国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 青森研究開発センター ホームページより作成
https://www.jaea.go.jp/04/aomori/index.html
概要・主要経緯・日本の技術による原子力船の建造及び運航・技術的成果・成果の活用・写真でたどる「むつ」⻘森研究開発センターの歩み
1956 年 6 ⽉ ⽇本原⼦⼒研究所発⾜1985 年 3 ⽉ ⽇本原⼦⼒船研究開発事業団統合（むつ事業所）
1995 年 6 ⽉

原⼦⼒船「むつ」原⼦炉室⼀括撤去
海洋科学技術センターへ船体引渡し

2005 年 10 ⽉独⽴⾏政法⼈ ⽇本原⼦⼒研究開発機構発⾜ （核燃料サイクル開発機構と統合）
2006 年 4 ⽉

⻘森県六ヶ所村に⻘森事務所開設
国際熱核融合実験炉（ITER）関連施設の⽤地選定準備作業に着⼿

2007 年 4 ⽉ ⻘森研究開発センター発⾜（むつ事業所を統合）
⽂部科学省により「核融合の将来への幅広いアプローチ協定」※に基づく実施機関とし2007 年 6 ⽉て指定
※正式名称︓ 核融合エネルギーの研究分野における広範な取組を通じた活動の共同による実施に関する⽇本国政府と欧州原⼦⼒共同体との間の協定

2007 年 7 ⽉ ⻘森研究開発センター及び国際核融合エネルギー研究センター開所式（事務所移転）
2009 年 4 ⽉ 国際核融合エネルギー研究センター 管理研究棟完成記念式典（事務所移転）
2010 年 3 ⽉ 国際核融合エネルギー研究センター施設竣⼯
2010 年 4 ⽉ 国際核融合エネルギー研究センター施設完成式典
2012 年 2 ⽉ 原型炉 R&D 棟管理区域設定
2012 年 4 ⽉ スーパーコンピューター本格運⽤開始
原⼦⼒機構改⾰により核融合研究開発部⾨の「六ヶ所核融合研究所」が「量⼦科学技術2016 年 4 ⽉ 研究開発機構」へ移管
⻘森研究開発センターの主たる事業所をむつ地区に移管

原⼦⼒船 ｢むつ｣原⼦⼒船｢むつ｣は、昭和 44 年 6 ⽉に進⽔し、以後、⻘森県むつ市の⼤湊港を定係港とし、昭和 49 年
8 ⽉ 28 ⽇、本州東⽅海上において原⼦炉の初臨界を達成しました。しかしながら、その後に⽣じた放射線漏れのため、その実験 • 運航スケジュールは⼤幅に遅れることとなりました。昭和 55 年からは佐世保において放射線遮蔽改修⼯事及び安全性総点検補修⼯事を実施し、昭和 63 年にむつ市の関根浜港に移り、ここを新定係港として活動を再開しました。
再び原⼦炉を運転する前の種々の念⼊りな点検 • 整備を経て、平成 2 年には出⼒上昇試験及び海上試運転を実施し、科学技術庁から使⽤前検査証、運輸省から船舶検査証書が交付され、原⼦⼒船として完成し、平成 3 年 2 ⽉に実験航海を開始しました。
実験航海には、原⼦⼒船の海洋の種々の条件の下で振動 • 動揺 • 負荷変動等が原⼦炉に与える影響等に関する知⾒を得るために、静穏海域、通常海域、⾼温海域及び荒海域において、4 回にわたる洋上実験航海と岸壁係留状態での実験から構成されましたが、平成 3 年 2 ⽉ 25 ⽇の第 1 回実験航海出港から平成 4 年 1 ⽉ 26 ⽇に岸壁での実験終了までの期間で所要の実験を実施し、多くのデータを取得しました。
原⼦⼒船「むつ」がこの実験航海に⾄ることができたのは、科学技術庁、運輸省等のご指導のほか、⻘森県、むつ市、⻘森県漁業協同組合連合会ほか関係者の⽅々のご理解があってこそであります。ここに深い感謝を捧げます。

概要
原⼦⼒船 ｢むつ｣ 主要⽬
事

項

要⽬

⽤途

原⼦動⼒実験船

航⾏区域

遠洋区域

全⻑

130.46 メートル

幅19.00 メートル

深さ

13.20 メートル

満載喫⽔6.90 メートル

総トン数

8‚242 トン船体構造

耐座礁 • 耐衝突 • 耐浸⽔

原⼦炉 型式 • 数

加圧軽⽔冷却型1基

熱出⼒

約 36‚000 キロワット

燃料

酸化ウラン(低濃縮)主機関 型式 • 数

蒸気タービン出⼒

10‚000 ⾺⼒

1基

最⼤速⼒

17.7 ノット

原⼦動⼒航続距離145‚000 海⾥(計画)設備

衝突予防装置、海事衛星航法装置

原⼦⼒船 ｢むつ｣ 概念図

主要経緯
原⼦⼒船 ｢むつ｣ 主要経緯
昭和 38 年 8 ⽉ ⽇本原⼦⼒船開発事業団設⽴
船体部起⼯
昭和 43 年 11 ⽉
<⽯川島播磨重⼯業（株）東京第 2 ⼯場>
昭和 44 年 6 ⽉ ｢むつ｣進⽔昭和 45 年 7 ⽉ 船体部完成‚ 直ちに⼤湊定係港に回航（7 ⽉ 19 ⽇⼊港）
昭和 47 年 9 ⽉ 核燃料装荷（9 ⽉ 6 ⽇まで）
昭和 49 年 8 ⽉ 出⼒上昇試験のため⼤湊港を出港
昭和 49 年 8 ⽉ 初臨界達成（8 ⽉ 28 ⽇）
昭和 53 年 10 ⽉修理のため、｢むつ｣を佐世保港に回航（10 ⽉ 16 ⽇⼊港）
昭和 55 年 8 ⽉ 佐世保で遮へい改修⼯事実施（昭和 57 年 6 ⽉ 30 ⽇まで）
昭和 55 年 11 ⽉⽇本原⼦⼒船研究開発事業団と改称
昭和 57 年 8 ⽉ ｢むつ｣⼤湊港に回航（9 ⽉ 6 ⽇⼊港）
昭和 59 年 2 ⽉ 関根浜新定係港着⼯
昭和 60 年 3 ⽉ ⽇本原⼦⼒船研究開発事業団を⽇本原⼦⼒研究所に統合
昭和 60 年 3 ⽉内閣総理⼤⾂及び運輸⼤⾂、｢⽇本原⼦⼒研究所の原⼦⼒船の開発のために必要な研究に関する基本計画｣を策定

昭和 63 年 1 ⽉ 関根浜港、港開き
昭和 63 年 1 ⽉ ｢むつ｣、関根浜港に回航（1 ⽉ 27 ⽇⼊港）
昭和 63 年 8 ⽉ 原⼦炉容器蓋解放点検実施（平成元年 10 ⽉ 30 ⽇まで）
平成元年 6 ⽉ 船体点検作業実施（7 ⽉ 22 ⽇まで）
平成 2 年 7 ⽉ 第 1 次洋上出⼒上昇試験実施のため関根浜港を出港（7 ⽉ 30 ⽇帰港）
平成 2 年 7 ⽉ ｢むつ｣、我が国の原⼦動⼒航⾏を開始
平成 2 年 10 ⽉ 原⼦炉出⼒ 100％到達
平成 3 年 2 ⽉ 使⽤前検査合格証及び船舶検査証書受領
平成 3 年 2 ⽉ 第 1 次実験航海のため関根浜港を出港（3 ⽉ 11 ⽇帰港）
平成 4 年 2 ⽉ 実験航海終了
平成 4 年 3 ⽉ 解役計画の了承
平成 4 年 9 ⽉ 解役⼯事に着⼿
平成 5 年 5 ⽉ 使⽤済燃料取り出し（〜7 ⽉）
平成 7 年 6 ⽉

原⼦炉室⼀括撤去完了
海洋科学技術センターへ船体引き渡し

平成 8 年 7 ⽉ 原⼦炉室「むつ科学技術館」に展⽰・保管

⽇本の技術による原⼦⼒船の建造及び運航
原⼦⼒船「むつ」は、平成 2 年 7 ⽉の原⼦動⼒航⾏以後、平成 3 年 12 ⽉の第 4 次実験航海終了までの安全かつ安定な原⼦⼒による航海を実施しました。
これらの航海の主な成果は、次のとおりです。
原⼦⼒船「むつ」は、ほぼ 100％に近い国産技術で建造され、性能の良い原⼦⼒船として運航されました。

原⼦⼒船「むつ」は、地球 2 周以上の約 82‚000 キロメートルの距離を僅かウラン 235 約 4.2キログラムで航⾏し、原⼦⼒船が船舶の推進⽤エネルギー源としても適していることを実証しました。

原⼦⼒船「むつ」の原⼦炉プラントは、種々の運航及び海洋条件においても、船舶の推進機関として優秀であることを実証しました。



波浪、⾵等の⾃然外⼒による船体の動揺、傾斜等が原⼦炉プラントへ与える影響等の陸上では得ることのできない貴重なデータを⼗分に取得することができました。これらのデータは、今度の舶⽤炉の研究開発に⼤きな役割を果たします。

原⼦⼒船「むつ」は、この実験航海において、原⼦動⼒による出⼊港を繰返し実施し、原⼦⼒船が離岸から接岸まで安全に運航できることを実証しました。また、出港から⼊港まで全運航期間を通じ、放射性廃液を船から直接海中に放出することなく、安全に運航できることを実証しました。

これまでの原⼦⼒船「むつ」の原⼦炉の運転・運航状況と実験航海での測定実験概要を表に⽰します。
原⼦⼒船「むつ」の航海距離は約 88‚000 キロメートルで、そのうち約 82‚000 キロメートルを原⼦動⼒で航⾏しました。原⼦炉運転時間は、3‚532 時間で、積算熱出⼒は 8‚109 万 kWh です。また、実験航海での測定実験項⽬は、おおよそ 140 となっています。

技術的成果
原⼦⼒船「むつ」の個々の分野での技術的成果をまとめると、次のようになります。 これらの成果は、設計段階での原⼦⼒及び⼀般の⼯業技術の集約、各種の開発・検証試験が基礎となっているものです。
負荷の変動への対応 －⼤きな負荷変動に対して安全・安定した追従－
原⼦⼒船の原⼦炉プラントは、あまり出⼒を変えないで運転する原⼦⼒発電所とは異なり、⼤きな負荷変動に対し、原⼦炉出⼒を短時間に、安全に、また安定して追従させなければなりません。
発電機などの船内負荷や、波浪などの海象条件の変動による⽐較的⼩さな原⼦炉全出⼒の約 6％程度までの負荷変動にたいしては、原⼦⼒船「むつ」の原⼦炉は、制御棒が動くまでもなく、原⼦炉プラントが持っている⾃⼰制御性によって原⼦炉出⼒が良好に追従するということが確認されました。
さらに、100％出⼒の航⾛状態から主機タービンを停⽌させる「主機トリップ試験」や前進全速で航⾛中に主機タービンを停⽌し、その後、後進全速にする「前後進切換試験」という舶⽤炉特有の極めて⼤きい負荷変動の運転状態においても、原⼦⼒船「むつ」の原⼦炉プラントは、プラントそのものが持っている⾃⼰制御性と⾃動制御される制御棒等の動きにより、安全に、かつ安定して機能し、設計が適切であったことが確認され、舶⽤推進機関として優れていることを⽴証しました。
「前後進切換試験」における試験結果と後述の原⼦⼒船エンジニアリング・シミュレーション・システムでの計算結果との⽐較を第 1 図に⽰します。
原⼦炉出⼒は出⼒制御系の作動により 90 秒前後で約 45％出⼒まで低下し、後進全出⼒として約 6 分後に約 63％に安定しています。

動揺・振動に対して －厳しい海洋条件でも安全・安定運転－
船は、海上において波、⾵等による動揺を受け、また、船体の傾斜も⽣じ、プロペラの回転が原因となる振動も避けることはできません。従って、船に設置される原⼦炉プラントは、船体運動等によって⽣じる加速度、動揺、振動に対して安全に、また、正常に機能するよう設計、製作されています。
原⼦⼒船「むつ」は、北はカムチャッカ半島南東海域、東はハワイ諸島沖、南は⾚道を越えてフィジー諸島沖までの海域を航⾛し、波の⾼さが 10 メートルを超える条件を含め種々の海洋条件での運航を経験しました。これらの航⾏で、原⼦⼒船「むつ」の原⼦炉プラントは、安全に、また、安定して運転することができました。

原⼦炉の特性 －予測計算値とも良く整合
原⼦炉の出⼒が低い領域での諸試験において、種々の原⼦炉物理の実測値は安全な値であるほか、予測計算値と実測値と良い⼀致が得られ、予測計算に⽤いた計算プログラムの実証ができました。原⼦⼒船「むつ」の原⼦炉は、炉⼼のなかの制御棒の動きで負荷変動等に伴う出⼒を調整するので、制御棒特性を予測し把握する三次元計算プログラムが必要です。旧⽇本原⼦⼒船開発事業団当時より開発が進められた計算プログラムの予測値と実際の測定値との⼀致が得られたということは、今後の改良舶⽤炉の開発の設計に⾃信をもって予測計算ができるようになりました。
原⼦炉の出⼒を調整する制御棒の効果は、極めて重要なものですが、「制御棒等価反応度測定試験」
において、測定された値と予測計算された値を例として第 2 図に⽰します。図中の●は昭和 49 年に測定したものであり、●は平成 2 年に測定した値であり、曲線が予測計算値です。測定値と計算値が良く⼀致していることが判ります。

放射線の遮蔽 －⾃然環境の放射線と同じ－
昭和 49 年の放射線漏れと放射線遮蔽改修⼯事の経緯もあり、原⼦⼒船「むつ」の出⼒上昇試験、海上試運転及び実験航海期間中は、ガンマ線のみならず中性⼦線も注意深く測定しました。いずれの線量当量率も⼆次遮蔽体の外側では、⾃然界にある環境放射線と同程度であることが確認されております。
また、原⼦⼒船「むつ」の原⼦炉から⼀番近い船内居住区域までの距離は、約 17 メートル程度ですが、居住している船室での放射線量も⾃然環境での放射線量と変わりありませんでした。
なお、昭和 49 年の原⼦⼒船「むつ」の放射線漏れを契機として、放射線の遮蔽研究も進展し、放射線遮蔽性能を予測計算する計算プログラムは、電⼦計算機の発達とあいまって進歩し、その後の⽇本の動⼒炉・研究炉の遮蔽設計にも利⽤されています。
放射能の閉じ込め－放射能漏れは無し－

放射線の遮蔽と同様に、核分裂⽣成物の閉じ込めは原⼦炉にとっては⼤切は問題です。出⼒上昇試験、海上試運転及び実験航海を通して、原⼦⼒船「むつ」の原⼦炉の⼀次冷却⽔中での核分裂⽣成物の測定結果により、放射能閉じ込めの第⼀の障壁としての燃料被覆管の健全性が実証されました。また、⼆次冷却⽔中の放射能濃度の測定結果からも、蒸気発⽣器の伝熱細管が健全であったことが確認されています。

船の推進性能 －最⼤速⼒約 18 ノット－船の推進性能を判断するために「速⼒試験」及び⼀定時間連続航⾛する「続航試験」が実施され、それぞれ良好な結果が得られているほか、その後の種々の実験航海においても、また、関根浜港の出⼊港においても原⼦⼒船「むつ」の推進性能は良好なものであることが確認されています。
なお、「速⼒試験」においては、主機出⼒ 10‚000 ⾺⼒において速⼒ 17.68 ノットが測定されましたが、海洋条件が異なると 18 ノットを超える速⼒も記録されています。
船の操縦性能 ⼀回転約 370 メートル、出⼊港でも問題無し－
船の操縦性能は、旋回性能、進路安定性等で表されます。原⼦⼒船「むつ」は、原⼦⼒船として衝突、座礁等の事故を防⽌し、安全運航の確保と良好な操縦性能を得るために、⼀般船舶より舵の⾯積を⼤きくし旋回性能の向上が図られているほか、12 ノット以下の速⼒では最⼤舵⾓を 45 度まで取れるように設計されています。（通常船舶の最⼤舵⾓は 35 度です。）
原⼦⼒船「むつ」の操縦性能は、出⼒上昇試験、海上試運転及び実験航海の静かな海から時化の海の状態においても、設計どおりで、良好なことが確認されています。
なお、原⼦⼒船「むつ」は 9‚000 ⾺⼒の常⽤出⼒で 35 度の舵を取ると、約 370 メートルの直径で 1回転します。
また、関根浜港の原⼦動⼒での出⼊港も 6 回経験しています。

旋回時の「むつ」乗組員の養成 －乗組員は延べ約 400 名－原⼦⼒船の研究開発にあたり重要な項⽬として挙げられるのが、原⼦⼒船を運航し、原⼦炉を運転する原⼦⼒乗組員の養成・訓練です。
原⼦⼒船「むつ」には、昭和 45 年から平成 3 年末の洋上実験航海終了まで、延べ約 400 名の船員が乗組員として乗船しました。乗組員としては、運輸省、⺠間海運会社等の船員から構成されております。これらの船員は、原⼦⼒船の乗組員としてその重責を果たせるように、種々の研修・訓練を受け、最終的には原⼦⼒船「むつ」の実験航海の成功に結びつきました。将来の原⼦⼒船時代に、これらの船員が様々な海運分野で先導的役割を果たすことが期待されます。
なお、乗組員の養成・訓練の⼿段として、原⼦炉の通常運転状態を模擬するほか、事故状態をも模擬できる原⼦炉シミュレータが⼤湊地区に昭和 46 年に設置され、多くの運転員等の訓練に⽤いられました。
作業の分析 －次の原⼦⼒船への道－
次の原⼦⼒船開発に関連して、機器及びそれに関係する運転・操作員の配置は、重要な検討事項となります。このため、原⼦⼒船「むつ」の実験航海中に、専⾨家により原⼦炉及び関連機器を運転・操作する機関部乗組員の作業量等の実態が調査されました。
この結果は、分析され、次の原⼦⼒船の設計等に反映されます。

成果の活⽤原⼦⼒船「むつ」の経験
原⼦⼒船「むつ」は、ほとんど⽇本独⾃の技術、確証試験等に基づいて設計・建造・運航されました。
この貴重な経験は、次のような知⾒・技術として将来の原⼦⼒船の建造等に⽣かされます。
 原⼦⼒船特有の船体設計技術（衝突、座礁等から原⼦炉を保護する船体構造等）
 原⼦⼒船建造技術（建造⽅式合理化、⼯程計画、品質管理計画、⼯数予測等）
 原⼦⼒船運航技術（運航基準の確⽴、運航体制の合理化等）
 舶⽤炉設計技術（設計思想・基準の確⽴、設計⼿順の合理化等）
 舶⽤炉建造技術（建造⽅式合理化、⼯程計画、品質管理計画、⼯数予測等）
 舶⽤炉運転技術（運転基準の確⽴、運航体制の合理化等）
データ
原⼦⼒船「むつ」の開発を通して得られた知⾒は、様々なデータとして記録されています。開発計画、設計、建造等については、計画書、試験報告書、計算書、検討書、設計図等の⽂書あるいは図⾯として記録が残されています。
また、出⼒上昇試験、海上試験運転及び実験航海における諸試験・運転時の原⼦炉及び船の特性に係わる測定データは、ディジタル値として磁気テープに記録されています。
磁気テープに測定された項⽬は約 50、データ個数として約 200 億個（約 40 ギガ・バイト）に達します。これらの膨⼤なデータは、今度の原⼦⼒船及び舶⽤炉の研究開発に有効かつ効率的に活⽤するために、データを取り出しやすく、⻑期保存が可能な光磁気ディスク等の媒体に移し替える等の整理を施し、データベースとして保存します。
原⼦⼒船エンジニアリング・シミュレーション・システム
船は、激しい波の中を航⾏したり、航⾏の安全のために急激に前進から後進へ切り換えたり、舵を取る等により⼤きな動揺加速度を受けるとともに、急激な負荷変動を⽣じます。このような環境・操船条件の下での原⼦炉の挙動を設計段階で正確に把握できれば、舶⽤炉の開発を効率的に展開することが可能となります。
⽇本原⼦⼒研究開発機構（旧⽇本原⼦⼒研究所）では、次世代の舶⽤炉の研究開発を⾏う重要な道具の⼀つとして、原⼦⼒船エンジニアリング・シミュレーション・システムの開発整備を⾏いました。
このシステムは、電⼦計算機・タッチパネル付ブラウン管・ダイナミックキーボード等から構成され、相互に関連しあう波・⾵等の環境の外⼒、船体の運動、プロペラの負荷変動、主機タービン系の挙動及び原⼦炉プラントの挙動全体を、実際の現象の進⾏速度と同じ程度の速度で計算します。原⼦⼒船「むつ」の実験航海等で得た貴重な測定データを⽤いて、システムの調整・検証を実施しています。
また、原⼦⼒船エンジニアリング・シミュレーション・システムでは、原⼦⼒船「むつ」では遭遇しなかった事故事象や、極めて悪い海洋環境下での挙動解析や事故事象についての解析も可能です。

おわりに
原⼦⼒船「むつ」は、これまで世界の海を航⾏した 11 隻の原⼦⼒商船のうちの 1 隻としてその運航を終了しました。世界では、まだ数隻の原⼦⼒商船が原⼦⼒の特⻑を⽣かして運航されています。
限りある化⽯燃料からいずれは脱却を求められる海上輸送のエネルギー源として、また、現存エネルギー源と⽐較すれば無限ともいえるほど⻑時間使⽤できるエネルギー源として、海洋における原⼦⼒利⽤は⽋かすことができないものと考えます。
⽇本原⼦⼒研究開発機構（旧⽇本原⼦⼒研究所）は、これまでともに携わってきた学界及び産業界の⽅々と協⼒し、原⼦⼒船「むつ」の経験より得た知⾒を将来の原⼦⼒利⽤に⽣かしてまいります。

写真でたどる「むつ」⽇本原⼦⼒船開発事業団の発⾜（昭和 38 年 8 ⽉ 17 ⽇）

原⼦⼒船｢むつ｣の起⼯から燃料装荷まで（昭和 43 年 11 ⽉〜47 年 9 ⽉）

｢むつ｣初臨界を達成（昭和 49 年 8 ⽉ 28 ⽇午前 11 時 34 分）

｢むつ｣遮蔽改修⼯事及び安全性総点検補修⼯事（昭和 54 年〜57 年）

⽇本原⼦⼒研究所への統合（昭和 60 年 3 ⽉ 31 ⽇）「むつ」、⼤湊定係港から関根浜定係港へ（昭和 63 年 1 ⽉ 26 ⽇〜27 ⽇）

出⼒上昇試験・海上試験運転に備えて点検を開始（平成元年〜2 年）

出⼒上昇試験・海上試運転の実施（平成 2 年〜3 年）

「むつ」に合格証（平成 3 年 2 ⽉ 14 ⽇）いよいよ実験航海へ ―第 1 次実験航海〜第 4 次実験航海、所期の成果を達成して終了― （平成 3 年2 ⽉〜4 年 2 ⽉）

「むつ」の解役（平成 5 年 5 ⽉〜6 年 6 ⽉）