基礎講座２

福島第一原子力発電所の廃止措置に関する現状と課題
2015年度バックエンド週末基礎講座
平成27年11月7日（土）国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構
福島研究開発部門 廃炉国際共同研究センター
廃棄物処理処分技術開発グループ
大井 貴夫
1

「東京電力(株)福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた
中長期ロードマップ」に則った廃炉プロジェクトに係る関係機関の役割分担
政府（原子力災害対策本部）

東京電力（廃炉推進カンパニー）

大方針の策定・進捗管理

廃炉の着実な実施• 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

進捗管理• 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

報告

重要課題の提示

報告

報告

原子力損害賠償・廃炉等支援機構
(NDF)

助言・指導

戦略策定と技術的支援
事業予算の交付

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

報告申請

監視審査

進捗状況・課題の共有

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

原子力規制委員会

研究開発の実施

安全規制の実施
NDF : Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation
IRID : International Research Institute for Nuclear Decommissioning
JAEA : Japan Atomic Energy Agency「中長期ロードマップ」に則った廃炉プロジェクトに係る政府、原子力損害賠償・廃炉等支援機構(NDF)，東京電力 IRID ，JAEA等の役割分担「東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2015年～2015年中長期ロードマップの改訂に向けて～ 燃料デブリ取り出し戦略プランの概要，
2015年6月30日 原子力損害賠償・廃炉等支援機構」 に一部加筆

2

内

容

1.

福島第一原子力発電所の廃止措置に向けた取り組み
1.1 福島第一原子力発電所の廃止措置に向けた取り組みの経緯
2. 東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン
2.1 戦略プランとは
2.2 リスク低減の考え方
2.3 廃棄物対策分野の戦略プラン
3. 2015年中長期ロードマップの改訂
3.1 中長期ロードマップ改訂のポイント
3.2 目標工程（マイルストーン）の明確化
4. 福島第一原子力発電所の廃棄物の概要
4.1 福島第一原子力発電所の廃棄物の特徴
4.2 福島第一原子力発電所の廃棄物等の保管・管理・処理状況
5. 福島第一原子力発電所の廃棄物対策に係る研究開発
5.1 福島第一原子力発電所の廃棄物対策の特徴
5.2 性状把握に関する検討
5.3 長期保管・処理に関する検討
5.4 処分に関する検討
6. まとめ3

１．福島第一原子力発電所の廃止措置に向けた取り組み
事故前の福島第一原子力発電所（左から1, 2, 3, 4 号機/2009 年11 月撮影）

事故後の福島第一原子力発電所（左から1, 2, 3, 4号機/2011年3月16日撮影）
出展：東京電力4

1.1 福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた取り組みの経緯（1/5）
 2011 年4 月17日
東京電力による「東京電力福島第一原子力発電所事故の収束に向けた当面の取組のロードマップ＊」のとりまとめ（事故の早期収束に向けた取組）＊ロードマップ：物事の展開していく過程を示した計画案，行程表（大辞林 第三版）
2011 年5 月6日
福島原子力発電所事故対策統合本部から政府・東京電力統合対策室に改組
 総理判断により設置された統合本部の政府における位置づけの明確化2011 年7 月
当面の取組ロードマップ，ステップ1 の目標「放射線量が着実に減少傾向となっている」状況を達成。
 2011 年8 月
原子力委員会の「東京電力(株)福島第一原子力発電所における中長期措置検討専門部会」による技術課題、研究開発項目の整理
 燃料デブリ取り出し開始までの期間は10 年以内を目標。
 廃止措置がすべて終了するまでは30 年以上の期間を要するものと推定。
 2011年9月
原子力損害賠償支援機構設立
 「・・・・原子力損害の賠償の迅速かつ適切な実施を確保するとともに・・・国
民生活の安定向上および国民経済の健全な発展に資することを目的」「東京電力(株)福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた中長期ロードマップ」，平成27年6月12日，廃炉・汚染水対策関係閣僚等会議，参考２より引用「政府・東京電力統合対策室」（旧：福島原子力発電所事故対策統合本部）に関するヒアリング結果より引用

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1.1 福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた取り組みの経緯（2/5）
 2011 年11 月9日
経済産業大臣及び原発事故収束・再発防止担当大臣による東京電力、資源エネルギー庁及び原子力安全・保安院（当時）に対する「廃止措置等に向けた中長期ロードマップ策定」指示2011 年12 月16日
「東京電力福島第一原子力発電所・事故の収束に向けた道筋 ステップ２
完了報告書」（原子力災害対策本部 政府・東京電力統合対策室，2011）を公表
 ステップ2 の目標「放射性物質の放出が管理され、放射線量が大幅に抑えられている」状況を達成
 2011年12 月16日
原子力災害対策本部 政府・東京電力中長期対策会議設置
 中長期ロードマップの進捗管理を、政府と東京電力株式会社が共同で実施していく体制（「運営会議」の設置）
 政府・東京電力統合対策室廃止
 2011年12月21日
政府・東京電力中長期対策会議による、「東京電力(株)福島第一原子力発
電所の廃止措置等に向けた中長期ロードマップ」初版の決定。
「東京電力(株)福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた中長期ロードマップ」，平成27年6月12日，廃炉・汚染水対策関係閣僚等会議，参考２より引用等
運営会議の設置について 平成２３年１２月２１日 政府・東京電力中長期対策会議より引用

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1.1 福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた取り組みの経緯（3/5）
 2012 年7 月30 日
原子力災害対策本部 政府・東京電力中長期対策会議による、中長期ロー
ドマップの第1 回改訂
 東京電力が策定した「中長期的な信頼性向上のために優先的に取り組むべき事項についての具体的な計画」やそれまでの取組の進捗状況を反映。
 2013 年2 月8 日
以下の目的に基づく原子力災害対策本部による東京電力福島第一原子力発電所廃炉対策推進会議（廃炉対策推進会議）の設置
 燃料デブリ取り出し等に向けた研究開発体制の強化を図る
 現場の作業と研究開発の進捗管理を一体的に進めていく体制を構築する
 政府・東京電力中長期対策会議は廃止。
 2013 年3 月7 日
経済産業大臣による「改訂版ロードマップ」の取りまとめ指示（ 6 月中を目途）
 燃料デブリ取り出しのスケジュール前倒し検討を反映
 2013 年6 月27 日
廃炉対策推進会議による、中長期ロードマップの第2 回改訂。
「東京電力(株)福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた中長期ロードマップ」，平成27年6月12日，廃炉・汚染水対策関係閣僚等会議，参考２より引用等

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1.1 福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた取り組みの経緯（4/5）
2013 年8 月1 日
技術研究組合国際廃炉研究開発機構 （IRID）設立
 一元的なマネジメントを担う研究開発運営組織
2013 年9 月3 日
原子力災害対策本部による「汚染水問題に関する基本方針」の決定および対応廃炉・汚染水問題の根本的な解決に向けた関係閣僚等会議の設置。
汚染水貯水タンクからの汚染水漏れ（約300m3 ： 2013 年8 月19 日）対応
 2013 年9 月10 日
関係閣僚等会議による原子力災害対策本部下の廃炉・汚染水対策チームの設置
 廃炉・汚染水対策を進める体制の強化。
 2013 年12 月20 日
原子力災害対策本部による、「廃炉・汚染水問題に対する追加対策」の決定。
廃炉対策推進会議を関係閣僚等会議に統合することによる，廃炉・汚染水対策関係閣僚等会議（関係閣僚等会議）の設置
 廃炉・汚染水対策に係る司令塔機能の一本化、体制強化のため「東京電力(株)福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた中長期ロードマップ」，平成27年6月12日，廃炉・汚染水対策関係閣僚等会議，参考２より引用等

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1.1 福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた取り組みの経緯（5/5）
 2014 年2 月17 日
廃炉・汚染水対策福島評議会の設置。
 廃炉・汚染水対策について地元ニーズに迅速に対応し、地元関係者への情報提供・コミュニケーションの強化を図るため
 2014 年8 月18 日
原子力損害賠償支援機構を原子力損害賠償・廃炉等支援機構に改組
 より着実に廃炉・汚染水対策を進められるよう支援体制を強化するため、廃炉等支援業務を追加。
 2015年4月30日
原子力損害賠償・廃炉等支援機構（NDF)による「東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2015(戦略プラン）～2015年中長期
ロードマップの改訂に向けて～」の策定
 中長期ロードマップの着実な実行や改訂の検討に資することを目的とし、中長期ロードマップにしっかりとした技術的根拠を与えるもの
 2015年6月12日
関係閣僚等会議による中長期ロードマップの第3 回改訂版の決定。
 廃炉・汚染水対策の進捗や地域の皆様からの声等を反映
 2014 年1 月に発電設備として廃止となった福島第一原子力発電所5 号機
及び6 号機も対象に追加。
「東京電力(株)福島第一原子力発電所の廃止措置等に向けた中長期ロードマップ」，平成27年6月12日，廃炉・汚染水対策関係閣僚等会議，参考２より引用等

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2. 東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン

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2.1 戦略プランとは【戦略プランの位置づけ】
 福島第一原子力発電所の廃炉を適正かつ着実に実施する観点から、中長期ロードマップの着実な実行や改訂の検討に資することを目的とし、中長期
ロードマップにしっかりとした技術的根拠を与えるもの。
 以下の項目の研究開発を含む取組計画のとりまとめ。
溶融して固まった燃料（以下「燃料デブリ」という。）取り出し
廃棄物対策

【戦略プランの基本的考え方】
 基本方針 「福島第一原子力発電所における放射性物質によるリスクを継続的、かつ、速やかに下げる」
 戦略プラン 中長期の時間軸に沿った「リスク低減戦略の設計」を意味する。

 リスク低減に向けて，以下の５つの基本的考え方に基づき、燃料デブリ取り
出し及び廃棄物対策に関する技術検討を行う。
 1: 安全放射性物質によるリスクの低減及び労働安全の確保
 2: 確実信頼性が高く、柔軟性のある技術 3: 合理的 リソース（ヒト、モノ、カネ、スペース等）の有効活用 4: 迅速時間軸の意識 5: 現場指向 徹底した三現（現場、現物、現実）主義＊「東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2015年～2015年中長期ロードマップの改訂に向けて」平成27年年4月30日 原子力損害賠償・廃炉等支援機構 より，

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2.2 リスク低減の考え方
放射性物質によるリスク「潜在的影響度」 と「閉じ込め機能喪失」の起こりやすさで決まる。
潜在的影響度
放射能 と 性状（固体・液体・気体）で決まる。

閉じ込め機能喪失の起こりやすさ

放射性廃棄物の処理処分の研究の対象

要因発生の可能性と施設の脆弱性で決まる。

福島第一原子力発電所のリスクのイメージ

リスク低減の進め方
 放射能の減衰や性状の変化 → 潜在的影響度を低減
 より安全・安定な施設への移動 → 閉じ込め機能喪失の起こりやすさを低減＊「東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2015年～2015年中長期ロードマップの改訂に向けて」 平成27年年4月30日 原子力損害賠償・廃炉等支援機構 より，

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2.3 廃棄物対策分野の戦略プラン
中長期ロードマップの着実な実行や改訂の検討に資することを目的とし、中長期ロードマップにしっかりとした技術的根拠を与えるための廃棄物対策に対する取組計画【検討方針】
以下の検討内容を踏まえ，取組計画としてとりまとめる①国際的な放射性廃棄物対策における安全確保の基本的考え
方の整理
 放射性廃棄物処分に対する安全確保の基本的考え方
 放射性廃棄物の処理の在り方②現行の中長期ロードマップに基づいた取組の現状と評価・課題③廃棄物対策における中長期観点からの対応方針と今後の対応＊「東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2015年～2015年中長期ロードマップの改訂に向けて」概要版 平成27年年4月30日 原子力損害賠償・廃炉等支援機構 より，

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放射性廃棄物処分に対する安全確保の基本的考え方
ICRP Publ. 81（1998），IAEA 安全要件SSR-5等を総合的に踏まえて放射性廃棄物に対する安全確保の基本的考え方を整理

以下に示す考え方を単独で又は組み合わせることにより、有意な健康影響を与えないよう措置する。
i ) 廃棄物を閉じ込める。
ii) 廃棄物を生活環境から隔離することにより、意図せずに人が接触する可能性を減らす。
iii) 放射性物質の生活環境への移行を抑制し、遅らせることにより、放射性物質濃度を減らす。
iv) 放射性物質が移行し生活環境に到達する量が、有意な健康影響を与えないほど低いことを確保する。
v) 有意な健康影響を与えない放射性物質濃度であることを確保するよう管理放出する。
＊「東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2015年～2015年中長期ロードマップの改訂に向けて」概要版 平成27年年4月30日 原子力損害賠償・廃炉等支援機構 より，

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放射性廃棄物の処理の在り方
IAEA の一般安全要件GSR-Part5（放射性廃棄物の処分前管理）の内容を踏まえた以下のまとめ i )～v）に基づく処理の在り方 処理には、安全性向上の観点から保管管理における含水物の漏えいや飛散の危険性の低減のための対策等を施す場合でも、処分方策と整合できる柔軟性が求められる。
 また、減容処理についても、処分方策との整合性を確保しつつ、貯蔵容量の制約や経済合理性の観点からその実施が検討されるべきである。
i )処理の主な目的は、廃棄物の安全な処理そのもの、輸送、貯蔵および処分のための受入れ規準を満たすように
廃棄物形態を作製することにより安全を高めることであり、廃棄物処分の安全性を確保するものである。
ii) 処理は、廃棄物の特性および管理段階（前処理、処理、廃棄体化、輸送、貯蔵および処分）の要求を適切に反映しなければならない。処理の決定を行う際に、各管理段階で将来的に予想されるあらゆる要求が、可能な限り考慮されなければならない。その際、放射線による健康影響だけでなく、非放射性の含有物質による環境影響や社会的および経済的要因も含む様々な要因が考慮されるべきである。
iii) 廃棄物をどの程度まで処理するか決定する際には、処理の対象となる放射性廃棄物の量、放射能および物理的・化学的性質、利用できる技術、貯蔵容量、および処分施設の利用可能性が考慮される。
iv) 上記 ⅲ）の場合であっても、処分の要件が定まっていない時点で処理を行う場合は、処分の要件が定まった際に、それに適合する処理が可能でなければならない。
v )処理を実施する前に、一定の放射能レベルに減衰するまで貯蔵してもよい。その結果、規制上の管理からクリア
ランスすることもできる。
＊「東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2015年～2015年中長期ロードマップの改訂に向けて」概要版 平成27年年4月30日 原子力損害賠償・廃炉等支援機構 より，

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現行の中長期ロードマップに基づいた取組の現状と評価・課題
 中長期ロードマップ（ 2013 年6 月27 日第2 回改訂版）の「4-3(4)固体廃棄物の保管管
理と処理・処分に向けた計画」に基づいた取組の現状と評価・課題
発生量低減敷地内へ持ち込む梱包材や資機材等の持込抑制、再使用、再生利用などの固体廃棄物の発生量低減対策が行われている。減容処理については、2015 年に焼却炉を設置し、使用済保護衣等の焼却可能なものの処理を開始する計画が進められている。

保管管理
発生した固体廃棄物の保管対策として、その線量率に応じて、貯蔵庫や一時保管施設への分別保管等が行われている。水処理二次廃棄物の保管については、腐食抑制等の対策の必要性について引き続き検討していくことが重要である。

性状把握
固体廃棄物の性状把握に関して、ガレキの分析、水処理二次廃棄物の性状評価、難測定放射性物質の分析手法の開発等が行われている。また、放射性物質の量を評価するための手法の検討が進められている。しかしながら現時点では、高線量等の理由で、まだサンプリングできていない箇所がある。

処理及び処分方策に関する検討
固体廃棄物に関して、廃棄体化を含めた既存の処理技術の調査、廃棄体化技術の基礎試験、既存の処分概念や安全評価手法の調査・検討などが行われている。
廃棄物の性状把握等を踏まえつつ、上記取組を着実に実施し、固体廃棄物の処理・処分に関する基本的考え方として、取りまとめていく。
＊「東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2015年～2015年中長期ロードマップの改訂に向けて」概要版 平成27年年4月30日 原子力損害賠償・廃炉等支援機構 より，

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廃棄物対策における中長期観点からの対応方針と今後の対応(1) 発生量低減
固体廃棄物の発生量低減の観点から、サイト外から持ち込まれる梱包材、予備品等の持込抑制の一層の徹底が合理的であり、また、構内再利用などの促進も検討すべきである。固体廃棄物の減容設備の導入や除染方法の選択をする場合、二次廃棄物の発生に留意し、二次汚染抑制はもとより、発生する二次廃棄物の性状や処分への影響を評価し、適切な技術を選択することが重要である。

(2) 保管管理
今後の工事に伴い発生する固体廃棄物の発生時期、量及び性状の予測を行い、それに基づく保管管理計画を策定することが現在予定されており、敷地を有効活用して計画的に保管管理を実施していく観点から重要である。燃料デブリ取り出し作業の際に発生する固体廃棄物に関して、適した保管場所や保管方法について、燃料デブリ取り出し工法の検討と並行して検討しておくことが必要である。

(3) 性状把握
建屋地下スラッジのように固体廃棄物の処理・処分等に影響を与える可能性がある廃棄物はその性状把握が極めて重要である。その中で試料が採取できていないものについて、採取方法を調査検討し、適用性を確認しつつ、
サンプリング計画を早期に策定することが重要である。性状把握のための分析に関して、現時点では利用されていない既存の分析施設の活用、新規の分析・研究施設の整備及びそれらの運用体制の強化・整備により、分析能力の増強を図ることが極めて重要である。

(4) 処理及び処分方策に関する検討
固体廃棄物の処理及び処分方策を安全かつ合理的なものとするため、廃棄物の特徴の把握、それに適した処分方策、その処分方策を念頭においた処理のあり方など、総合的な検討を行うことにより、処理及び処分方策を具体化していくことが極めて重要である。固体廃棄物の発生履歴等の属性、汚染履歴、包含される放射性物質濃度等の情報を保存・管理し、それに基づき区分管理を行うことが重要である。固体廃棄物に関する規制制度が円滑に整備されていくためには、必要な情報を規制機関に適宜積極的に提供していくことが重要である。

＊「東京電力(株）福島第一原子力発電所の廃炉のための技術戦略プラン2015年～2015年中長期ロードマップの改訂に向けて」概要版 平成27年年4月30日 原子力損害賠償・廃炉等支援機構 より，

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3. 2015年中長期ロードマップの改訂

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3.1 中長期ロードマップ改訂のポイント
１．リスク低減の重視
リスク低減重視

スピード重視汚染水、プール内燃料
燃料デブリ
固体廃棄物、水処理二次廃棄物

スピードだけでなく、長期的にリスクが確実に下がるよう、優先順位を付けて対応

可及的速やかに対処
周到な準備の上、安全・確実・慎重に対処
長期的に対処

２．目標工程（マイルストーン）の明確化
地元の声に応え、今後数年間の目標を具体化
３．徹底した情報公開を通じた地元との信頼関係の強化等
福島評議会の設置（昨年２月）

コミュニケーションの更なる充実（廃炉に係る国際フォーラム等）

４．作業員の被ばく線量の更なる低減・労働安全衛生管理体制の強化
５．原子力損害賠償・廃炉等支援機構（廃炉技術戦略の司令塔）の強化
原賠・廃炉機構の発足（昨年８月）

研究開発の一元的管理・国内外の叡智結集

中長期ロードマップ改訂案について 平成２７年６月１２日 内閣府廃炉・汚染水対策チーム事務局 より

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3.2 目標工程（マイルストーン）の明確化
 大枠の目標（青字）を堅持した上で、優先順位の高い対策について、直近の目標工程（緑字）を明確化

全体

廃止措置終了

３０～４０年後

汚染水対策

建屋内滞留水の処理完了

取り除く

敷地境界の追加的な実効線量を１ｍＳｖ／年未満まで低減

冷却水以外の建屋内の水や汚染水の増加量をほぼゼロに

２０２０年内被ばくリスクの低減目標達成２０１５年度

多核種除去設備処理水の長期的取扱いの決定に向けた準備開始

２０１６年度上半期

近づけない

建屋流入量を１００ｍ３／日未満に抑制

２０１６年度

漏らさない

高濃度汚染水を処理した水の貯水は全て溶接型タンクで実施

滞留水処理

建屋内滞留水中の放射性物質の量を半減

汚染水増加量の大幅抑制

燃料取り出し 使用済燃料の処理・保管方法の決定

タンクからの漏えい
リスクの大幅低減

新規

２０１６年度早期
２０１８年度

２０２０年度頃

１号機燃料取り出しの開始

２０１７年度下半期

２０２０年度２号機燃料取り出しの開始

２０２０年度上半期

２０２０年度３号機燃料取り出しの開始

２０１５年度上半期

２０１７年度※目標工程の変更要因は、ダストの飛散防止対策、作業員の被ばく線量低減対策等、「安全・安心対策」の実施等によるものが大半。今後、「トラブル」や「判断遅延」に基づく遅れは起こさないように努める旨を明確化。

燃料デブリ
取り出し

廃棄物対策

号機毎の燃料デブリ取り出し方針の決定

２年後を目途初号機の燃料デブリ取り出し方法の確定

２０１８年度上半期

初号機の燃料デブリ取り出しの開始

２０２１年内処理・処分に関する基本的な考え方の取りまとめ

２０１７年度

中長期ロードマップ改訂案について 平成２７年６月１２日 内閣府廃炉・汚染水対策チーム事務局 より

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4. 福島第一原子力発電所の廃棄物の概要

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4.1 福島第一原子力発電所の廃棄物の特徴
 事故によりコントロールできない状態で発生
 １～３号機の炉心燃料を起源とした汚染＊
 廃止措置作業が状況に応じて変化するため、発生量の想定が困難
 汚染範囲が広く、高線量箇所もあるため、データが非常に限定的（特に長半減期核種の組成）
飛散・拡散

水処理装置

瓦礫／伐採木等
瓦礫

伐採木

土壌

○物量が多く、広範囲に分布○樹木、土壌は処理・処分実績が乏しい○飛散・拡散による表面汚染が主で、一部が滞留水を通じた浸透汚染

汚染水

汚染水処理二次廃棄物
汚染水処理
二次廃棄物

燃料デブリ／解体廃棄物○物量が多く高線量物も多い○現状ではアクセスが難しく、原廃棄物の採取が困難

交換配管・
貯槽等

○処理・処分実績が乏しい○原廃棄物の採取が困難○装置の特徴に応じて発生量や核種量の一部推定が可能＊：放射化物、運転廃棄物由来のものが含まれる可能性がある。
福島第一原子力発電所事故により発生する放射性廃棄物の処理・処分 平成25年度報告書～廃棄物情報の整理と課題解決に向けた考慮事項～
平成26年3月日本原子力学会「福島第一原子力発電所事故により発生する放射性廃棄物の処理・処分」特別専門委員会 より

22福島第一事故廃棄物の種類
分類

福島第一事故廃棄物
セシウム吸着塔（セシウム吸着装置）
セシウム吸着塔（第二セシウム吸着装置）
スラッジ（除染装置）
HIC（多核種除去設備－前処理スラリー：鉄共沈スラリー，炭酸塩スラリー）

汚染水処理二次廃棄物

HIC（多核種除去設備－吸着材）
処理カラム（多核種除去設備－樹脂系吸着材）
高性能多核種除去設備用フィルタおよび吸着塔
ﾓﾊﾞｲﾙ型ｽﾄﾛﾝﾁｳﾑ除去装置用ﾌｨﾙﾀおよび吸着塔
第二ﾓﾊﾞｲﾙ型ｽﾄﾛﾝﾁｳﾑ除去装置用ﾌｨﾙﾀおよび容器
RO濃縮水処理設備用フィルタおよび吸着塔
瓦礫

瓦礫/伐採木

伐採木
土壌
燃料デブリ

燃料デブリ解体廃棄物

解体廃棄物
運転中廃棄物「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

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水処理二次廃棄物の概要
汚染水処理システムの配置

東京電力株式会社「福島第一原子力発電所 特定原子力施設に係る実施計画」 “平成27年9月28日中低濃度タンクの増設 添付資料Ii2.5 汚染水処理設備等 .
http://www.nsr.go.jp/data/000124619.pdf ，II-2-5-添-1-3, 図１より

24

汚染水処理システムのフロー
廃ゼオライト吸着塔(ベッセル）：
650本
油除
去装
置

セシウム吸着装置【KURION】

スラッジ
597 m3～2011年9月13日
濃縮塩水
タンク

除染装置
【AREVA】

蒸発濃縮装置淡水化装置（ＲＯ）

第二セシウム吸着装置【SARRY】
廃吸着材
ALPS : Advanced Liquid
Processing System。東芝が開発した多核種除去設備
多核種除去設備
吸着塔(ベッセ
濃縮廃液（ALPS）
ル）：146本
9,226 m3
増設ALPS
高性能ALPS
処理水（淡水）

滞留水

タンク
処理水受槽

＊R.O（Reverse Osmosis membrane）：逆浸透膜を利用した淡水化装置＊HIC（High Integrity Container）：高性能容器＊ALPS (Advanced Liquid Processing System）：多核種除去設備

スラリー、廃吸着材、フィルタ
既設：HIC 1036基、カラム 7塔
増設：HIC 702基
高性能ベッセル：63本

モバイル式処理装置等使用済ベッセル及びフィルタ類：166本

廃炉・汚染水対策チーム会合／事務局会議（第22回） 資料3-4 放射性廃棄物処理・処分 ガレキ・伐採木の管理状況（2015.8.31時点）より
http://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/decommissioning.html

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水処理二次廃棄物の管理状況
保管場所

水処理二次廃棄物

使用済吸着等保管施設

種類
セシウム吸着装置使用済ベッセル

650 本

第二セシウム吸着塔使用済ベッセル

146 本

多核種除去設備等保管容器（HIC)

既設

1,036本増設

702 本

高性能多核種除去設備使用済ベッセル
多核種除去設備処理カラム
廃スラッジ貯蔵施設
濃縮廃液タンク

エリア占
有率

保管量

46%

63 本
7本

モバイル式処理装置等使用済ベッセル及びフィルタ類

166 本

廃スラッジ

597 m3

85%

濃縮廃液

3

46%

9,226 m

廃炉・汚染水対策チーム会合／事務局会議（第22回） 資料3-4 放射性廃棄物処理・処分 ガレキ・伐採木の管理状況（2015.8.31時点）より
http://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/decommissioning.html

26

4.2 福島第一原子力発電所の廃棄物等の保管・管理・処理状況

ガレキ・伐採木の保管状況
伐採木一時保管槽

ガレキ仮説保管設備

伐採木野外集積

ガレキ仮説保管設備

ガレキ覆土式一時保管施設

ガレキ野外集積ガレキシート養生

ガレキ容器保管

廃炉・汚染水対策チーム会合／事務局会議（第22回） 資料3-4 放射性廃棄物処理・処分 ガレキ・伐採木の管理状況（2015.8.31時点）より
http://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/decommissioning.html

27

ガレキ・伐採木の管理状況

廃炉・汚染水対策チーム会合／事務局会議（第22回） 資料3-4 放射性廃棄物処理・処分 ガレキ・伐採木の管理状況（2015.8.31時点）より
http://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/decommissioning.html

28

ガレキ・伐採木の保管量推移

廃炉・汚染水対策チーム会合／事務局会議（第22回） 資料3-4 放射性廃棄物処理・処分 ガレキ・伐採木の管理状況（2015.8.31時点）より
http://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/decommissioning.html

29

5. 福島第一原子力発電所の廃棄物対策に係る研究開発30

5.1 福島第一原子力発電所の廃棄物対策の進め方

廃棄物対策

廃棄物の処理・処分方策の検討

既存の廃棄物処理・処分方策プロジェクト（実施段階または，その目途が立った段階での放射性廃棄物の処理・処分方策の検討）
「把握された廃棄物に関する性状等に関する情報に基づき，“意図した処理・処分方法により，対象とする廃棄物を現実的に安全に処理・処分できること”を提示すること」を主要な目的として実施。

福島第一原子力発電所廃棄物の処理・処分方策プロジェクト
 廃棄物の性状，発生量が十分把握されていない。
 処理・処分の方法が想定できていない検討の初期段階

検討の進め方データの蓄積を待つことなく，これまで蓄積された処理処分の技術や知識を用いて廃棄物の処理処分方法を幅広く評価し、廃棄物の性状把握の進展に合わせてそれらを繰り返し実施し，処理・処分方策を絞り込んでいく。
 2017年度目標：「廃棄物の処理・処分に関する基本的な考え方」を取りまとめる。
 2021年度目標：処理・処分方策とその安全性に関する技術的な見通しを得る。
31

繰り返し実施の概念
福島第一事故廃棄物
特徴• 発生状況 ： 核種汚染の過程が解明されていない。
• 性状： 現時点では性状に関する情報が限定的。
• 処理技術 ： 処理実績のない廃棄物が多く、技術の検討が必要。
• 処分技術 ： 処分実績のない廃棄物が多く、技術の検討が必要。
• 規制： 整備されていない。

～HP SW-1(~2017年度まで）～
性状把握（インベントリ、化学組成等）
二次廃棄物推定／廃棄物分
類見直し案等：廃棄物・廃棄体の性状に関する情報の流れの量及び精度：処理・処分からのフィードバッ
クの相対的な重要性～HP SW-2(2021年度ごろまで）～性状把握優先度の高い
分析対象試料、
核種等

処理（前処理、廃棄体化技術等）

処理

処理・廃棄体化の要件等

処分（処分概念検討、安全性評価）

処分
性状に関する情報量増加、精度向上

処理技術、処分概念の段階的な絞込み

日本原子力学会「福島第一原子力発電所事故により発生する放射性廃棄物の処理・処分」特別専門委員会 平成25年度報告書 図2-2 を一部改変」

32

検討の進め方（1/4）
廃棄物管理に係る国際的な考え方
IAEAの廃棄物の分類スキーム （IAEA GSG-1）

廃棄物の分類を明示するための一般的な枠組みを提供
 廃棄物中の核種の半減期と放射能レベルを重
大度の目安として，廃棄物を右図のように分類 。
 廃棄物分類の主要な考慮事項→長期間の安全性
 廃棄物は，閉じこめと隔離の程度に応じて分類される
 分類には処分オプションが付随して与えられる。（）は付随する処分オプション） このような処分の観点に基づき廃棄物の分類を示すことは，以下の検討等において有用。
•廃棄物管理戦略の考案•廃棄物管理施設の立案と計画•処理技術の適用•法令の策定•規制上の要件と基準の策定

図1. 廃棄物分類スキームの概念説明図( IAEA GSG-1 日本語翻訳版，公益財団法人 原子力安全研究協会,p7より）

長期的な安全性（処分）の観点を考慮して廃棄物を，より定量的に分類すること
福島第一原子力発電所の廃棄物対策の目標である「廃棄物の処理・処分に関する基本的な考え方」，「処理・処分方策とその安全性に関する技術的な見通し」の提示が可能になると考える。
33

検討の進め方（2/4）
 IAEAの廃棄物の分類スキームは，分類間の大まかな境界を提供
廃棄物の一般的な分類のためのスキーム
 シナリオやパラメータの変動を考慮したより詳細な定量的境界は，それぞれの国のプ
ログラムや要求事項に従って，安全評価等の実施により整備される廃棄物の詳細な分類

福島第一原子力発電所廃棄物の処理・処分方策プロジェクト
廃棄物の一般的な分類をスタートとして，より定量的な詳細な分類を行う
 我が国での廃棄物の一般的な分類に関する検討
例えば，昭和57年 放射性廃棄物対策専門部会報告書 低レベル放射性廃棄物対策について

 我が国での廃棄物の詳細分類に関する検討• 原子力安全委員会，“低レベル放射性固体廃棄物の陸地処分の安全規制に関する基準値について（中間報告）”，昭和６２年２月２６日（ピット処分の政令濃度上限値）（第２次中間報告）”，平成４年６月１８日（トレンチ処分の政令濃度上限値）（第３次中間報告）”，平成１２年９月１４日（余裕深度処分の政令濃度上限値）• 原子力安全委員会，“低レベル放射性固体廃棄物の埋設処分に係る放射能濃度上限値基について”，
平成19年4月26日（濃度上限値 の推奨値）＊留意点：「濃度上限値は，処分の安全性を保障するものではなく，埋設申請の許可申請にあたっての目安であり，安全性については，個別の安全審査で詳細に行われることを前提としているものである。」
従って，濃度上限値による廃棄物の分類は，処分の観点に基づく廃棄物の定量的な詳細な分類ではあるものの，必ずしも十分なものではない。

34

検討の進め方（3/4）
検討事項①
廃棄物の特性（廃棄物中の核種の半減期と放射能レベル，組成，および処理・処分に影響を及ぼす因子等）の把握

検討事項②
廃棄物の特性を踏まえた廃棄物の一般
的な分類

検討事項③

廃棄物の性状把握によって得られる情報廃棄体化に関する処理の検討によって得られる情報

既存の処分技術・情報等に基づく知識 最新の処分技術・情報等に基づく知識 廃棄物の全体管理（廃棄物ストリームの検討）に基づく要求事項

廃棄物の特性と廃棄物の一般的な分類等に関する情報を踏まえた廃棄物の詳
細な分類35

検討の進め方（4/4）
検討事項①
廃棄物の特性（廃棄物中の核種の半減期と放射能レベル，組成，および処理・処分に影響を及ぼす因子等）の把握

検討事項②
廃棄物の特性を踏まえた廃棄物の一般的な分類
2017年度の目標

検討事項③

廃棄物の性状把握によって得られる情報廃棄体化に関する処理の検討によって得られる情報

既存の処分技術・情報等に基づく知識 最新の処分技術・情報等に基づく知識 廃棄物の全体管理（廃棄物ストリームの検討）に基づく要求事項

廃棄物の特性と廃棄物の一般的な分類等に関する情報を踏まえた廃棄物の詳
細な分類
2021年度の目標

36

技術開発の全体スキーム
HP SW-1 廃棄物の処理・処分に関する基本的考え方の提示（2017年）～廃棄物発生から処理処分までの廃棄物ストリーム候補の提示～

廃棄物ストリームに関する検討
廃棄物ストリーム：事故廃棄物の発生・保管から処理・処分までの一連の廃棄物の取り扱い

処理・処分等に関する技術情報（前提条件を含む）、政策・制度等に係る情報個別の研究成果の総合的な判断と調整、安全かつ合理的な処理・処分の実現に向けて必要な検討課題等の提示

個別研究開発項目（廃棄物ストリームの構築に必要な知見を与える基盤研究開発）
インベントリ、有害物質の性状等不足した廃棄物の情報項目等廃棄物の処理に関する検討

重要核種、不足
したデータ等【目標】処理・処分の安全評価および廃棄物管理に必要な情報の整備/分析施設で適用する難測定核種の分析法の開発・整備【目標】処理・技術ｶﾀﾛｸﾞの整備と適用可能な廃棄体化技術候補の絞込み、提示

長期保管方策の検討

インベントリ、混在物質性状等

性状把握

廃棄体の要件等

廃棄物の処分に関する検討【目標】廃棄物ごとに適用可能な処分概念
候補とその評価手法を提示

廃棄体の性状等【目標】水処理二次廃棄物に係る長期保管・安定化方策の提示
廃棄物の性状情報
処理・廃棄体化に係る技
術情報

データベース整備【目標】廃棄物の性状、処理・処分方法等に関するデータベースの整備（第三者機関との情報共有）

処分技術の情報37

5.2 性状把握に関する検討
難測定核種の分析
手法の構築（汚染水，ガレキ，伐採木，土壌）分析結果に基づくインベントリ
評価手法
 未分析試料のインベントリ（濃度）の推定
 未分析試料の核種組成の推定等

廃棄物データの収集（有害物，物性値等）

優先的に取得すべき重要な情報

廃棄物試料の分析

解析的手法に基づくインベントリ
評価手法
 炉心燃料からの核種移行のモデル化

インベントリの推定精度の向上
 分析結果を用いた解析的手法の較正 インベントリの検証データ等の取得

フィードバック

フィードバック【目標】処理・処分の安全評価のためのインベントリデータセッ
トの設定および廃棄物管理データ（核種濃度分布，物
性値，有害物量等）の整備
処理・処分の安全性の評価

フィードバック
38

瓦礫の分析結果の一例
瓦礫試料を分析し、主要な核種の相関や、発生場所による影響を調べた。
 原子炉建屋内の瓦礫（コンクリート、保温材）とボーリングコア（表面塗膜）の試料を分析した（図１）。
 137Csと90Srの濃度に比例関係の傾向が見られた（図2）。
 比率は、2号機5階、1号機1階、3号機1階の順序であった。
 汚染状況を詳しく（建屋、階などの領域ごとに）調べることが重要である。
 14C と 3H は建屋外4号機周辺の試料が 137Cs 濃度と相関しない（図2）。
 一方で、14C と 3H が相関する傾向がみられ、Cs–Sr と区別して取り扱いが適当と思われる。
90Sr

14C

3H

1号機コンクリート(1RB-AS-R4)

2号機コア表面塗膜(2RB-DE-C2)

図１ 試料の外観

図2 建屋内部で採取した瓦礫の137Csと 90Sr、14C並びに 3H 放射能濃度の相関（原子炉建屋周辺で採取した瓦礫をともに示す）「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

39

植物（立木）瓦礫の分析結果の一例
立木試料を分析し、構内の場所に関する分布や、局所的な分布（枝葉、落葉等）を調べた。
 構内を対象として立木の試料（枝葉、落葉、土壌）を分析し、構内の分布（図1）と個体の分布（枝葉から、落葉や土壌への移行）を調べた。
 原子炉建屋周辺で濃度が高い。3H、14C、79Se は原子炉建屋の近傍でのみ検出された。
 濃度は、枝葉に比べて落葉や土壌で高い。時間の経過とともに、枝葉から落葉、土壌へと移行している様子を確かめた。
 Dエリアの落葉に Pu が検出され（10–3 Bq/g 程度）、同位体比より事故由来とみられる。
S

T

Q

R
P

N
L
M
K
： >200 Bq/g
： 100-200 Bq/g
： 50-100 Bq/g
： 20-50 Bq/g
： 10-20 Bq/g
： <10 Bq/g

137Cs

H

D

G

C

F

B
A
I
J

T

Q

R
P

N

O

E

S

L
M
K
： >1 Bq/g： 0.5-1 Bq/g
： 0.2-0.5 Bq/g
： 0.1-0.2 Bq/g
： 0.05-0.1 Bq/g
： ND（<0.05 Bq/g）

90Sr
90Sr

H

D

G

C

F

B

J

Q

R

L
M
K

A
I

T

P

N

O

E

S

： >1 Bq/g： 0.5-1 Bq/g
： 0.2-0.5 Bq/g
： 0.1-0.2 Bq/g
： 0.05-0.1 Bq/g
： ND（<0.05 Bq/g）

1414CC

T

Q

R

O
D

G

C

F

B
A
I
J

L
M
K
： >1 Bq/g： 0.5-1 Bq/g
： 0.2-0.5 Bq/g
： 0.1-0.2 Bq/g
： 0.05-0.1 Bq/g
： ND（<0.05 Bq/g）

3H

P

N

H

E

S

O
H

D

G

C

F

B

E

A
I
J

図1 構内における立木（枝葉）中の放射能濃度分布「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

40

分析結果に基づくインベントリ評価手法（1/2）
・ 廃ゼオライト・スラッジ等に含まれる放射性核種濃度の評価「廃ゼオライト・スラッジ等の分析試料採取が困難： 高線量、遠隔操作難」⇒ 各汚染水処理装置前後の水試料の核種分析から評価
核種濃度評価
核種分析

セシウム
吸着装置
【KURION】

汚染水（分析試料採取難）

核種濃度評価核種分析

除染装置【AREVA】

核種分析（分析試料採取難）

分析対象核種： 廃棄物の処分を検討する上で重要となる核種（38核種）* 分析技術の確立が必要であり、研究開発を実施中γ核種：60Co, 94Nb, 137Cs, 152Eu, 154Eu
β核種：3H, 14C, 36Cl, 41Ca, 59Ni, 63Ni, 79Se, 90Sr, 93Zr*, 93Mo*,
99Tc, 107Pd*, 126Sn*, 129I, 135Cs*, 151Sm*, 241Pu
α核種：233,234,235,236,238U, 237Np, 238,239,240,242Pu, 241,242m,243Am, 244,245,246Cm
試料水の採取位置
8

2

セシウム
吸着装置
【KURION】

3

除染装置【AREVA】

第二セシウ
ム吸着装置
【SARRY】

4

9

濃縮廃
液貯槽

6
7

5

「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

41

分析結果に基づくインベントリ評価手法（2/2）
実廃棄物の分析が困難である汚染水処理二次廃棄物について、汚染水の分析データを用いてインベントリを評価した。
1.E+16
1.E+15
1.E+14

使用済み吸着塔の平均核種濃度 (Bq/t) セシウム吸着塔 (KURION) のインベントリを滞留水・処理水の分析データを用いて評価した（図１）。
 装置入口で不検出であった核種は、保守的な評価とするために、入口濃度が検出下限値であるとして算出した。
 同様にして第二セシウム吸着装
置廃吸着塔及び除染装置のス
ラッジの評価も行った。
 処分区分の検討において、処分概念の基準線量相当濃度と比較することが可能となる。

1.E+13
1.E+12
1.E+11
1.E+10
1.E+09
1.E+081.E+07
1.E+06
1.E+05
1.E+04
1.E+03
1.E+02
1.E+01
1.E+00
1.E-01
1.E-02◆ 処理前後の水の濃度差から算出（6核種）▲ 汚染水中のすべてが吸着したものとして算出（1核種）○ 上記と同様だが、定量限度の値を用いて算出（18核種）
× 燃料組成をもとにして算出（7核種）※1―（赤） ピット処分の基準線量相当濃度※2―（緑） 余裕深度処分の基準線量相当濃度※2

1.E-03核種

図1 セシウム吸着装置吸着塔の放射能量（インベントリデータセット）（水分析データを用いて推算）※1 燃料中核種組成（JAEA-Data/Code 2012-018）の比から算出した値.
※2 原子力安全委員会，低レベル放射性固体廃棄物の埋設処分に係る放射能濃度上限値について，平成19年5月21日.
「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

42

解析的手法に基づくインベントリ評価手法「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

 解析的手法に基づくインベントリの推算値は，ORIGEN等を用いて算出した3炉心分のインベントリを起源として，廃棄物の生成までに想定される複数のプロセスでの移行率を設定したインベントリ評価モデルに基づいて推算。
 滞留水への移行割合：文献値（Johnson et al,2004, 西原ほか，2012等）の最大値から設定
 滞留水への移行量（参照ケース） ：①Csの移行割合(a)と他の元素の移行割合(b)を設定。
②汚染水の分析値（時間変化するCs-137濃度）を用いてCs-137の移行量を算出(c)③a：b=c：xから核種ごとの移行量を算出
 滞留水への移行量（不確実性ケース） ：①汚染水の分析値（Cs-137濃度最大値，最小値）からCs-137の移行量を算出(d)②a：b=d：Yから核種ごとの移行量を算出
 DF設定（除去対象元素は1000, 共沈等の可能性のある元素は，10, 類似性がある元素は，1000または10, その他は1）(参照ケース）43
 廃棄物中のインベントリの推算：装置入口での核種移行量の算出結果×DF

廃棄物データの収集（有害物，物性値等）

上端
ハーシュライト
10g充填
Run 2

450

run 2, Cs濃度
Kd=440ml/g
Dp=8E-9cm2/s
kf*a=800/h

0.4
0.35

ゼオライトのCs濃度 (μg/g)

ゼオライト及びスラッジの性状調査– 吸着塔内のセシウムの吸着分布の推定（図１）やゼオライトの熱的安定性等（図２）の廃ゼオライトの性状把握の試験を継続した。
– 実スラッジ及び周辺区域の線量率が高く、試料採取と分析を計画通りに実施できなかった。

出口濃度／入口濃度 ( - )

•

海水＋Cs
0.5
1ppm
0.45

ZAC計算値
実験値

0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05

400
350
300

200
150

下端

50

100

150

実験値

50
0
0

250

200

ZAC計算値

10000

run 2, Cs濃度
Kd=440ml/g
Dp=8E-9cm2/s
kf*a=800/h

250

0.2

0.4

0.6

0.8

1

処理液量／カラム体積 ( - )カラム上端からの距離 ( - )カラム流出液のCs濃度

カラム内のCs濃度分布

流出液
カラム試験装置

図1 吸着塔内のセシウムの吸着分布の推定•

その他の廃棄物の性状調査– 新たな汚染水処理システム（第二セシウム吸着装置、多核種除去設
備）から発生する二次廃棄物の基
本的な性状を明らかにするための情報収集を進めた。

恒温水槽中

電気炉中

乾燥ハーシュライト（ヘリウム雰囲気）
ヘリウム
未乾燥
乾燥ハーシュライト（乾燥空気雰囲気）

230 ｍｍ
乾燥空気

ゼオライト層の有効熱伝導率測定セル

ゼオライト層の有効熱伝導率

図２ ゼオライトの熱的安定性「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

44

5.3 長期保管・処理に関する検討

保管期間中の廃棄物の安定性に係る検討
 水素等の発生に関する検討
 容器の腐食に関する検討

処理・廃棄体化に適用する技術の検討
 既存技術の調査・整理
 適用性評価45

保管期間中の廃棄物の安定性に係る検討
セシウム吸着塔での水素生成、材料の腐食(K)

最高261℃

最大1.8%

遮蔽体

 吸着塔内のセシウムの分布、水分量等を設定し水素濃度を評価した結果、水素濃度は爆発下限に至らないものと評価された。
 材料(ステンレス鋼）の腐食に関しては、ゼオライトが共存することにより局部腐食のリ
スクが大幅に低下することが判明した。

吸着塔
ゼオライト

温度分布

吸着塔の模式図

水素濃度分布

解析により求めた温度と水素濃度の分布

スラッジ保管容器の水素等生成、材料の腐食
照射線源60Co

SUS製照射容器（Φ3 cm×H約15cm）
線量率： 9.6 kGy/h
照射時間：～645 h

種々の条件について求めた
水素生成の収率（相対的なG値）

γ線照射試験の様子（HCNの生成に関し 6 Mgyを照射）「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

 H26年度以降、上記のリスク低減機構の解明など局部腐食に関する詳細なリスク評価を実施し、長期保管の安全性について確認する。
 水素の生成は、スラッジの共存により増加する傾向があるが、換気により爆発下限値（4%）以下となり、安全対策に問題はない。
 シアン化水素 (HCN) は10年間保管相当（6MGy）の照射でも気相中に検出されず。
 撹拌が停止した場合でも、約 50 日後に外気温に対して+20℃で平衡となり、フェロシアン
化物の分解温度（250～280℃）には達しない。
 得られた腐食速度は設計と同じオーダーの範囲であった*。
* 海水飛沫帯の50℃で想定される腐食速度0.25mm/yを考慮して容器厚さは2.5cmと設定されている。（福島第一原子力発電所1～4号機に対する「中期的安全確保の考え方」に基づく施設運営計画に係る報告書 別紙）

46

処理・廃棄体化に適用する技術の検討
処理・廃棄体化技術の調査

適用性評価のための基礎試験

文献調査を行い、既存の廃棄体化技術に関する情報を取りまとめた技術カタログを作成する。

汚染水処理二次廃棄物を対象に、技術カタログから抽出した不足情報を補完するための、試験及び調査を実施する。

①技術カタログの整備
・カタログフォーマットの作成
・検討対象とする処理技術の抽出①廃棄体化基礎試験

②仮選定

②文献調査

・文献情報等を基に処理技術の絞込み

・文献データの取得

・基礎データの取得

技術カタログ

試験・調査項目

基礎データ等

技術カタログからの課題の抽出
絞込み要件の検討
評価項目・重み付け

第一次 処理技術の絞り込み（2017年度末）「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

47

技術カタログの整備
廃棄物分類

減容技術

固化技術

粉粒体
液体廃棄物

・脱水処理
・乾燥処理
・焼却処理
・ガス化処理・セメント混練固化
・ジオポリマー固化
・水ガラス固化
・アスファルト固化
・プラスチック固化
・ガラス固化
・溶融固化
・焼結固化
・水熱固化
・HIP（Hot Isostatic Pressing）固化
・ペレット成型・圧縮固化

雑固体廃棄物

・圧縮処理
・溶融処理
・切断処理
・粉砕処理
・焼却処理
・ガス化処理・モルタル充填固化

国内外で実績がある技術として8種の減容技術と12種の固化技術を抽出し、その概要を調査、取りまとめた。
「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

48

固化基礎試験（多核種除去設備無機系二次廃棄物）

40

一軸圧縮強度（MPa)

35
30
25
20
15
10
5
0
OPC

作製した固化体の外観（TiNa40%充填固化体）「経済産業省/平成２５年度「廃炉・汚染水対策事業費補助金（事故廃棄物処理・処分技術の開発）」にて実施，提供IRID」

BB

GP

図２ 固化体の圧縮強度（40%充填固化体）
1
0.8
0.6
0.4
0.2
TiNa-BB

TiNa-GP

TiNa-OPC

Ti-GP

Ti-BB

Ti-OPC

Fe-BB

Fe-GP

Fe-OPC

CO3-GP

0
CO3-BB

G値 （molecular / 100 eV)

1.2

図３
28 mm

図１

炭酸塩スラリー
鉄共沈スラリー
酸化チタン
チタン酸ナトリウム

45

CO3-OPC

56 mm

多核種除去装置廃棄物の廃棄体化技術
・ 普通ポルトランドセメント(OPC), 高炉スラグセメント
B種(BB)およびジオポリマー(GP)を用いて、多核種除去設備から発生するスラリーの安定化処理物や廃吸着材（酸化チタン、チタン酸ナトリウム）を固化。
・ いずれも1日で硬化し、ひび割れ等が生じない良好
な強度の固化体を作製(図１、２)。
・ GP固化体は放射性元素の閉じ込め性には優れる。
・ γ線照射試験の結果、水素ガス発生のG値は固型化材や模擬廃棄物の違いによる影響が大きいことが示された(図３)。

50

自由水を対象にした水素発生のG値(40%充填固化体)

CO3:炭酸塩スラリー Fe：鉄共沈スラリー
TiNa：チタン酸ナトリウム
Ti：酸化チタン49

5.4 処分に関する検討
廃棄物の性状把握および廃棄体の特性把握
廃棄物の性状把握によって得られる情報処理に関する検討によって得られる情報

重要核種、不足したデータ等

・廃棄体性状・インベントリデータセット
・廃棄物に含まれる物質等①廃棄物の特性把握

1)処分概念の特徴整理・調査(a)既存の処分概念・評価手法の調査
廃棄物の特徴付け
評価対象とする処分概念の設定（②廃棄物の一般的な分類）(b) 廃棄物の影響特性の把握(c)処分システムの応答特性の把握(d) 安全評価手法（シナリオ，モデル，パラメータ等）の見直し・設定③

2) 廃棄物の性状を考慮たし処分概念の検討(a) 対象廃棄物ごとの安全評価に基づく適用可能な処分概念の暫定的な提示並びに濃度の成立条件の抽出とそれに基づく重要核種の抽出（④廃棄物の詳細な分類）(b)適切な処分概念候補の選定に資する基盤情報(主要パラメータに対する成立条
件等）の抽出⑤

3)新たな処分概念等の検討
基盤情報に基づく既存の処分概念の適用，高度化の検討および新たな処分概念の検討⑥【目標】 廃棄物ごとに適用可能な処分概念候補とその評価手法の提示
50

処分検討のアプローチの概要①性状把握，長期保管処理の検討に基づく廃棄物の特性把握②廃棄物の特性および既存の処分概念に関する知見等に基づく廃棄物を特徴づけ（評価対象とする処分概念の設定：廃棄物の一般的な分類）。
③評価手法（シナリオ，モデル，パラメータ，解析ケース等）の整備（既存の４つの処分概念の中から適切な処分方法を選定することが目的の一つ。そのため，処分方法の適用性を同一の尺度で評価するための整合性が確保された評価手法の整備が重要）既存の処分の評価にはない観点での検討④整備した評価概念を用いた安全評価に基づく，適用可能な処分概念の暫定的な提示並
びに濃度の成立条件の抽出とそれに基づく重要核種の抽出（廃棄物の詳細な分類）＊既存の基準線量相当濃度に代わり，それに相当する「濃度の成立条件」を提示する。この「濃度の成立条件」は，廃棄物の詳細な分類ための境界値となる情報である。また，「濃度の成立条件」を参照することで，重要核種の抽出が可能になる⑤感度解析を通じた安全確保，安全裕度の向上に効果的な工学バリアの設計条件等の基
盤情報の整備（成立条件の抽出）例）工学バリア等に関連する主要なパラメータに対する成立条件を，適切な処分概念候補の選定に資する基盤情報として整備する。これらの成立条件に関する情報をフィードバックすること
で，精度の高いデータ取得や効率的な検討に反映させる。

⑥基盤情報に基づく既存の処分概念の適用，高度化の検討および新たな処分概念の検討＊2007年の濃度上限値の推奨値は，代表的に設定されたシナリオ，モデル，パラメータに基づいて求められた基準線量相当濃度に基づいて算出された値である。この基準線量相当濃度は，主要な核種に対して求められ，濃度上限値と異なり，廃棄物中の核種の平均濃度との比較が可能な目安値である。しかし，この基準線量相当濃度は，安全性を論じるために必ずしも十分なシナリオ等に基づいたものではないため，処分の観点に基づく廃棄物の定量的な詳細な分類として，必ずしも十分ではない。
51

我が国の既存の処分概念
放射性廃棄物の処分方法は、深さや放射性物質の漏出を抑制するためのバリアの違いにより、４つに分類される。
・浅地中トレンチ処分
人工構築物を設けない浅地中埋設処分
・浅地中ピット処分
コンクリートピットを設けた浅地中への処分
・余裕深度処分
一般的な地下利用に対して十分余裕を持った深度（地下50～100m）への処分
・地層処分
地下300mより深い地層中に処分（原子力政策大綱添付資料より）

52

従来のアプローチとの比較
 アプローチ①～④は，従来の安全評価プロセスと同じ（図1参照，①，②＝1., 2., ③＝3., 4., ④＝5., 6., 7.）
 アプローチ⑤は，処分概念の安全性確保，安全裕度の向上に関連する工学バリアの設計パラメータ等を対象にして成立条件を抽出する新規のプロセス。
 アプローチ⑤には，従来の基準線量相当濃度の導出プロセス（図2参照）が含まれる。基準線量相当濃度は，線量と濃度との線形性を利用して濃度に関する成立条件を抽出したもの（⑤＝図2の6.）。線量との線形性が保証できないパラメータについては，感度解析的な手法に基づく必要がある。複数の廃棄物に対して安全性を確保し，合理的かつ実現可能な処分概念を検討するためには，バリアの有無，幾何形状の変更等を考慮した逐次的な検討ではなく，成立条件の抽出などの感度解析的な手法が効率的。
 アプローチ⑥は，従来の安全評価の一部として実施されるプロセス。（⑥＝8., 9., 10.）
 事故廃棄物の処分検討は，図1の従来のアプローチの中の1.～7.に基づいて廃棄物の詳細な分類を行いつつ，8.,
9., 10のプロセスにより，適切な処分概念を構築する検討

図1 安全評価のプロセス（IAEA-TECDOC-1380 p9, FIG.1.より）

図2 基準線量相当濃度導出のために用いられたアプローチ（IAEA-TECDOC-1380 p9, FIG.1.より）

53

①廃棄物の特性把握および特徴付け
分析結果等に基づく濃度の推算値(Bq/t)と基準線量相当濃度(2007年）との比較
ＫＵＲＩＯＮ

SARRY

1.E+17

1.E+17

1.E+15

1.E+15

1.E+13

1.E+13

1.E+11

1.E+11

1.E+09

1.E+09

1.E+07

1.E+07

1.E+05

1.E+05

1.E+03
1.E+01
1.E-01
1.E-03

余裕深度基準線量相当濃度（2007）
ピット基準線量相当濃度（2007）

1.E+01

トレンチ基準線量相当濃度（2007）

1.E-01

分析値(平均）

分析値(推定値/平均）

鉄共沈スラリー1.E+15
1.E+13

1.E+11

1.E+11

1.E+09

1.E+09

1.E+07

1.E+07

1.E+05

1.E-03トレンチ基準線量相当濃度（2007）

1.E+17

1.E+13

1.E-01

ピット基準線量相当濃度（2007）

1.E-03

1.E+15

1.E+01

余裕深度基準線量相当濃度（2007）

AREVA

1.E+17

1.E+03

1.E+03

1.E+05余裕深度基準線量相当濃度（2007）

1.E+03

ピット基準線量相当濃度（2007）

1.E+01

トレンチ基準線量相当濃度（2007）
分析値(平均）

1.E-01
1.E-03

余裕深度基準線量相当濃度（2007）
ピット基準線量相当濃度（2007）
トレンチ基準線量相当濃度（2007）
分析値54

②評価対象とする処分概念の設定（廃棄物の一般的な分類）

検討対象とする
既存の処分概念

参考とする
文献

評価対象廃棄物
燃料デブリ

水処理2次廃棄物

瓦礫

伐採木

解体廃棄物

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

トレンチ処分

ピット処分

学会標準
○
(TRU Gr.2のキャニスター及び角型容器を適用)

余裕深度処分

地層処分

地層処分第２次
取りまとめ

TRU地層処分

TRU2次レポート

○
(竪置き)
○
(TRU Gr.1の坑道設計を適用)＊個々の廃棄物に適用可能と考えられる処分概念候補を3種類程度選定して，評価を実施。
＊水処理二次廃棄物11種について，ピット処分では，一括評価，余裕深度処分では，個別評価とした。
55

③安全評価手法の見直し，設定
評価対象とした処分概念の仕様の設定
処分概念
トレンチ処分
ピット処分
余裕深度処分
HLW地層処分
TRU地層処分

処分概念の仕様の参照先
学会標準(浅地中トレンチ処分の安全評価手法:2013, AESJ-SC-F024:2013)
学会標準(浅地中ピット処分の安全評価手法:2012, AESJ-SC-F023:2012)
学会標準(余裕深度処分の安全評価手法:2008, AESJ-SC-F012:2008)
HLW第2次取りまとめ(わが国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術
的信頼性:JNC TN1400 00-023)
TRU2次レポート(TRU廃棄物処分技術検討書:JNC TY1400 2005-013, FEPC TRUTR2-2005-02)

コンクリートピット処分の施設概念図（原子力安全委員会（編），2000b）
原子力安全委員会（編）2000b：平成11年版 原子力安全白書，図2-44, 大蔵省印刷局(http://www.nsr.go.jp/archive/nsc/hakusyo/hakusho11/hakusho11.htm)

余裕深度処分埋設施設の処分空洞断面(例）
学会標準(余裕深度処分の安全評価手法:2008, AESJ-SC-F012:2008, p114)

56

解析対象とするシナリオ(H26年度の試検討の例）

基本シナリオ

変動シナリオ

地震活断層
地下水移行
土地利用シ 活動による土地利用シ 地下水移行
ガスシナリオ
ガスシナリオ
シナリオ
ナリオ
シナリオ
ナリオ
力学的な破
壊の影響

トレンチ処分

―

ピット処分

人為事象シナリオ

稀頻度シナリオ

―

―

―

―

―

―

余裕深度処分

―

―

―

地層処分
(HLW）

―

―

―

―

―

―

―

―

地層処分(TRU）

―

―

―

―

―

―

―

―

本検討では評価を実施しない（今後の検討項目）

本検討での評価対象

―

―

―

―

―

―

火山・火成
その他(近接活動による
直接掘削コ
ボーリング トンネル、貫
力学的な破
移行経路短
ア観察シナ
地下水摂取 通トンネル、
壊及び熱的
絡シナリオ
リオ
シナリオ 大開発土地
/化学的な
利用）
劣化の影響

―

―

試算として実施57

地下水移行シナリオの評価モデルの例

トレンチ処分

地表水系

土壌

堆積岩
ピット処分

100m
余裕深度処分

低レベル処分・評価モデルは各学会標準記載のモデル
・廃棄体層の設定は，廃棄物に応じた設定(例：KURIONは保管容器のまま処分 等)
・天然バリアは多孔質媒体

断層
高レベル処分・評価モデルは，HLW第2次取りまとめ，
TRU2次レポートに記載のモデル
・HLWでは竪置きの処分場，TRUではGr.1の処分場の設定
・天然バリアは亀裂性媒体

結晶質岩

地層処分
1,000m58

土地利用シナリオの評価モデルの例
・建設作業の外部被ばく・内部被ばく
・居住の外部被ばく・内部被ばく・農耕の農産物摂取による内部被ばく：風化帯と処分場の混合：地下水の流れ

土壌
覆土

風化帯

トレンチ処分余裕深度処分
ピット処分• 覆土と廃棄物の混合希釈と覆土からの食物摂取を考慮• 基本は学会標準の値• 変動では，関連パラメータ(混合希釈割合，植物の根からの吸収率，年摂取量）を保守値に変更• 土地利用シナリオの評価は管理期間(50年）終了後• 埋設直後核種の漏出開始• 廃棄物層から覆土（基本），または，風化帯となる覆土（変動）への核種の移行を考え，その利用による影響を考える。
• 変動では，関連パラメータ（風化帯の厚さ，埋設施設領域の侵食時間，降雨浸透量）を追加して風化帯となる覆土への核種移行量に基づいて計算• 土地利用シナリオの評価は管理期間(300年）
終了後• 埋設直後核種の漏出開始

・隆起侵食による処分場の風化帯への侵入
・処分場の侵食速度（30万年後に地表近接）に応じて，人工バリア内残留核種が風化帯に移行。
・風化帯濃度による被ばく評価
・変動では，関連パラメータ（埋設施設領域の侵食時間，降雨浸透量）を追加して風化帯への核種移行量に基づいて計算• 土地利用シナリオの評価は管理期間(300年）終了後• 埋設直後核種の漏出開始
59設定した解析ケース（H26年度の試検討の例）*解析ケース記号**１がレファレンスケース
トレンチ処分(T)
解析ケース
記号

瓦礫(R)
伐採木(T)

TR1
TT1

TR2
TT2

TR3
TT3

TR4
TT4

TR5
TT5

TR6
TT6

シナリオ・解析ケースの
概要

基本
地下水

基本
土地利用

変動
地下水
（地下水流動増大）

変動
地下水(収着無視)

変動
地下水(海水の影響)

変動
土地利用

PC1
PR1
PT1

PC2
PR2
PT2

PC3
PR3
PT3

PC4
PR4
PT4

PC5
PR5
PT5

シナリオ・解析ケースの
概要

基本
地下水

基本
土地利用

変動
地下水
(人バリ地下水流量増
大)

変動
地下水
（地下水流量増大(人バリ・天バリ)）変動
地下水(収着無視)

燃料デブリ(F)
解析ケース 水処理2次廃棄物(C)記号
瓦礫(R)
伐採木(T)

SF1
SC1
SR1
ST1

SF2
SC2
SR2
ST2

SF3
SC3
SR3
ST3

SF4
SC4
SR4
ST4

シナリオ・解析ケースの
概要

基本
地下水

基本
土地利用

変動
地下水
(浸透水量増大と移行
経路長短縮)

変動
地下水(海水の影響)変動
地下水(分配係数の最大
値)

HF1

HF2

HF3

HF4

HF5

解析ケース
記号

水処理2次廃棄物(C)
瓦礫(R)
伐採木(T)

ピット処分(P)
PC6
PR6
PT6

余裕深度処分(S)
SF5
SC5
SR5
ST5

PC7
PR7
PT7

PC8
PR8
PT8

PC9
PR9
PT9

PC10
PR10
PT10

PC11
PR11
PT11

変動
地下水
(海水の影響)変動
地下水(分配係数の最大
値)

変動ガス

変動
土地利用

変動
土地利用
（分配係数の最大
値）

人為

SF6
SC6
SR6
ST6

SF7
SC7
SR7
ST7

SF8
SC8
SR8
ST8

SF9
SC9
SR9
ST9

変動ガス

変動
土地利用

変動
人為(コア観察）
土地利用(分配係数の最大値)

高レベル地層処分(H)
解析ケース
記号

燃料デブリ(F)

シナリオ・解析ケースの
概要

基本
地下水

変動
地下水
(掘削影響領域の流量10倍)解析ケース
水処理2次廃棄物(C)
記号

UC1

UC2

HF6

HF7

変動
変動
変動
地下水
地下水
変動
変動
地下水
(支保工による間隙水 (亀裂の透水量係数
地下水
地下水（マトリクス拡散深(分配係数1/100) （動水勾配10倍）の変化：低アルカリ性 分布1ケタ増加側にさの1/3）
コンクリート影響)
シフト)

HF8

HF9

HF10

HF11

変動
地下水
(隆起・侵食)変動
地下水（海水の影響）

変動
土地利用

人為(コア
観察）

TRU地層処分(U)

シナリオ・解析ケースの
概要

UC3

変動
変動
地下水
基本
地下水
(高pHによる母岩変質影響：
地下水(天然有機物影響：母マトリクス拡散寄与面積
岩Kd最小値)
1/10)

UC4

UC5

UC6

UC7

UC8

変動
地下水
（気候海水準：EDZ
流量10倍）

変動
地下水（海水の影響）

変動
ガス

変動
土地利用

人為(コア観察）H26年度 被ばく評価解析と基準線量相当濃度の算出を実施したケース
H26年度 被ばく線量解析のみを実施したケース

60

④濃度の成立条件(C)と廃棄物中の核種濃度（D)との比較
 C>D（1＞D/C）の場合

トレンチ処分（瓦礫）：Cs-137

基準線量を超える影響を与えない。
（安全裕度有）1.0E+13
1.0E+12

基準線量以上の影響を与える。
（安全裕度無）1.0E+11例）右図の場合，与えられたCs-137の廃棄体中の濃度（D) が濃度の成立条
件（C)よりも高い（D>C)解析ケースが存在する。このことから，瓦礫をトレン
チ処分の場合，基準線量以上の影響を与える可能性を示唆。

核種濃度[Bq/t]

 D>C （D/C＞1）の場合＊成立条件パラメータと線量が線形の関係にある場合
は，D/Cの値が，直接，安全性に対する倍率を表す。

 個々の廃棄物ごとに想定した処分概念ごとに，主要核種に対する濃度の成立条件を算出し，廃棄物の詳細な分類を実施
 成立条件は，解析ケースに依存。そのため，シナリオ，解析ケースの選定
が重要

廃棄物中の核種濃度（最大値）（Dmax)
廃棄物中の核種濃度（レファレンス）（D)

1.0E+101.0E+09
1.0E+08

廃棄物中の核種濃度（最小値）（Dmin)（CTR1)

1.0E+07（CTR4)（CTR4)（CTR2)

1.0E+06
1.0E+05（CTR6)（CTR6)

1.0E+04
TR1

TR2

TR-

TR4

TR6

TR4

TR6

濃度の成立条件(C)と廃棄物中の核種濃度（D)の比較
TR1：基本地下水移行ケース（レファレンスケース）
TR2：基本土地利用ケース(10μSv/y)
TR4：変動地下水ケース(収着無視：10μSv/y と300μSv/y を考慮）
TR6：変動土地利用ケース(廃棄体層と覆土の混合割合を変更：10μSv/y
300μSv/y を考慮）

と

61

まとめ
福島第一原子力発電所の廃止措置（廃棄物対策）の課題
廃棄物の長期安全性（処分後の安全性）を考慮した実現可能な合理的な廃棄物の保管・処理・処分方法の構築
 廃棄物の性状に関する情報が必ずしも十分でない状況においては，既存の技術を用いた処理・処分の検討によって得られた情報をフィードバックするなどして，性状把握の効果的な進展を図る。
 これらの検討を繰り返し実施することで，適切な廃棄物の保管・処理・処分方法を絞り込んでいく。
廃棄物特性の詳細把握
 分析精度・効率の向上，インベントリ推定技術の開発
 インベントリデータセットの信頼性の向上
 影響因子の把握適用可能な合理的な保管・処理技術の開発
 これまで対象としたことのない種類の廃棄物を処理するための技術開発
適用可能な安全かつ現実的な処分方法の設定
 複数の処分概念を横並びにして，適用可能な処分概念を選定するための整合的な評価手法の整備
 これまで対象としたことのない種類，量の廃棄物を処分するための検討

62