る

港湾内海水中の放射性セシウム、放射性ストロンチウムの浄化技術の検証試験を実施。

○土壌中放射性物質捕集技術検証事業：日揮、アトックス・AREVA NC・ANADEC
土壌中の放射性ストロンチウム捕集技術の検証試験を実施。

○汚染水貯蔵タンク除染技術検証事業：IHI、大林組、神戸製鋼所

安定性を確保するボルト締め型タンクの内部に対する除染技術の検証試験を実施。

○無人ボーリング技術検証事業：大林組
高線量下での無人ボーリング技術の検証試験を実施。

○トリチウム分離技術検証試験事業：Kurion、RosRAO、ササクラ、北海道大学、東芝、創イノベーション、ネクスタイド○RPV/PCVの腐食抑制技術の開発：IRID
長期にわたりRPV/PCVの構造材料の腐食の進行を防ぎ、健全性を維持するための腐食抑制策の実機適用性の確認。

既存の浄化設備で処理が困難なトリチウムに対する分離技術の検証試験を実施。

○RPV/PCVの耐震性・影響評価手法の開発：IRID
大規模地震発生時の、RPV/PCV内重要機器の損傷とその波及的影響を明らかにし、影響防止・抑制対策を考察。

固体廃棄物を処理・処分する○燃料デブリ臨界管理技術の開発：IRID
複数工法の各作業工程に対する臨界管理方法を検討し、要素技術の成立性を確認。

○固体廃棄物の処理・処分に関する研究開発：IRID
固体廃棄物の性状を把握するとともに、処理技術、処分概念、安全評価手法を検討。

○先行的処理手法及び分析手法に関する研究開発：IRID、ANADEC、IHI

PCVからの漏えい箇所を補修する先行的処理技術について、実用規模の処理に適用できる見通しを評価。

燃料デブリを収納・移送・保管する

燃料デブリを取り出す○燃料デブリ・炉内構造物取り出し工法システムの高度化事業：IRID○燃料デブリ収納・移送・保管技術の開発：IRID
燃料デブリの条件に適した収納缶を開発、複数の燃料デブリ取り出し工法に対する収納・移送・保管システムを構築。

閉じ込め機能の確保、ダストの捕集・除去、α核種のモニタリング等の解決に必要な技術を開発。

○代替工法／燃料デブリ・炉内構造物の取り出し基盤技術の高度化：IRID、浜松ホトニクス、大成建設、ANADEC、 ONET、キュー・アイ、フジクラ、Createc・Oliver Crispin Robotics、IHI、Cavendish Nuclear・ビージー
イー・清水建設、RANDEC・木村化工機・日本クリーン環境推進機構
燃料デブリの切削・集塵、回収、視覚技術等の要素技術開発を実施、成立性を評価。

○小型中性子検出器の開発：ONET、RosRAO、IRID
高ガンマ線環境下における低い中性子束を測定可能な小型の中性子検出器を開発。

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○PCV漏えい箇所の補修・止水技術の開発：IRID
PCV内で閉じ込め機能を構築し、その状態を安定的に維持するための漏えい箇所の補修技術を開発、実機適用性を見極め。

○PCV漏えい箇所の補修・止水技術の実規模試験：IRID、JAEA
モックアップ施設を用いて、補修・止水技術の実規模試験を実施し、その成立性を確認。

○PCV内水循環システム構築技術の開発：IRID
PCVにアクセス・接続する技術を開発し、PCV 内の水をより安全に管理するシステムを実現。

廃炉・汚染水対策事業に参画する補助事業者（1/2）⚫ 補助事業の多くはIRIDにより実施⚫ 特筆すべき技術を有する事業者は、事業における技術開発の一部の担う例あり⚫ 2019年3月時点で実施中の補助事業の例を以下に示す
炉内の状況を知る（燃料デブリの性状把握・分析技術の開発）
IRID

・燃料デブリの特性リスト
・燃料デブリの経年変化特性

TENEX

燃料デブリを取り出す（燃料デブリ・炉内構造物の取り出し基盤技術の高度化）
IRID

浜松
ホトニクス

ONET

・燃料デブリ取り出し機器
・燃料デブリ取り出し時の監視
・燃料デブリの切削及び集塵

固体廃棄物を処理・処分する（固体廃棄物の処理・処分に関する研究開発）
IRID

IHI

・廃棄物ストリーム

ANADEC ・先行的処理及び分析

図 技術開発の適用イメージ

廃炉・汚染水対策事業事務局ウェブサイト、閲覧日：2019年2月19日、https://dccc-program.jp/

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廃炉・汚染水対策事業に参画する補助事業者（2/2）⚫ 燃料デブリの取り出しの代替工法（冠水せずに燃料デブリ取り出しを行う工法）に関する検討を、平成26年度に補助事業として公募⚫ 燃料デブリ取り出し工法・システム及び要素技術の開発に関する補助事業は、国内外から多数の補助事業者が参画し、実施どのように取り出す方法があるか検討する（H26年度）⚫ 燃料デブリ取り出し代替工法に関する概念検討（4事業）⚫ 代替工法のための視覚・計測技術の実現可能性検討事業（4事業）⚫ 代替工法のための燃料デブリ切削・集塵技術の実現可能性検討（3事業）❔

取り出すための工法や基盤的な技術を開発する（H27-H28年度）

IRID

浜松ホトニクス

ONET

大成建設

開発した工法や基盤的な技術を高度化する（H29-H30年度）
IRID

浜松ホトニクス

ONET廃炉・汚染水対策事業事務局ウェブサイト、閲覧日：2019年2月19日、https://dccc-program.jp/

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図 成果の一例

これまでの事業による研究開発成果例（1/2）⚫ 原子炉内部調査のため、最新技術を取り入れた研究開発が実施、いくつかの技術については既に実際の調査に適用

炉内状況把握✓ 宇宙線ミュオンによる透過調査（IRID）
宇宙空間より飛来するミュオンを用いた原子炉内部の透過調査を実施。
内部の構造物・堆積物の状況を把握。

✓ 遠隔ロボットによる調査（IRID）
遠隔ロボットによるPCV内部の調査を実施。
内部の状況を視覚的に把握。

ミュオンによる炉内調査
調査ロボット（1号機調査用）RPV底部に燃料デブリとみられる高密度物質の存在を確認

小型水中ロボット（3号機調査用）

2号機測定結果※補助事業では1号機へ摘要し、その後他号機へ技術を転用

堆積物

1号機内部の様子

3号機ペデスタル壁付近の様子

経済産業省、経済産業省の廃炉に関する研究開発の取り組み状況、P17~26、閲覧日：2019/2/14、http://www.dd.ndf.go.jp/jp/decommissioning-research/dr-committee/materials/07/doc1-2.pdf
経済産業省、廃炉に向けた技術開発、閲覧日：2019/2/14、http://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/hairo_osensui/hairo.html#zyosen

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これまでの事業による研究開発成果例（2/2）
燃料デブリ取り出しに向けた視覚・計測技術や切削・集塵技術等の研究開発について、強味を有する事業者による研究開発が実施• 様々なケースを想定した研究がなされており、研究成果は多岐
視覚・計測技術
切削・集塵技術•✓ 小型中性子検出器（ONET、RosRAO、IRID）

ONETRosRAO✓ レーザー切削（ONET）

非貫通式切削レーザーヘッド

IRID✓ コアボーリング（大成建設）✓ 耐放射線撮像管カメラシステム（浜松ホトニクス）

耐放射線撮像管

カメラシステムボーリング加工ヘッド

集塵ノズル✓ ウォータージェット加工（IRID）

ウォータージェット加工ヘッド

経済産業省、経済産業省の廃炉に関する研究開発の取り組み状況、P48、閲覧日：2019/2/14、http://www.dd.ndf.go.jp/jp/decommissioning-research/dr-committee/materials/07/doc1-2.pdf
経済産業省、研究開発プロジェクトの進捗状況及び次期計画の方向性、P20~24、閲覧日：2019/2/14、http://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/decommissioning/committee/osensuitaisakuteam/2018/03/4-02.pdf
２０１９年度廃炉研究開発計画、P25,閲覧日：2019/3/4、http://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/decommissioning/committee/osensuitaisakuteam/2019/02/4-1.pdf

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補助事業で得られた成果と展開のまとめ得られた成果の例

成果展開の例

内部調査

ミュオンによる推定、シミュレーションによる予測、PCV内部調査などによって、総合的に情報整理を行うことで、炉内の状況を推定した

廃炉戦略検討やデブリ取り出し検討作業を行うための共通の基盤

作業環境の向上

PCVの補修・止水や遠隔除染プロジェクトなどを通じて原子力安全の観点を含むリスクを洗い出すことができた

東京電力ホールディングスが将来実施する実作業の検討に役立つ成果が得られつつある

燃料デブリ
取り出し

燃料デブリ取り出しの基盤、工法開発プロジェク
トでは、代替工法の検討などを経て、いくつかの工法を具体的に検討できる段階にまできた

中長期ロードマップのマイルストーンに示されたデブリ取り出しの方針決定に役立つ情報を提供

廃棄物対策

固体廃棄物の性状把握、処分前管理、処分概念、安全評価手法の検討、及びそれらの研究開発成果の統合を進めた

中長期ロードマップのマイルストーンに示された処理・処分に関する基本的な考え方の取りまとめに役立つ情報を提供

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補助事業間の関係⚫ 現在実施中※の補助事業は14事業（補助事業者数は延べ19）あり、各事業は互い※2019年3月時点に連動して実施中

東電のエンジニアリング

廃棄物・処理/処分方策
・廃棄物ストリーム

6件
内部調査
・PCV内部調査・RPV内部調査
・燃料デブリ性状（経年変化含む）

2件

3件
燃料デブリ取り出し工法・技術・工法/システム
・基盤技術（切削集塵技術や監視技術含む）

作業環境の向上・水循環・サンプリング・収納移送保管
3件

図 補助事業成果の大まかな流れ
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#詳しくは事務局のウェブサイトをご覧ください。https://dccc-program.jp/976

研究開発マネジメントの諸課題と事務局の役割⚫ 補助事業の位置づけのさらなる明確化⚫ 複数の補助事業者により、多数の補助事業が実施されている中で、全体を的確にとりまとめることが必要⚫ 廃炉の完遂という長期目標と補助事業としての1,2年間の事業目標との対応付けが必要⚫ 事業成果が着実に東電ホールディングスの廃炉作業に結び付くことが重要⚫ 補助事業者間だけでなくNDF、東京電力ホールディングスとの効果的な連携⚫ 補助事業のインプット・アウトプット情報の整理・活用⚫ 必要に応じて秘密保持契約を結び、補助事業者間の情報交換を円滑化⚫ 海外の補助事業者への対応⚫ 海外事業者への直接の補助金交付は、経済産業省では本事業が初めて⚫ 商習慣の違い、外為法への留意、当該国の法令遵守、外国語資料による確定検査、個人情報保護（GDPR対応）など⇒事務局は試行錯誤しつつ工夫を重ね、事業全体のプロジェクトマネジメント業務を遂行
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まとめ
⚫ 廃炉・汚染水対策事業の概要⚫ 事業目的、実施内容、実施体制及び補助事業の特徴⚫ 関連する補助事業（英知事業）⚫ 5年間の補助事業の概要⚫ 廃炉・汚染水対策事業に参画する事業者⚫ IRIDに加えて、技術的強味を持つ国内外の企業が参画⚫ 複数の補助事業者を採択する例も（デブリ切削、小型中性子、先行的処理）⚫ これまでの事業による研究開発成果⚫ ミュオンによるデブリ有無観察、遠隔ロボット、水中ロボット、小型中性子検出器、撮像管、レーザー切削・集塵技術など厳しい制約条件下で稼働する技術開発事例⚫ 事業成果と展開事例⚫ 補助事業間の関係を概観⚫ 「内部調査」、「作業環境の向上」の成果が「デブリ取り出し」につながり、「廃棄物対策」も踏まえて「東電のエンジニアリング」につながる成果創出⚫ 研究開発マネジメントの諸課題と事務局の役割
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