資料(企)04-04

機構シーズ（英知事業含む）におけるニーズ・シーズマッチングの取り組みについて
令和４年３月１日
福島研究開発部門 福島研究開発拠点
廃炉環境国際共同研究センター

今後検討しているニーズ・シーズマッチングの姿 ニーズの把握と具体化
 成果を「使う側」を意識した成果の提供方法
 成果反映先を意識した研究の進捗とマッチング先の探索
 成果の橋渡し例

1

2

ニーズの把握令和4年2月25日 第10回廃炉研究開発連携会会議資料より抜粋

現状

研究開発中長期計画

技術戦略プラン

NDF

国プロ

技術戦略プラン

NDF（NDF・東電共同作成）
議論

国プロ

研究開発中長期計画

議論

連携強化
議論

東京電力

廃炉中長期実行プラン

課題
共有

英知事業

議論

JAEA

議論

基礎・基盤研究の全体マップ

東京電力
廃炉中長期実行プラン（上記プランに紐づいた技術開発課題の抽出）

JAEA

議論

基礎・基盤研究の全体マップ
 東京電力、ＮＤＦ、ＪＡＥＡで議論して、１０年を超える長期の課題も含めて分析・共有できる土台を築く
 その土台を元に、研究開発中長期計画、基礎・基盤研究の全体マップに反映する

課題共有の効果 研究開発課題が俯瞰かつ網羅的に整理される
 研究開発の計画の土台となる
 各々の機関の役割が明確化される

１F廃炉のための研究開発の実効性が高まる

英知事業

ニーズ具体化の考え方

3【考え方の概略（案）】①１F廃炉に必要不可欠な課題
事業者、廃炉汚染水対策事業、JAEA等で推進②１F廃炉に必要不可欠だが、チャレンジングな課題
JAEA、アカデミア、企業等による研究開発で推進
英知事業等③異分野のシーズを活用することで、１F廃炉が加速する、もしくは代替手法等になりうる（ニッチな）課題
ニーズ・シーズのマッチングを推進しながら、英知事業等により具体化（試行）ニーズの具体化（試行例）

4

デブリ２０６ 課題「建屋内の汚染状況の把握」
ニーズ：② 作業エリアの汚染状況を把握したい。
（追記した課題）
・高い放射線を有する建物内に人の被ばくを最小として、遠隔によりプラント状態等を監視、迅速な遠隔ロボットの制御に利用できるセンシングネットワークを構築したい。なお、通信ネットワークについては５G、ビヨンド５Gにこだわらないが、１F建屋内をデジタルツイン化することを検討しており、現場の状況をリアルタイムで把握するために超高速、超低遅延、超多接続可能である５G以降の通信規格は魅力的である。また、汚染状況に限らず、構造健全性等の状態監視を中長期的に把握したい。
・原子炉内は、分厚いコンクリートに覆われ遮へいが施されている。また、GPSは届かない。１Fの場合、事故の影響により建屋内には、wifiやPHS電波も敷設されておらず、その調査にロボットが利用される。また、人が線量等を計測することもあるが、その位置情報がアナログ的管理しかなされず、被ばく低減の観点から位置情報を正確に捉えることが困難である。このような背景の下で、GPSも利用することなく、wifi等の環境も整備されていない中で、ロボットや測定者の位置を連続的かつリアルタイムで正確に把握したい。

2022年2月17日（木）13：30～15：30
ニーズ・シーズマッチング
ワークショップの開催（72名参加）アカデミア９
公的機関５
民間企業１２
その他（JAEA、東電、MRI)5

今後の応募の姿(案）
従来

今後マップを提示

提案を待つ

マップを提示

提案を待つ

異分野の参画詳細ニーズ（ニッチなテーマ）
マッチングWS
提案を待つ

研究成果

研究成果

マッチング

マッチング

途中段階から
成果共有

研究成果
マッチング

今後検討しているニーズ・シーズマッチングの姿 ニーズの把握と具体化
 「使い側」を意識した成果の提供方法
 成果反映先を意識した研究の進捗とマッチング先の探索
 成果の橋渡し例

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知ってもらう：認知度と成果理解の促進
ポスター等による認知度向上

マルチメディアによる成果の発信

学協会へのアプローチ
化学工学会、日本核物質管理学会、環境放射能除染学会、計測自動制御学会、大気環境学会、土木学会、日本海洋学会、日本気象学会、日本原子力学会、日本混相流学会、日本地震学会、日本地震工学会、日本保健物理学会、日本物理学会、日本放射化学会、
日本放射線影響学会、日本保全学会、日本ロボット学会、廃棄物資源循環学会、レーザー学会 等

アカデミア等の産学連携担当者・専門家への周知活動を実施中（JAEAイノベーションハブの人的ネットワークを活用：R4年2月中旬～）
国立高等専門学校機構、物質・材料研究機構、東京工業大学、岡山大学、大阪大学、東京都中小企業振興公社＊、群馬大学、京都大学、横浜市立大学＊ 、長岡技術科学大学、早稲田大学、九州大学、福井大学、名古屋大学、横浜国立大学、・・・(＊これまで応募がなかった機関)8

研究成果の集約と体系化
俯瞰的１F廃炉ニーズの公開

研究成果の公開

データベースとして整備・開示し最新情報を提供

debrisWiki：https://fdada-plus.info

基礎・基盤研究の全体マップ
https://clads.jaea.go.jp/jp/rd/map/map.html

リンクキーワードでアーカイブ検索
https://f-archive.jaea.go.jp/【コンテンツ】
現場情報・・・福島第一発電所事故に関する資料を一元的に検索
事故進展・・・最新の知見に基づく事故進展の検討結果
炉内状況・・・炉内全体のデブリ等の分布の推定情報
分析データ・・・分析結果の生データ、分析結果の総合的な解釈
既往知見・・・過去のSA事故や1F廃炉に資する研究情報

英語版

https://clads.jaea.go.jp/en/rd/map/map.html

FRAnDLi：https://frandli-db.jaea.go.jp/FRAnDLi/
連携を検討【コンテンツ】
分析値・・・
報告書は全文公開（令和4年1月末現在７１件）
https://jopss.jaea.go.jp/search/servlet/interSearch
国会図書館にも収蔵

汚染水
汚染水処理二次廃棄物
瓦礫
土壌
植物
保管・貯蔵量・・・保管・貯蔵今後検討しているニーズ・シーズマッチングの姿 ニーズの把握と具体化
 「使い側」を意識した成果の提供方法
 成果反映先を意識した研究の進捗とマッチング先の探索
 成果の橋渡し例

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成果反映先を意識した研究の進捗
JAEA CLADS
第4期中長期計画作成の考え方

戦略プラン2021［Ｂ］燃料デブリの取り出し規模の更なる拡大
ⅱ被ばく低減のための環境・線源分布のデジタル化技術の開発
ⅲ放射線計測技術の開発

第3期

第4期
・γ線イメージング技術の開発
研究、放射線可視化技術の高度化研究
更なる改善・α線可視化の放射線計測技
術の実用化研究・内部被ばく線量の推定・評価への適用化研究（交付金）

放射線計測技術の開発（交付金）
α粒径計測（英知事業）

東電受託

現場適用による新たな課題（現場適用）
楢葉センター

2021年度

被ばく低減のための環境・線源分布のデジタル化技術の開発（国プロ・補助事業）
2021～2022年度

アウトカムのバックキャストと既存研究のフォアキャストの両方を考慮した研究計画の立案
JAEAが主体的に実施できない研究課題について、英知事業を通じて外部機関の協力を得る。

現場適用に向けた新たな課題

・放射線場の再現技術の開発
・遠隔操作支援技術の開発
・３Ｄ可視化技術の開発
・空間認識性の向上のための情報生成手法及び情報提示
更なる改善手法の開発等（国プロ・補助事業、交付金）

画像群からの立体復元手法の研究開発、3次元点群データからの構造物識別手法（交付金）

ニーズの具体化（試行例）

再掲11

デブリ２０６ 課題「建屋内の汚染状況の把握」
ニーズ：② 作業エリアの汚染状況を把握したい。
（追記した課題）
・高い放射線を有する建物内に人の被ばくを最小として、遠隔によりプラント状態等を監視、迅速な遠隔ロボットの制御に利用できるセンシングネットワー
クを構築したい。なお、通信ネットワークについては５G、ビヨンド５Gにこだわらないが、１F建屋内をデジタルツイン化することを検討しており、現場の状況をリアルタイムで把握するために超高速、超低遅延、超多接続可能である５G以降の通信規格は魅力的である。また、汚染状況に限らず、構造健全性等の状態監視を中長期的に把握したい。
・原子炉内は、分厚いコンクリートに覆われ遮へいが施されている。また、GPSは届かない。１Fの場合、事故の影響により建屋内には、wifiやPHS電波も敷設されておらず、その調査にロボットが利用される。また、人が線量等を計測することもあるが、その位置情報がアナログ的管理しかなされず、被ばく低減の観点から位置情報を正確に捉えることが困難である。このような背景の下で、GPSも利用することなく、wifi等の環境も整備されていない中で、ロボットや測定者の位置を連続的かつリアルタイムで正確に把握したい。

2022年2月17日（木）13：30～15：30
ニーズ・シーズマッチング
ワークショップの開催（87名参加）アカデミア７
公的機関４
民間企業９

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成果反映先の意識（英知事業・試行例）＜成果反映先例＞
１Fサイト内放射線計測座標・ロボット位置検出・楢葉センターモックアップ訓練とデジタ
ルツイン環境への反映等
原子炉建屋内の環境改善のための技術の開発（被ばく低減のための環境・線源分布のデジタル化技術の開発）（国プロ）

LASSOアルゴリズム

JAEA／NARREC
計測時の位置精度の向上により、解析精度が向上につながる13

ニーズ・シーズマッチングマッチング先の探索

アカデミア・企業等
ネットワーク

成果の反映
プラントメーカ等

マッチング先の探索
楢葉遠隔技術開発センター
大熊分析・研究センター

ニーズの共有今後検討しているニーズ・シーズマッチングの姿 ニーズの把握と具体化
 「使い側」を意識した成果の提供方法
 成果反映先を意識した研究の進捗とマッチング先の探索
 成果の橋渡し例

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研究開発成果の現場実装について（１）・英知事業
革新的発光材料の開発と１Ｆ炉内放射線計測への活用
研究代表者：黒澤 俊介（東北大）

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東京電力における廃炉現場での利用

受託期間：平成30～令和2年度○１Ｆの原子炉内の放射線量を測定するには遠隔での作業が前提となるため、高い放射線環境下で正常に動作し、かつ離れた場所まで信号（光）を伝送する技術が必要。しかし、従来のシンチレータ（青や緑色の発光）では発光量が低く遠隔まで光を届けることが困難であった。
○英知事業において、高い発光量を有する赤色発光の新規シンチレータを開発。光ファイバーや光検出器と組み合わせ、高線量下で遠隔で放射線量を測定することに成功。

5mm開発した新しいシンチレータ素子【成果の展開・応用】○令和３年度、東京電力からも費用を得て、現場適用に向けたシステムの小型化や光ファイバーの長尺化等の機能の向上及び現場適用に向けた課題の検証等を実施中。
廃炉・汚染水・処理水対策チーム会合／事務局会議（第91回）（令和3年6月24日）で試験速報を報告

研究開発成果の現場実装について（２）・英知事業

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可搬型分析容器及び可搬型LIBS用汚染防止フードを試作し、１F構内66kV開閉所建屋に持ち込んだ可搬型LIBS装置により2号機から採取された試料の分析を実施
局所排気系

XYZステージ
排気系
コントローラ

可搬型LIBS分析装置用
汚染防止フード（浜通り企業製）

15m
光ファイバー
操作ケーブル

装置の汚染防止方法
アクリル製簡易フードで覆われ、フィルターを通した吸排気

可搬型分析容器試料室
試料室外部への汚染防止方法：試料室はアクリル板で簡易密封、フィルター（へパ、ウルパ、活性炭）を通した吸排気

気流

汚染確認
脱衣エリア
簡易ハウス

S5-2 curve360-960nm_ 0.01nmstep-r0.TXT

2.5E+06

可搬型遠隔分析容器（浜通り企業製）

2.0E+06
1.5E+06

Signal [count]

試料室（簡易密封）

1.0E+06

5.0E+05

可搬型LIBS分析装置
出入り口
気流

試料装着後は簡易ハウス外からでTVモニタで観測しながら試験実施
出入り口
66kV開閉所建屋

可搬型LIBS分析装置は南相馬市企業が組み立て

0400

500600

Wavelength [nm]700800900

試験の様子とLIBSによるスペクトル取得例
東京電力との共同研究に基づき６６kV開閉所で試験（海水塩成分、鉄、一部でCsの元素を確認）

１F構内における2号機採取試料の測定に適用
アウトカム

 １F現場適用可能な高耐放射線性を備えた遠隔・その場・迅速簡易分析LIBSシステムの開発とその場スクリーニング分析への適用
 １F実機適用に向けた受託研究として廃炉・汚染水対策事業を開始

研究開発成果の現場実装について（３）・機構成果

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廃炉現場の汚染分布を３次元マップで“見える化”―見えない汚染を仮想空間で把握し、作業員の被ばくを低減―○1Fでは機器やガレキが汚染しており、それらの汚染分布を正確に把握するためには汚染箇所を３次元的に特定する必要がある。
○放射性物質を可視化するコンプトンカメラに、サーベイメータおよびレーザ光を利用した３次元空間認識デバイスを組み合わせることにより、任意の視点から汚染箇所や空間線量率を俯瞰可能な３次元マップを描画するシステム（iRIS）を開発した。

コンプトンカメラ成果

Y. Sato and Y. Terasaka, J Nucl Sci Technol. in press, DOI; 10.1080/00223131.2021.2001391
図４ 3D-LiDAR（左上）、コンプトンカメラ（上中央）およびサーベイメータ（右上）の組み合わせからなる統合型放射線イメージングシステム(iRIS)を構築しました。コンプトンカメラで撮影する汚染統合型イメージングシステム（iRIS）
分布とサーベイメータで計測する移動ルート上の線量率を、測域センサで取得する作業環境の３１F廃炉現場に適用次元マップ上に投影します。

アウトカム○汚染箇所に近づくことなく5分未満のわずかな測定時間で、1Fの１／２号機排気筒付近の汚染分布や歩行ルート上の線量率分布を可視化したマップの描画を実証した。
○汚染分布や線量率分布を可視化した３次元マップを仮想空間に投影し、線量率低減のための遮へいや除染効果のシミュレーションが可能となり、1F廃炉作業員の被ばく低減に期待できる。

 作業環境の3次元モデリングと同時にγ線イメージを3次元化して表示することで、空間線量率及び汚染箇所を鳥瞰図として可視化し、廃止措置等の現場における作業員の被ばく線量の低減や除染計画の立案に大きく貢献することが期待される。

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研究開発成果の現場実装について（４）・英知・機構成果
α線を放出する粒子の大きさをリアルタイムに計測－超高位置分解能α線イメージング検出器を開発－
研究代表者：黒澤 俊介（東北大）

受託期間：平成30～令和2年度○α線を放出する粒子の大きさの測定は作業者の内部被ばく評価に必要だが、これまで作業現場でリアルタイムに測定できなかった。また、従来の手法ではα線とその他の線種の放射線との識別ができないことが課題であった。
○医療分野の技術を応用し、16μmの位置分解能で一つ一つのα線のみをリアルタイムに可視化できる原子力用超高位置分解能α線イメージング検出器を、世界に先駆けて開発した。
○個々のイメージの発光強度から、作業現場でのα線を放出する粒子の大きさの迅速な評価が可能になり、原子力発電所の廃止措置や核燃料施設の安全性の向上につながることが期待されます。

高感度CCDカメラと光学顕微鏡を組み合わせ16μmの位置分解能で一つ一つのα線を重なることなくリアルタイムに可視化できる超高位置分解能α線イメージング検出器を開発しました。

試料の光学画像とPuO2粒子のα線の分布の重ね合わせ（左）。
重ね合わせによりPuO2粒子の存在位置が正確に特定できる（右、図中矢印が存在位置）【成果の展開・応用】○令和３年度、英知事業と東京電力双方から費用を出し、現場適用に向けた１F2号機調査時に採取された実試料により測定試験を実施中。

1Fの格納容器内にたまった水の中で金属材料はどう腐食するのか？－放射線環境下での腐食データベースの構築－
研究代表者：加治 芳行（JAEA）

受託期間：平成29～令和元年度○１F廃炉を安全かつ継続的に進めるためには、時間の経過とともに進行する原子炉などの材料の腐食を抑えることが重要である。
しかし、1F特有の海水等の不純物成分が混入した高い放射線の環境における腐食反応に関するデータは十分に整理されていなかった。
○①海水混入系ラジオリシスデータベース②放射線環境下腐食データベース③腐食調査票データベースからなる「放射線環境下での腐食データベース」を構築し広く公開した。
○その結果、原子炉格納容器内にたまっている滞留水の酸性度や海水由来および原子炉の材料から溶出するイオンなどの影響により、材料腐食を加速する原因となる酸化性の成分の濃度が大きく変化することが明らかとなった。
放射線環境下にある1F格納容器材の腐食模式図と放射線環境下での腐食データ
ベースの概要ラジオリシスデータ
ベースの概要（上図）【成果の展開・応用】○令和３年6月26日、放射線環境下での腐食データベースを公開した。１F廃炉作業のみならず、学術的にも貴重なデータとして活用されている。

放射線環境下での腐食データベース（左図）
https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEAReview-2021001.pdf

議題

 取組みの方向性について
 より良い取組みへと発展させるには 大学内の異分野に応募情報を知ってもらうには
 異分野が興味を示すテーマの示し方
 ある程度、興味を持った方が、１F廃炉に参画するには19