廃炉基盤研究プラットフォーム第一回運営会議
於：JAEA

資料3-2

福島第一廃炉研究マップの俯瞰的アプローチについて
平成27年12月15日
東京大学大学院工学系研究科

原子力国際専攻特任教授（IRID研究アドバイザー）
鈴木俊一
本発表内容は、経済産業省「平成25年度発電用原子炉等廃炉・安全技術基盤整備事業」、「平成25,26年度発電用原子炉等廃炉・安全技術開発費補助金」、「平成25年度補正予算廃炉・汚染水対策事業費補助金」の成果を含む。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning（プラント情報等の一部内容は、東電ホームページより引用）

事故炉と通常炉の廃止措置の違い• 時間との戦い– 塩水腐食、鉄筋の腐食など• 高放射線環境下の作業– ほとんど遠隔操作、回収ロボット• 既設設備がほとんど利用できない– 損傷もしくは機能喪失• 大量の放射性廃棄物– ほぼ全てが低レベル廃棄物。NRが無い
原子力学会廃炉委：東大岡本教授資料より抜粋©International Research Institute for Nuclear Decommissioning福島第一廃止措置におけるリスク管理の特徴• 通常の原子炉と同様の廃止措置管理では危険– 例えば、リスクのわずかな増大も許さない工事を行うと、結果的にリスクの大きな増大を招く。また、時間的な先送りがリスク増大につながる。

• 現場を中心とし、時間・空間・対象（放射性物質）を考慮した、俯瞰的なリスク管理を実施する必要– 数多くの廃止措置作業が相互に関連している• ５年、１０年と長期に掛かる廃止措置を見越し、俯瞰的な管理のできる人材を戦略的に養成し、現場を初めとする廃止措置に投入していく事
原子力学会廃炉委：東大岡本教授資料より抜粋©International Research Institute for Nuclear Decommissioning福島第一原発の廃炉・汚染水対策に係る研究開発等のフロー図

出典：平成26年3月27日
廃炉・汚染水対策チーム
会合/事務局会議資料改訂

使用済燃料プールからの燃料取出し・保管
使用済燃料等取出し

使用済燃料等
保管

使用済燃料等
再処理（2013年度～）（2013年度～）
長期健全性評価
損傷燃料等処理

【凡例】

（1-1）

（1-2）

（～2017年度）（～2017年度）

エネ庁補助
研究開発事業

原子炉建屋内の作業環境の確保（線量低減等）
遠隔除染装置開発

東電が実施

現場の安定状態の確保(研究成果も活用)

線量低減計画策定（2-①1b）（2-①1a）（～2014年度）（～2015年度）

原子炉建屋内の線量低減完了

除染装置現場投入（2014年度～）

電源、通信、水等の供給（～2019年度）

格納容器/圧力容器健全性評価（2-①-8）（～2016年度）

腐食抑制策（2017年度～）

デブリ臨界管理
（2-①-9）（～2019年度）

プロジェクトの流れ

インプット
情報
臨界防止策

（2019年度～）（2-①-9）などの括弧内の数字
は事業番号【冠水工法（燃料デブリを冠水させた状態での取出し）】①全部冠水（格納容器上部まで水張りできる場合）②部分冠水（格納容器上部まで水は張れないが、燃料デブリの取り扱いは水中で行う場合）
格納容器下部（ベント管, S/C，トーラス室等）
調査装置開発各箇所の調査（2-①-2）（2014年度～）（～2014年度）
補修・止水技術
補修工事
開発/実規模試（2-①-3）（2017年度～）
験（～2016年度）
格納容器上部（ハッチ，配管貫通部，冷却系統等）
調査装置開発各箇所の調査（2-①-2）（～2017年度）（2016年度～）

補修・止水技術（2-①-3）開発（～2017年度）

補修工事（2018年度～）【冠水工法が難しい場合の代替工法（気中取出し）】
技術情報の募集

代替工法FS（2014年度）

凍土方式の陸側遮水壁（～2014年度）
高性能多核種除去装置（～2014年度）

炉内状況（デブリの位置、量等）の把握
S/C等放射性物質 格納容器内部調査

燃料デブリの取出し※2018年度に取出方法を確定（2-①-4）

燃料デブリ・炉内構造物取出検知（～2016年度）（2-①-6）（2014～2015年度）
炉内の調査（2014～2019年度）
原子炉内燃料デ（2016年度～）
ブリ検知 （2-②-2）（2014～2016年度） 圧力容器内部調査（2-①-5）
過酷事故解析コード
燃料デブリ取出し（～2019 年度）
炉内状況把握（2-②-1）（2020年度～）（～2016年度） デブリサンプリング
デブリ収（圧力容器内部調査
納・移送・事業の一部） （2-①-5）
燃料デブリ搬出
デブリ特性の把握（2019 年度） 保管（2-①-7）（2020年度～）（～2019年度）
燃料デブリ性状把実デブリ性状把握
握・処置（2-③-1,3）
計量管理（～2019 年度）（～2019 年度）（JAEAが運営費交付金で実施）※「Ｓ／Ｃ」は「サプレッションチェンバ－」の略称。
（～2019年度）

維持・管理（2015～2020年度）
運転（2014年度～）

技術情報の募集

汚染水対策ＦＳ・海水浄化 （2014年度）
・土壌中放射性物質捕集・汚染水貯蔵タンク除染
・無人ボーリング

廃棄物処理・処分
燃料デブリ保管（2020年度～）
発生廃棄物の保管（2011年度～）
廃棄物処理・処分（2011年度～）

デブリ、廃棄物の安定的な保管燃料デブリ取出し作業イメージ■燃料デブリを冠水させた状態で取り出す方法は、周辺環境並びに作業員への影響緩和の観点から確実な工法である。
■但し、冠水には格納容器の漏えい個所調査や補修が必要。
■今後、冠水工法に加えて、部分冠水（気中）あるいは気中取り出し工法についても検討する必要あり。
■また工法とともに、燃料デブリ取り出し・収納・保管に必要な技術を開発する必要あり。
原子炉格納容器下部補修（止水）～下部水張り（イメージ）

燃料デブリ取り出し（イメージ）

平成26年度IRIDシンポジウム

Damage Examples

Once Molten Mass in the Core Region

Chuck Negin,”Three Mile Island Unit 2 Recovery and Cleanup”

Fuel Debris

Chuck Negin,”Three Mile Island Unit 2 Recovery and Cleanup”

Fuel Removal Tools and Equipment•

Some Manual Tools•

Powered Equipment– Core Boring Machine– Plasma Arc– Power Assisted shears– Bulk Removal– Water Vacuum and Air Lift

12s Air Lift

20s Plasma Arc

Chuck Negin,”Three Mile Island Unit 2 Recovery and Cleanup”

福島第一事故廃棄物と操業廃棄物の比較対策の度合い不確実性の項目

操業廃棄物

事故廃棄物

廃棄物発生【量、種類、時期】◎△

ハンドリング（取り出し・区分）【困難性】◎△

性状把握【情報の充分性、サンプルの困難性、サンプルの代表性】○△

処理・廃棄体化技術○？～△

埋設・処分方法及び安全評価△～○？

規制・技術基準、ガイドライン、サイティング△～○？

◎：把握している、あるいは充分見通しがある。○：概ね見通しがある。△：限定的である。
？：論じられる段階ではない。

 操業廃棄物は、課題があるものの比較的管理された状態にある。
•••

現時点の発生量はもとより今後の推移、個別の廃棄物中の含有放射能量や化学物質等の基本的な廃棄物性状に係わる情報は把握されている。
未処理・処理済の双方とも現行の規制に基づく保管管理等が適切に行われている。
処分方法や安全評価方法に加え対応する規制･基準についても整備されてきている。

 福島第一事故廃棄物は、多数の不確実性が技術的に重要な課題となる。それら不確実性を解消し、管理された状況に置くことが対策並びに技術開発の大きな目標となる。
平成26年度IRIDシンポジウム

英国原子力廃止措置機関（NDA）の戦略（放射性廃棄物）（Integrated Waste Management)

サイト修復という最終目的を達成するための重要成功要
因として総合廃棄物戦略が高位に位置付けられている。
NDA各サイトでは、廃棄物の発生量予測に基づき、処理・保管設備計画及び敷地利用に関する綿密な長期計画を立て、相応の投資を行って戦略的にサイト修復事業を進めている。
総合廃棄物戦略は、以下の基本原則を有する。
①リスクの低減②廃棄物の極小化（減容、リユース、リサイクル）③意思決定においては、資金・実現性・技術的成立性・被ばく・安全・セキュリティー・環境負荷等を考えて優先度のバランスをとる。等©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

－廃炉研究開発に求められること－ 通常のプラント建設や運転・保守の分野では定常問題をいかにうまく解くか鍵だが、廃炉は時間とともに状況が変わる、いわば非定常の課題である。
 どのようにして不確実性のある将来事象を予想し、そのリスクに対処するのか。
 真に重要な本筋（幹）はどこにあるのかを熟考し、安全かつ確実な方法で廃炉を行うことが極めて重要。
 リスク評価を行うためには統計的確率、頻度の推定、損失の重篤さを定める必要があるが、どうやって想定外を想定するのかとのパラドックスがいつもついてまわる。
©International Research Institute for Nuclear Decommissioning

－廃炉研究開発に求められること－
 将来が読めない不確実性の高い現象（社会）を完全に予測することは確かに困難である。
 但し、将来何が起こりそうか、リスクを含めてよく考えて、あらかじめ何らかの備えをしておくことはできるだろう。
 即ち、影響度合いが大きいと思われる不確実な事象を徹底的に洗い出し、それをモニタリングすることによって仮定の検証をしっかり行う必要があり、社会的影響の大きな廃炉の研究開発には、まさにこういった姿勢が重要であると思う。

©International Research Institute for Nuclear Decommissioning平成26年度「国家課題対応型研究開発推進事業（廃止措置等基盤研究・人材育成プログラム委託費）」－事業概要－
東京電力株式会社福島第一原子力発電所について政府が策定した中長期ロードマップに位置づけられた「中長期の視点での人材育成及び大学・研究機関との連携」を進める観点から、廃止措置等の人材育成に関する重点分野の中でも、民間だけでは着手しづらい中長期的基礎基盤研究について、多様な分野の叡智を結集して課題を克服し、安全かつ着実に廃炉措置等を進めていく上で必要となる人材を育成します＜ 平成２６年度廃止措置等基盤研究・人材育成プログラム採択課題＞
・廃止措置工学高度人材育成と基盤研究の深化
東京工業大学・遠隔操作技術及び核種分析技術を基盤とする俯瞰的廃止措置人材育成
東京大学
・廃止措置のための格納容器・建屋等信頼性維持と廃棄物処理・処分に関する基盤研究および中核人材育成プログラム東北大学＜フィージビリティ・スタディ（FS）＞
・汚染水対策・デブリ取出しから廃炉までを想定した地盤工学的新技術開発と人材育成プログラム
地盤工学会
・放射性ストロンチウムの即応的計測法の実用化に向けた重点研究とマルチフェーズ伸展型人材育成
福島大学
・西日本における福島第一原子力発電所の廃止措置に係わる基盤研究
人材育成の拠点形成
福井大学
・廃炉に関する基盤研究を通じた人材育成プログラム
福島工業高等専門学校
文科省ホームページより引用･抜粋

廃炉に本質的に必要な研究を見つけるには？
（１）意図的計画法（Statisticな方法）①仮説を立てて将来予測②仮定にもとづき取り出し方法策定③上記方法のリスクを検討④予測をベースに投資⑤成果を実現するために実行（２）仮説指向計画法（Dynamicな方法）①取り出しのための目標設定②どのような仮定を証明できれば目標達成可能か（含むリスク検討）③重要な仮定の妥当性検証のために計画を立案④投資

14具体的な要素抽出方法
STEP 1. 思考展開図を作成する（参考：畑村洋太郎、失敗学）

機能領域

機構・構造領域

要求機能-機能構成-機能要素 ー 機構要素-構造要素-全体構造（ テーマ -課題-課題要素ー 具体的解決策 - 具体案 - 全体計画 ）STEP 2. 異なるテーマで思考展開図を作成
STEP ３. 仮説の分析と検証方法の検討
STEP ４. 俯瞰的全体計画の作成
STEP ５. 成功パスの探索
STEP ６. 時間軸を入れて検討
STEP ７. 仮説の分析と検証方法の再検討
STEP ８. 時間軸を入れたシナリオ構築
15

Project learning
based upon the brain storming

Human Resouces
Development

ManmachineInterface

RemoteOperation forWorkers’ Safety

Easier & Safer
Operation for
Robot Operator

Remoteoperation
under water

Recognition
in dark areas

StableTelecomunication

Mapping（Environment,View,etc.)
Recognitionof Self
Location

Simple Rodand line

Advanced
Small- sizeDetector

Ultra Sonic
Technology(under water)

LASER
Technology(in air)

Neutron
Detectorα、β、γDetector