2024年 第20回 原子力委員会定例会議

令和６年度 医療用等ラジオアイソトープ
アクションプランフォローアップ【Ac-225】
令和6年6月25日

国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構

「常陽」及びアクチニウム-225製造プロジェクト
照射試料試験施設
(FMF)

主要仕様

照射後、迅速に照射試料を払い出し、化学処理を行うことが可能な施設環境
解体・取り出し◼ 熱出力 100MW（10万kW）（空気冷却）◼ 冷却材 ナトリウム （2ループ）◼ 燃 料 ウラン・プルトニウム混合酸化物燃料（MOX燃料）◼ 炉 心 直径：約78cm 高さ：約50cm

１．照射前

試験装置
組立施設

原子炉建屋

３．化学処理２．照射/移送/解体

化学分
離Ac-225

製薬メーカーへ出荷

Ra-226

再利用
グローブボックス
原子炉建屋

・ラジウムの調達
・ターゲットの調整・照射用キャプセル製作
・集合体部材の調達
・集合体組立Ac-225：アクチニウム-225
Ra-226：ラジウム-226

照射試料試験施設(FMF)

・ターゲット照射
・集合体移送－照射後集合体のナトリウム洗浄/乾燥－最短工程での実施
・集合体解体、キャプセル取出し・ターゲット取出し/溶解・Ac-225の単離・分析(放射線計測、質量分析)
・Ac-225の払出し
・Ra-226の回収/再利用

1

アクションプランへの「常陽」の取り組み
年度

2023(R5)2024(R6)

2025(R7)

2026(R8)

Ra照射予定(令和8年度中)
照射Ac-225製造工程

JMTR Ra線源(30mg)
受入に向けた対応「常陽」再稼働工程

高速実験炉
「常陽」

RI製造に係る設置変更許可

輸送準備▽許可取得見込み▼申請(2/7)

審査▽申請▽許可取得見込み

審査

RI生産用実験装置製作

詳細設計

RI生産用キャプセル設計・製作
申請準備

RI許可の変更申請準備

原料調達：Ra-226

機構内輸送新規制基準対応工事

RI許可の変更

化学処理工程後処理

運転再開予定(令和8年度半ば)

モックアップ試験(集合体急速な払出実証)

照射試料試験施設 核燃料使用施設の許可変更
FMF

前処理等

アクションプラン達成▼許可取得(7/26)

RI製造用実験装置の認可取得
照射装置製作Ra受入

JMTR線源 (30mg)▽申請▽許可取得見込み▽申請▽許可取得見込み

審査
審査

申請準備

照射後RI分離の概念設計 照射後RI分離の詳細設計
取扱設備(グローブボックス)、化学処理装置、分析機器等の整備

▽申請

審査

▽許可取得見込み

化学処理装置の製作・運転
区画整備

IAEA：Global Ra-226 Management Initiative
国内外のRa線源の調査・ルート構築

2

「常陽」再稼働工程
ー原子炉設置変更許可の取得（新規制基準適合）ー

年度
高速実験炉
「常陽」「常陽」再稼働工程

2023(R5)2024(R6)

2025(R7)

2026(R8)

運転再開予定(令和8年度半ば)▼許可取得(7/26)

新規制基準対応工事

JAEAプレスリリース：www.jaea.go.jp/02/press2023/p23072601/

3

「常陽」再稼働工程
ー 運転再開に向けた新規制基準対応に係る主な工事 ー
飛来物対策（竜巻対策）
建物補強（火山対策・耐震補強）

原子炉の停止や監視行うシステムの多重化

BDBAを超える事象への対策（大規模損壊）火災対策（ケーブル難燃化・隔離）

原子炉停止機能の強化（信頼性強化）

使用済
燃料
プール

配管等の耐震補強
プールからの水の漏洩防止

地盤改良

地震等の自然災害対策

事故対策、安全性向上
BDBA:設計基準事故を超える事故

事故対策機能の強化（耐震強化含む）
事故時の炉心冷却、溶融した燃料の保持・冷却

4

RI製造に係る設置変更許可、核燃・RI許可変更

RI生産用実験装置の解体（RIの分離・取出し）

RI製造用集合体の組立（前処理）

RI製造用集合体の使用（RIの製造）

FMF：RI施設（R6下期申請予定）
・非密封Raの貯蔵・使用「常陽」：原子炉施設（R6/2申請、審査中）
・使用の目的の追加
・RI製造用集合体の追加
・RI製造用集合体の取扱経路の一部追加

FMF:核燃施設（R6下期申請予定）
・セル内でのRI製造用集合体の組立

FMF：RI施設（R6下期申請予定）
・非密封Ra、Acの貯蔵・使用・廃棄
FMF:核燃施設（R7上期申請予定）
・セル内でのRI製造用実験装置の解体
・グローブボックスでの核燃汚染物の許可「常陽」：RI施設（R6下期申請予定）
・非密封Raの使用

化学処理工程

FMF

「常陽」

FMF

セル

RI製造用
キャプセル
(ターゲット：226Ra)

化学
分離

Ra :ラジウム(226Ra：ラジウム-226
Ac ：アクチニウム(225Ac：アクチニウム-225)

グローブボックス
年度

高速実験炉
「常陽」

照射試料試験施設
FMF

RI製造に係る設置変更許可

2023(R5)2024(R6)▼申請(2/7)2025(R7)

226Ra

2026(R8)▽許可取得見込み

審査

RI許可の変更

申請準備▽申請▽許可取得見込み

RI許可の変更

申請準備▽申請▽許可取得見込み

核燃料使用施設の許可変更

225Ac

審査
審査

申請準備

▽申請

審査

▽許可取得見込み

申請予定内容については一部検討中

5

RI製造に係る設置変更許可
ー原子炉設置変更許可の申請（RI生産）ー

年度
高速実験炉
「常陽」

RI製造に係る設置変更許可

2023(R5)2024(R6)▼申請(2/7)2025(R7)

2026(R8)▽許可取得見込み

審査

JAEAプレスリリース：www.jaea.go.jp/02/press2023/p24020701/

6

RI許可の変更
ー 申請準備中 ー「常陽」のRI変更許可申請の概要 (案)
密封されていない放射性同位元素種
類
及び
数
量

核種

Ra-226（ラジウム-226）

物 理 的 状 態

個体

化学形等

単体及び無機化合物

年 間 使 用 数 量

80 GBq （約2.1g）

使用の目的

Ac-225（アクチニウム-225） 製造のための照射使用の方法

線源をステンレス鋼の管に挿入し両端を溶接・密封したRI生産用キャプセルをRI生産用実験装置に組み込み高速中性子を照射

使 用 の 場 所

原子炉容器内年度

2023(R5)2024(R6)

2025(R7)

高速実験炉
「常陽」

RI許可の変更

申請準備▽申請▽許可取得見込み

照射試料試験施設
FMF

RI許可の変更

申請準備▽申請▽許可取得見込み

審査
審査

2026(R8)

7

照射装置製作ー モックアップ試験（集合体急速な払出実証） ー「常陽」

炉外モック計画(「常陽」既存設備の適用可否)

照射試料試験施設（FMF）

・崩壊熱を考慮した、モックアップ集合体製作
・既存設備での乾燥性能試験の計画立案-Na洗浄/乾燥設備のモックアップ作成（昨年度）-モックアップ試験（R6年9月予定）
乾燥機構「常陽」→FMFへの払出しルート
・通常：試料取り出し20日

「常陽」

Na洗浄槽

照射試料試験施設

照射→FMF輸送→Na洗浄→自然乾燥→解体↓
・短縮化：試料取り出し5日
照射→Na洗浄→強制乾燥→FMF輸送→解体「常陽」でNa洗浄,乾燥させることで迅速な払出し(2日)を実現

モックアップ集合体

既存設備(ヒーター内蔵)

Na：ナトリウム年度
高速実験炉「常陽」照射装置製作2023(R5)2024(R6)

モックアップ試験(集合体急速な払出実証)
RI生産用キャプセル設計・製作

詳細設計

8

照射装置製作
ー RI生産用キャプセルの設計・製作 ーRaターゲットの主な調整法
電源

電極

電着開封＋溶解電着装置(納品待ち)

Ra線源（30mg）

226Ra

円周溶接

電着Raターゲット

試料ホルダ

RI生産用キャプセル

RI生産用実験装置の構造
年度

Ra :ラジウム(226Ra：ラジウム-226)

高速実験炉
「常陽」

照射装置製作

RI生産用キャプセル
2023(R5)2024(R6)

モックアップ試験(集合体急速な払出実証)

詳細設計※

RI生産用キャプセル設計・製作※RI生産用実験装置製作

9

化学処理工程ー 照射後RIの概念設計 ー・工程の最適化（放射化物の除去、使用するレジン(樹脂)）・小型ジェネレータから技術フィードバック
・化学処理工程の半自動化の概念設計（昨年度）〃詳細設計（今年度）226Ra：ラジウム-226
225Ra：ラジウム-225
225Ac：アクチニウム-225
227Ac：アクチニウム-227

Po：ポロニウム
Fr：フランシウム
Pb：鉛
Bi ：ビスマス
Tl ：タリウム年度
照射試料試験施設
FMF

化学処理工程2023(R5)2024(R6)

照射後RI分離の概念設計

照射後RI分離の詳細設計

取扱設備(グローブボックス)、化学処理装置、分析機器等の整備

10化学処理工程ー照射後RI分離の詳細設計のための化学処理技術の確認＠原科研 ー
冷戦時核兵器開発の一環で製造
そのため、保有国が限られる。

ウラン-233

陰イオン交換樹脂(Th-229吸着用)

半減期 約16万年
ドイツ

アメリカ

トリウム-229

ロシア「常陽」でのRa照射法

半減期 約7900年+

ラジウム-225

226Ra

225Ra

225Ac

高速中性子

半減期 約15日＜高速炉を用いた製造方法＞

アクチニウム-225

U溶液

Th溶液

Th吸着工程Th溶離工程ウラン(U-233)溶液

U-233とTh-229の分離
＠原科研（6/4~6/7）＜現在のAc-225製造方法＞

原科研

大洗研
大洗研に保管していた
U-233を移送
U-233 :ウラン-233
Th-229：トリウム-229
Ra-225：ラジウム-225
Ac-225：アクチニウム-225
U：ウラン
Th：トリウム

229Th

U-233からTh-229を分離・抽出

年度
照射試料試験施設
FMF

化学処理工程225Ac

Th-229からRa-225/Ac-225を分離・抽出（Ra/Acの分離技術の確立・経験の蓄積）
2023(R5)2024(R6)

照射後RI分離の概念設計

照射後RI分離の詳細設計

取扱設備(グローブボックス)、化学処理装置、分析機器等の整備

研究機関
少量のAc-225を提供

11

化学処理工程– 取扱設備(GB)、化学処理装置等 –Ra線源(30mg)

GB1

GB2

GB3

(除染GB)(プレ除染GB)(作業用GB)1
3

4 試料ホルダを除染

2

電着・試料ホルダ封入

開封・溶解
照射前
照射後

試料ホルダ

7

Ra/Ac分離抽出
Ra回収、蒸発乾固

Ac出荷

6
集合体解体・コンパートメント取出し
キャプセル開封・試料ホルダ開封・溶解

5

Ra溶液

Ra照射

RI生産用実験装置

FMFセル
Ra：ラジウム
Ac：アクチニウム
GB：グローブボックス

年度
高速実験炉
「常陽」

化学処理工程2023(R5)2024(R6)

照射後RI分離の概念設計

照射後RI分離の詳細設計

取扱設備(グローブボックス)、化学処理装置、分析機器等の整備「常陽」

12化学処理工程– 分析機器 –
項目

確認方法

備考

〇 製品
外観

乾固後に目視金属的不純物や樹脂/資材由来の不純物の確認

HPGe (Ge半導体検出器)
α線スペクトロメータ

製造の都度実施 (Ac-225の定量にも利用)。
α線スペクトロメータは試料作成が必要なため、精製方法が固まったタイミングなどに実施。

+DOTA ; RadioTLC (Raytest)

Ac-225提供後の利用結果を流用。

利用した樹脂類･容器類への分布

HPGe (Ge半導体検出器)
ハンディスペクトロメータ

グローブBOX内でハンディスペクトロメータによりRa-226の有無を確認(作業負荷低減のため)。
Ra-226が残留している可能性のある物のみグローブBOXから取出してGe半導体検出器で測定。

化学的不純物ICP-MS（質量分析装置）

標識率が悪い際などに実施。標識を阻害する可能性のある異種金属の確認。

HPGe (Ge半導体検出器)生産計画を立てるにあたり非常に重要。

核種純度

Ac-225
Ra-226(ターゲット物質)
副生成核種(不純物)標識効率 (放射化学的純度)〇 ターゲット物質
Ra-226回収量

Ge半導体検出器

α線スペクトロメータ
年度
照射試料試験施設
FMF

化学処理工程ハンディスペクトロメータ
2023(R5)2024(R6)

照射後RI分離の概念設計

照射後RI分離の詳細設計

取扱設備(グローブボックス)、化学処理装置、分析機器等の整備

ICP-MS（質量分析装置）13実証試験用のRa-226調達及び国内外からのRa-226調達に向けた取り組み
調達先

機構内実施状況
・機構内線源の把握（製造実証用：JMTR保管のRa-226）
大洗研
輸送計画立案（2024年）
機構内輸送（2025年）
その他 ・その他の線源についても使用可否を確認中保有量/購入量
30 mCi (1.11 GBq)
220 mCi (8.14 GBq)

国内機構外

海外・外部機関の調査による国内線源の把握
・譲り受け候補の絞り込み

・参加登録済IAEA
・電子メールで確認済み
Global Radium・2023/6/5～9 Technical Meeting(web)226 Management・2024/12/2~6 Technical Meeting(web)
Initiative

年度
高速実験炉
「常陽」

１Ci：37GBq

JMTR Ra線源(30mg)
受入に向けた対応

原料調達：Ra-226

2023(R5)

177 mCi (6.55 GBq)
候補：57 mCi (2.11 GBq)

全加入国：96 Ci （3.57 TBq）
（一部、譲渡先決定含む）

2024(R6)輸送準備
IAEA：Global Ra-226 Management Initiative
国内外のRa線源の調査・ルート構築

14国立がん研究センターとの協力協定締結

前列左から：国立がん研究センター理事長 中釜斉、日本原子研究開発機構理事長 小口正範、原子力委員会委員長 上坂充、後列左から、国立がん研究センター先端医療開発センター機能診断開発分野長 稲木杏吏、国立がん研究センター先端医療開発センター長 土井俊彦、日本原子力研究開発機構副理事長 板倉康洋、日本原子力研究開発機構理事 大島宏之）(2024年2月29日時点)

協定書

2024年2月29日
国立研究開発法人国立がん研究センター中央病院にて国立がん研究センター、原子力機構の両理事長の署名押印のもと、「放射性同位元素で標識された薬剤の研究開発等に係る協力協定」を締結した。
(ア)JAEAは、医用利用可能な放射性同位元素の製造・提供を担当する。
(イ)NCCは、JAEAから提供された放射性同位元素について、医用利用に関する基盤に係る研究を担当する。

JAEAプレスリリース：www.jaea.go.jp/02/press2023/p24022901/

15

まとめ
• 実証試験– 許認可関係➢ 原子炉設置変更許可取得（新規制基準適合）(2023年7月26日)✓ 新規制基準適合に向けた工事(～2025年度)➢ 原子炉設置変更許可申請（RI生産）(2024年2月7日)➢ RI許可変更申請準備(2024年度下期申請予定)– 照射試験関係➢ 集合体急速取り出しのモックアップ試験準備(2024年9月）➢ RI生産用キャプセル・集合体の設計(2023年度～2024年度)➢ 化学処理技術の開発(2023年度～2024年度)✓ 小型ジェネレータによる化学技術の確立・経験の蓄積(2024年度～2026年度)➢ 化学処理/分析設備の整備に向けた検討(2023年度~2024年度)➢ Ra-226:30 mCi（1.11 GBｑ）の確保、機構内運搬準備(2025年度上期)• Ra-226のサプライチェーン– 世界各国のRa線源の調査継続
16