燃料溶融試験試料保管室（NUSF）のナトリウム酸化処理作業における許認可手続きについて
令和3年10月11日
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
大洗研究所 高速炉基盤技術開発部
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相談内容
燃料溶融試験試料保管室（NUSF）は、炉規法に基づく核燃料物質使用施設（政令第41条非該当施設）であって、 消防法に基づく危険物一般取扱所（第三類危険物）でもあることから、ナトリウム酸化処理装置を設置して実施する危険物取扱作業に関する許認可上の取り扱いについて相談させていただきたい。
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概要• 燃料溶融試験試料保管室（NUSF）は核燃料物質使用施設（政令第41条非該当施設）である。

循環運転

酸化処理系統酸化処理皿をヒーターで加熱し、ナトリウムの酸化処理を行う。
水和処理系統• 現在、NUSFに保管されているナトリウムの酸化処理を行う計画である。

酸化処理系統から流入したナトリウムエアロゾルを水和処理により水酸化ナトリウム水溶液に転換する。

• ナトリウムの酸化処理は、装置を設置して実施する。

クリーンな排気【装置概念】

3ナトリウム酸化処理装置の概要
排気循環運転

H
EP

給気H
EPA

A

酸化反応処理水和処理

中和処理（廃液タンク）

排液

廃液

4Na+O2→2Na2O（酸化ナトリウム）
2Na+O2→Na2O2（過酸化ナトリウム）

Na2O+H2O→2NaOH
2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑

NaOH+HCl→NaCl+H2O

酸化反応処理水和処理

中和処理【酸化反応処理の概念】

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ナトリウム酸化処理作業に際する手続き• 本計画に際しては、以下の３項目について変更申請を行う予定である。
① ナトリウム酸化処理に係る「使用の目的及び方法」等の変更② 法令改正等に伴う既存施設の「基準への適合性に係る説明書」の明文化③ 「品質管理に係る説明書」の追加

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①ナトリウム酸化処理に係る変更－1２．使用の目的及び方法
整理番号

使用の目的

１

天然ウラン及びその化合物の保管管理を行う。

2

廃止に向けての措置の一環として、ナトリウムの処理・処分を行う。

整理番号

使用の方法

１天然ウラン及びその化合物を貯蔵施設の鋼板製貯蔵庫内にて保管管理を行う。なお，使用の方法と使用室との対応を表２－１に示す。

2

管理区域内に保管しているナトリウムについて、大実験室及びナトリウム処理室にて酸化反応処理を用い処分する。なお、使用の方法と使用室との対応を表2-1に示す。
ナトリウムの処理は、ナトリウム酸化処理装置を用いて実施する。ナトリウム酸化処理装置では、ナトリウムの酸化、酸化時に発生するナトリウムエアロゾルの水和及び水和した廃液の中和を行う。

ナトリウム酸化処理に係る変更
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①ナトリウム酸化処理に係る変更－2
表２－１

使用の方法と使用室との対応
使

用 の方法

使

用 室

本文２.

整理番号１㉚試料貯蔵室

本文２.

整理番号２⑭ナトリウム処理室⑮大実験室

使用の目的と方法の変更に係る追記

7

①ナトリウム酸化処理に係る変更－3
８－３

貯蔵施設の設備

貯蔵設備の名称個数

最大収納量

内容物の物理的・化学的性状

仕様

鋼板製貯蔵庫一式

１００ｋｇ（Ｕ量）

固体

鋼板製ペレット状ＵＯ２試料は容器に封入密封した後、試料貯蔵室内に設備されている鋼板製貯蔵庫に貯蔵される。

Na中のＵＯ２試料は試験で使用した際に形状が変わっているため、記載の適正化を図る。

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①ナトリウム酸化処理に係る変更－4
７－３

使用施設等の設備

使用設備の名称個数

仕様
本施設の有するフードを下記に，その設置場所を図１４

非常用電源設備一式

・管理区域排気系
・管理区域及び施設内照明の一部，警報・中央監視盤設備
・放射線管理用機器
ナトリウム酸化処理装置を下記に，その設置場所を図○○ナトリウム酸化処理装置一式に示す。

ナトリウム酸化処理装置に係る主要仕様の追記
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①ナトリウム酸化処理に係る変更－5
図８

空調換気系統のフローシート（管理区域）
風量600m3/h
給気系
60050020,800m3/h
1,800
1,000
プレフィルタ

試料

廃棄

薬品

排貯物

蔵
保保

風室

管室

管室

機室

風量600m3/h
排気系
600
500

M

20,800m3/h
1,000

ナ ト リ ウ ム 処 理 室
大実

験廃 液 タ ン ク 室（放出前 廃液タンク）
1,900

工
フ

作ー

室
ド

ナトリウム酸化処理に係る追記
1,500
試
フ

9,000m3/h
3,600
1,000
1,000

料

検ー

査室
ド

制 御 実 験 準 備 室
放射

出入シ

ャ

便

線管

理室

管

理室

ワ

200
ー
100

室
所

プレ フィルタ（第２系統 ）

16,300室

ナトリウム酸化 処理装 置

高性能フィルタ

1,800

300
16,300排気ファンとインターロック

300

M

3,000m3/h

400
1,900

（第４系統 ）
1,000

1,000

1,500

3,600

M

1,000

9,000m3/h

800

排気 筒

（第３系統 ）

100
100

10②施設の基準への適合性
使用施設等の位置、構造及び設備の基準に関する規則条
23456789101112131415

見出し

閉じ込めの機能遮蔽
火災等による損傷の防止
立入りの防止自然現象による影響の考慮
核燃料物質の臨界防止
使用前検査対象施設の地盤地震による損傷の防止
津波による損傷の防止
外部からの衝撃による損傷の防止
使用前検査対象施設への人の不法な侵入等の防止
溢水による損傷の防止
化学薬品の漏えいによる損傷の防止
飛散物による損傷の防止

条1617181920212223242526272829「添付書類１」に明文化

見出し
重要度に応じた安全機能の確保
環境条件を考慮した設計
検査等を考慮した設計
政令第41条非該当施設に使用前検査対象施設の共用求められる能力
誤操作の防止安全避難通路等
設計評価事故時の放射線障害の防止
貯蔵施設
廃棄施設
汚染を検査するための施設
監視設備
非常用電源設備
通信連絡設備等
多量の放射性物質等を放出する事故の拡大の防止

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③品質管理に係る説明書• 本文に「１０．使用施設、貯蔵施設又は廃棄施設の保安のための業務に係る品質管理に必要な体制の整備に関する事項」として追記• 「添付書類４」を追加

内容は共通編に記載

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ナトリウム酸化処理装置の基準への適合性と安全対策
ナトリウム(第三類危険物)を取扱う装置の基準への適合性ために必要な機能と対策（消防法）
新設する
装置の能力

規則
第二条
～

ナトリウム酸化処理装置には、規則で求められる能力に加えて、第三類危険物であるナトリウム規則で求められる装置の能力を取扱うための対策も必要となる。

第四条
ナトリウム酸化処理装置の規則への適合性（放射性物質に対する能力）

装置の安全性13

ナトリウム酸化処理装置の基準への適合性
使用施設等の位置、構造及び設備の基準に関する規則条23456789101112131415

見出し

閉じ込めの機能遮蔽
火災等による損傷の防止
立入りの防止自然現象による影響の考慮
核燃料物質の臨界防止
使用前検査対象施設の地盤地震による損傷の防止
津波による損傷の防止
外部からの衝撃による損傷の防止
使用前検査対象施設への人の不法な侵入等の防止
溢水による損傷の防止
化学薬品の漏えいによる損傷の防止
飛散物による損傷の防止

条1617181920212223242526272829見出し
重要度に応じた安全機能の確保
環境条件を考慮した設計
検査等を考慮した設計
使用前検査対象施設の共用
誤操作の防止安全避難通路等
設計評価事故時の放射線障害の防止
貯蔵施設
廃棄施設
汚染を検査するための施設
監視設備
非常用電源設備
通信連絡設備等
多量の放射性物質等を放出する事故の拡大の防止

ナトリウム酸化処理装置に求められる能力
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ナトリウム酸化処理装置の基準への適合性
第二条 閉じ込めの機能• ナトリウム酸化処理作業は、ナトリウム酸化処理装置（循環型）を用いて行う。
• 本装置の給排気系にはそれぞれ高性能フィルタを設置するため、汚染雰囲気が室内に漏えいすることはない。
• 本装置への物品搬出入は有蓋金属容器で行うため、汚染雰囲気が室内に漏えいすることはない。
• 本装置の排気は既設排気系等に接続し、内部雰囲気を負圧管理する。

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ナトリウム酸化処理装置の基準への適合性
第三条 遮蔽
• NUSFナトリウム酸化処理作業時における核燃料物質は酸化ウラン10gである。
• 本作業を実施するにあたり、年間実効線量限度である50mSv/年を超えないように管理する。
• 遮蔽が必要な場合は遮蔽計算に基づく遮蔽を行う。
• 個人の被ばく量については個人線量計にて管理する。

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ナトリウム酸化処理装置の基準への適合性
第四条 火災等による損傷の防止• 電気による火災の防止
電源系に漏電遮断器、ノーヒューズブレーカを設置する。
• 加熱器による火災の防止
加熱器の構造材は不燃材で構成し、周囲に可燃物を置かない。
インターロック機能及び温度上昇警報を配備するとともに、十分な断熱で表面温度を低くする。
• 火災の拡大防止
給排気系の必要箇所にはダンパを設ける。
必要箇所に不活性ガス供給ラインを設ける。
消火剤を配置する。
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ナトリウム酸化処理装置の安全性

新設する装置の能力

消防法に基づき許認可手続きを行う
規則で求められる装置の能力ナトリウム(第三類危険物)を取扱うために必要な機能と対策（消防法）

核燃料物質を取扱うために必要な能力と対策（基準）第二条 閉じ込めの機能

添付書類１に記載

第三条 遮蔽
第四条 火災による損傷の防止
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