第３９回日本ロボット学会学術講演会（RSJ２０２１）
オープンフォーラム２：廃炉に向けた日本原子力学会との連携と課題６
オーガナイザー：吉見卓（芝浦工業大学）

＠2021年9月8日（水）10：00～12:00 (online)

東京電力福島第一原子力発電所の廃炉に向けて

原子力学会の廃炉委の活動と自動化の論点

2021年9月8日

日本原子力学会
福島第一原子力発電所廃炉検討委員会
委員長 宮野 廣⓪

目次
１．１F廃炉事業の体制と原子力学会の役割

２．中長期ロードマップと廃炉の現状
３．原子力学会廃炉委の活動

４．１F廃炉の論点
１）大局的な論点

２）自動化の論点
５．まとめ （他の論点も含めて）①

１．１F廃炉事業の体制と原子力学会の役割

１F廃炉の体制 （全体像）

日本原子力学会は積極的に参画

学会・学術界（支援）複雑な役割分担・体制・これでプロジェクトが推進できるか
市民、特に地元の参画が必要ではないか

政府 原子力災害対策本部

原子力規制委員会（内閣府）

安全規制の実施廃炉・汚染水対策関係閣僚等会議

廃炉・汚染水対策チーム（長：経産大臣）

情報提供
・共有

大方針の策定・進捗管理

進捗管理• 中長期ロードマップの決定• 汚染水対策等の現下の課題の進捗管理

・特定原子力施設の指定と「措置を講ずべき事項」の提示
監視審査

実施計画の認可申請

報告
重要課題の提示

報告

NDF

東京電力 （廃炉推進カンパニー）

原子力損害賠償・廃炉等支援機構
事業予算の交付戦略策定と技術的支援

報告

1. 中長期戦略の策定
2. 重要課題の進捗管理への技術的支援
指導
3. 研究開発の企画と進捗管理
助言
4. 国際連携の強化

進捗状況・課題の共有
国際廃炉研究開発機構（IRID）、メーカー等
日本原子力研究開発機構（JAEA）

研究開発の実施

廃炉の着実な実施• 使用済燃料プールからの燃料取り出し• 汚染水対策（タンク増設、汚染水浄化、雨水対策等）• ガレキ・廃棄物等の保管・管理• 安全品質確保・労働環境の改善 等
・格納容器内部の調査
・燃料・燃料デブリの取り出し

１F廃炉事業全体のマネジメント
研究開発／報告
発注／施工

１Fの廃炉は、ナショナルプロジェクトである。
誰が責任をもって進めるか、明確ではない。

②

福島第一の廃炉に取り組む研究開発の組織と廃炉委の役割
東京電力（廃炉推進カンパニー）

原子力規制委員会
原子力規制庁

経産省・エネ庁

NDF

文科省
環境省

（原子力損害賠償・廃炉等支援機構）など

廃炉研究開発連携会議

東芝
日立・GE
三菱重工
ほか産業界

研究開発機関
国際廃炉研究開発機構(IRID)
日本原子力研究開発機構(JAEA)

各大学（ 東京大学､ 東京工業大学
東北大学 ほか）（課題）－全体のマネジメントはできているか－活動が業界内に止まってい ないか－国際協力は、効果的にできているか－人材育成の長期展望は大丈夫か

日本原子力学会

学会は役立っているか

福島第一原子力発電所
廃炉検討委員会

・技術の集約・統合
・異分野の結びつけ・知の統合

インタープリター

連携
他の学会

複雑な役割分担・体制・・・誰が責任をもって進めるのか

レビュー

発信

社会研究・開発（研究者）③

２．中長期ロードマップと廃炉の現状

福島第一の廃炉の国の方針 ＜目標工程（マイルストーン）＞

2019年12月27日開催の廃炉・汚染水対策関係閣僚等会議の公表資料より④

研究開発中長期計画
東京電力福島第一原発の廃止措置等に向けた主要工程と主な研究開発の取り組み

2019

2021

2023

2031

段階的な取り出し規模拡大

初号機のデブリ
取り出し開始燃料デブリの取り出し
規模のさらなる拡大

試験的取り出し

試験的取り出し規模拡大

内部長調査

実機取り出し廃炉のための技術戦略プラン２０２０を基に作成

試験・トレーニング

取り出し

⑤

（参考）

出展：東京電力報告より作成

１Fの各号機の現状概要⑥

1F 事故炉の構成と状況（参考）

シールドプラグ

１号機

２号機

３号機

燃料デブリ
水

鉄・コンクリート構造物
出展：東京電力報告より作成⑦

３．原子力学会廃炉委の活動

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
日本原子力学会 学会員:約7000名

福島復興・廃炉推進に貢献する
ANFURD学協会連絡会 (2016年5月発足)

理事会

専門家集団

廃炉検討委員会

福島特別プロジェクト約60名(2014年6月発足）

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）

国際会議 FDR2021（日本機械学会との共催）

幹事会（2019年5月26日＠J ビレッジで開催
次回は、2022年に予定 ）運営タスクチーム

ワークショップ(2018年6月より活動）

２０１８年５月 終了

２０１７年５月 終了

19名

約40名

20名

23名

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

廃棄物検討分科会

強度基準検討分科会

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)

主査：柳原 敏(福井大学)

主査：鈴木俊一(東京大学)

建屋の耐震性
評価まとめと維持管理の在り方

廃炉に向けたロボット技術への支援

事故炉の廃止措置と廃棄物の取り扱い
環境修復

廃炉における安全マネジメントのあり方

廃炉リスク評価分科会
主査：山本章夫(名古屋大学)22名

事故進展に関する未解明事
項フォローWG
主査：越塚誠一 ２０１8年12月 終了（東京大学)

事故調提言
フォロー

事故炉における強度評価と考え方

ロボット分科会WG
主査：小島史男 ２０１８年５月 終了(神戸大学)

検討の概要（注）FDR： International Workshop on Fukushima Decommissioning Research⑧～202１年3月の活動の成果 （原子力学会廃炉委）

主な活動

学会からの課題提起による社会との対話

一般公開シンポジウムの開催（年1回）
廃炉が抱える問題点を共有し、解決策を提案、広く意見を募る議論の場を提供する◆ 2016年「東電福島第一原子力発電所廃炉への取り組み―過去・現在・未来―」◆ 2017年「東電福島第一原子力発電所の廃炉について ―廃炉の状況と課題、その対応策―」◆ 2018年「東電福島第一原子力発電所の廃炉について ―廃炉の論点と展望―」◆ 2019年「東京電力福島第一原子力発電所の廃炉 ー確実な廃炉のために今すべきことー」◆ 2021年6月「原子力発電所の廃炉 10年目の課題と展望 －より安全な廃炉に向けて－」

成果報告書の作成（注）2020年はコロナ対応により中止した◆ 福島第一原子力発電所事故：未解明事項の調査と評価 (2018年1月)◆ 福島第一原子力発電所の廃炉作業に関わる管理目標の考え方について (2018年12月)◆ 燃料デブリの現状及びその取り出しにおける定量的リスク評価手法の検討（2019年10月）◆ 国際標準から見た廃棄物管理 （2020年7月）

ワークショップの開催

専門家間での自由な意見交換

原子力分野の専門集団として積極的な貢献を行うため、詰めた議論を行い課題への対応を取りまとめる
第 １ 回 １F廃炉－廃炉の論点と対応
第 ２ 回 廃止措置（“廃炉”）と管理目標 （ロードマップと工程管理）
第 ３ 回 廃炉での“廃棄物の取り扱い”について
第 ４ 回 事故炉の廃炉における放射性廃棄物・放射線の閉じ込めのためのバウンダリの考え方について
第 ５ 回 廃炉での“廃棄物の取り扱い”について（その２）
第 ６ 回 外部ハザードにどこまで対応すべきか第 ７ 回 ロボットの信頼性をどのように考えるか （宇宙開発での取り組みを参考に議論）
第 ８ 回 IAEAの活動と汚染処理水対応
原子力学会廃炉委員会 HPに公開
第 ９ 回 燃料デブリに関連する保障措置（ https://www.aesj.net/aesj_fukushima/fukushima-decommissioning ） ⑨10
第10 回 クリアランスレベルの考え方

４．１F廃炉の論点 １）大局的な論点

一般廃炉のプロセス(廃止措置）との相違

約30年を要する

燃料のない環境での廃炉

燃料搬出
地上部のみ撤去の場合もある。

燃料を取り除けば、RPV(圧力容器）の一部が放射化レベルが高く、取り扱いに注意が必要だが処分は比較的容易である。

燃料（燃料デブリ）と共に廃炉作業を行うことは世界初であり、高度な信頼性の高い技術が必要である。ここに多くの時間がかかる。

煙突
原子炉建屋
タービン
廃棄物 建屋
処理建屋• 設備機器• 炉心部機器

港湾施設

汚染土壌・地下水

出展：資源エネルギー庁「原子力発電所の解体の現状と課題について（平成31年4月23日）」に追記⑩

廃炉の作業燃料デブリ・PCV内構造の取り出し工程＊１ 水密化ができれば水中作業、できなければ気中作業、ただし範囲は水密化による

Ｆ ＰＣＶ上部・ＲＰＶ上部取り出し→ ＲＰＶ内燃料デブリ→ ＲＰＶ上部構造取り出し→ ＲＰＶ下部構造取り出し→ ＰＣＶ下部構取り出し①Ａ バウンダリー構築 Ｂ④

漏えい防止策PCV水密策施行＊１

I

トーラス室離隔化②

ＥＤＣ 冷却浄化システム確立 臨界防止策
Z 内部詳細調査
J ＰＣＶ内除染
J 建屋・環境除染
Ｇ 保管施設建設

ＰＣＶ下部燃料デブリ取り出し＊２

トーラス取り出し
J トーラス室除染J③⑤

トーラス取り出し
トーラス室除染

Ｈ 燃料デブリ等移送・保管
建屋内構造・環境がれき撤去⑥
Ｋ 処理処分・長期保管① バウンダリー＊２ PCV下部は、コンクリート溶融物の撤去をどこまで実施するか判断が必要である。
それによりトーラス室の撤去時期が決まる。

RPV 内への注水と排水放射性物質の搬出①

４．１F廃炉の論点

２）自動化の論点

燃料デブリ・PCV内構造の取り出し例

蒸気乾燥器
３０トン

原子炉建屋
気水分離機

５．５ｍ

５２トン

揚重機

増設建屋

取り出し装置

連絡通路
５．６ｍ

シールドプラグ
PCVヘッド

〇５．５ｍ

オペフロ上
重量大揚重機

接続
スリーブ

〇５．４ｍ

搬送台車

RPVヘッドRPV

約５００トン

２２ｍ〇５．６ｍ

取り出し装置炉心・炉心下部
燃料デブリ
約１６０トン

輸送専用容器約３４ｍ〇１０．９ｍ

吊りリング

原子炉容器（RPV)

二重蓋

PCV

取り出し対象

炉壁
リング

PCV球部
〇２０ｍ

燃料デブリ

トーラス室

〇９ｍ
燃料デブリ

燃料デブリ取り出し機構（ロボット・アーム）

ベント管

全長２２ｍ

３８ｍ
RPVペデスタル
５．５ｍ

炉底部・
CRDハウジング群

サプレッションチャンバ

４．３ｍ
１２．３ｍ

約２５０トン〇４．９ｍ

調査・切断装置５．４ｍ⑫

廃炉の作業・燃料デブリ・構造物取り出しで配慮すべき事項
１．放射性物質を漏らさない

２．作業員に被ばくさせない
３．大量の燃料デブリを取り出す

約９００トン

４．構造物の取り出し ３０トンー５００トン
５．大きさ約６ｍ直径、高さ６ｍ（ＲＰＶは切断して２分割）

７．線量
７ー４２Ｇｙ／ｈ～１Ｓｖ／ｈ＠ＰＣＶ内壁～８０ｍＳｖ／ｈ＠建屋内

８．耐震性、振動耐性、長期運用での信頼性
９．見えない、ノイズ環境での遠隔自動化⑬

1F 燃料デブリ取り出し・解体工法例（注）PCVシールが完成すれば水中作業が可能
シールができなければ気中作業となる取り出し作業ロボット

新格納構造
水中作業ができなければ、自動化と格納構造の密封化が重要となる。

シールドプラグ
圧力容器・炉内構造の撤去

水中作業エリア

燃料・燃料デブリの撤去
格納容器(PCV)
PCV内部構造の撤去

水位維持の注水
ＰＣＶ漏えい防止シール

汚染水を排出ベント菅開口部
開口部を完全閉止する漏えい水を排出

トーラス構造の撤去

地下水の水位

燃料デブリ
水
鉄・コンクリート構造物

水位を確認・制御が必要⑭

廃炉の作業燃料デブリ・PCV内構造の取り出し工程例
原子炉建屋

上取り出し工法のハンドリングフロー概念

揚重機

取り出し装置

増設建屋

搬送
台車

二重蓋

連絡通路
オペフロ上
重量大接続
スリーブ

炉内構造物

輸送専用容器

封缶セル

仕立てセル

構内

仕立てセル

構内

燃料デブリ
デブリ処理セル
アクセストンネル

原子炉内

封缶セル

原子炉建
屋

横取出し工法のハンドリングフロー例
増設建屋

揚重機

マニピュ
レータ

揚重機

デブリ処理セ
ル

燃料デブリ
取り出し装
置

RP
V

作業監
視カメラ
UC

燃料デブ
リ
PC
V

原子炉内

封缶セ
ル

収納缶蓋締め設備（表面汚染検査の実施） ガス注入設
備
収納缶
乾燥装置

一次蓋蓋締め 二次蓋蓋締め装置/装置/
ガス注入設備 ガス注入設備//
漏洩確認設備 漏洩確認設備

仕立てセル

アクセストンネル

UC移動設備アクセストンネル

IRID報告他を参考に作成

ポート

揚重機

移送車両

乾燥設備

収納缶移動設備

デブリ処理セル乾燥装置と収納缶内部 重量測定設備 移送容器
は高汚染エリア（表面汚染検査の実施）

封缶セル

移送容器移動設
備

仕立てセル

移送架台

構内

⑮

５．まとめ （他の論点も含めて）

福島第一原子力発電所の廃炉 -論点ロードマップ
時間との闘いロードマップは目標達成のための管理手法として有用
目標管理での運用ができていない。
個々の開発課題での責任者・達成目標不明確
高いリスク（具体的なリスクの社会合意）への対応ができているか
劣化も考えるての時間管理が必要ではないか

高放射線下ほぼ全ての作業を遠隔操作、ロボットで実施しなければならない
ロボットの信頼性の手法が課題

廃棄物管理

長期間の管理と高レベル廃棄物の管理

廃棄物処分

全てが、管理する廃棄物の対象（減容、処理、処分を考える）
処理水処分を含めてリスク管理

廃炉でのリスクとはなにか、社会との合意が必要
安全の考え方が社会との共有ができているか

耐震性

事故炉の耐震基準と時間軸（劣化）を考えた管理が必要

2015年の学会のシンポジウムで提示した論点はどこまで解決できたか⑯

第３９回日本ロボット学会学術講演会（RSJ２０２１）
オープンフォーラム２：廃炉に向けた日本原子力学会との連携と課題６
オーガナイザー：吉見卓（芝浦工業大学）

＠2021年9月8日（水）10：00～12:00 (online)

東京電力福島第一原子力発電所の廃炉に向けて原子力学会の廃炉委の活動と自動化の論点ご清聴ありがとうございました。

2021年9月8日

日本原子力学会

福島第一原子力発電所廃炉検討委員会

委員長

宮野廣E