INSS JOURNAL Vol . 24 2017 NT 8140

米国原子力発電所の運転ライセンス更新に関する分析
Analysis of License Renewal at U.S. Nuclear Power Plants
永山統啓（Munehiro Nagayama）＊1

要約
米国原子力規制委員会（Nuclear Regulatory Committee：以下，NRC）が定める運転ライセンス更新（License Renewal：以下，LR）の手続きにより，米国原子力発電所は初期の運転ライセンス期間である 40 年を超える運転が可能である．既に数多くの発電所に更新運転ライセンス（Renewed Operating License：以下，ROL）が発行され，20 年の運転延長に入っている発電所は 40 基を超えている．また，米国の原子力エネルギー法には，我が国の「核原料物質，核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律」（原子炉等規制法）に定める様に LR は「１回限り」との取り決めはなく，２回目の運転ライセンス更新（Subsequent License Renewal：以下，SLR）についても，政府機関・産業界・学協会の協力のもとで着実に検討され，概ねルールの枠組みが出来上がり，2018 年には代表発電所の申請が予定されている．SLR 時の総運転期間は 80 年となる．
原子力発電所の LR（SLR）は，「電力の安定供給」，「温暖化ガスによる環境問題」，「雇用・技術の維持」に相当の効果が期待され，その恩恵は市民に還元される．一方，長期に亘り発電所を安全に運転するためには，経年変化に対処する方策を予め確立し，設備機能を健全に維持し続けることが重要である．米国の事業者は，必要な経年変化管理プログラムを策定して適切な設備保全に努めている．適切な設備保全により，運転期間 40 年を超過したプラントの設備稼働率は，著しい低下は認められず，90% 弱に維持されている．
米国原子力発電所のこの良好な運転実績とエネルギーセキュリティの観点から，我が国の運転期間延長について考える．
キーワード

プラント寿命，運転ライセンス，経年変化，設備保全，LR（SLR）

Abstract
The U.S. NRC had implemented the rules for LR（License Renewal）
of NPPs（NuclearPower Plants）
and the LR rules allow plus 20-year operation of NPPs adding to initial 40-year
term for reactor license. The U.S. NRC has already issued ROL（Renewed Operating License）
for over forty NPPs.
The Atomic Energy Act do not limit the number of LR, so the ﬂeet of U.S. Nuclear, including
agency, industry and academy, is continuing eﬀorts to develop rules for SLR（Subsequent LicenseRenewal）. The framework of SLR rules has been developed and there is a plan of implementationof SLR for a pilot plant on FY 2018. The total operating term of a SLR plant is 80-year.
The LR/SLR of NPPs is eﬀective for stable power supply, greenhouse gas suppression,
maintenance of technology, and securing employment. These proﬁts will return to society.
It is important to maintain required function of SSCs
（Structure, System, and Components）
for period of long term operation of NPPs. The U.S. ﬂeet has established integrated ageing
management strategy and each NPPs is developing their maintenance plans for long term
operation. These adequate maintenance plans may enable to achieve good capacity factor of LR
applied NPPs.
In this report, domestic LR position will be considered by referring the good performance of U.S.
NPPs which entered long term operation beyond 40-year and some conditions such as energy
security.
Keywords

Operating License, Ageing, Maintenance, LR（SLR）, Energy Security

1. はじめに間は，「原子力エネルギー法」および「米国原子力規制委員会（NRC）の規制」により 40 年に制限さ米国の商用原子力発電所の初期運転ライセンス期＊ 1 （株）原子力安全システム研究所

技術システム研究所

れているが，この 40 年の根拠は，技術的な限界で

INSS JOURNAL Vol . 24 2017 NT 8141

はなく，経済性（投資コストの回収期間を考慮したと云われている）および独占禁止を考慮して設定さ【法律】

れたものである．40 年を供用期間として設計され原子力エネルギー法
米国環境政策法ている設備であっても，適切な保全（点検，修理，他交換）を施すことで，要求される機能の維持が可能である．従って，設備の寿命は，「所定の機能維持【規則】と保全に必要な費用が両立する期間」と定義される．

10CFR54, 10CFR51,
10CFR50

米国の原子力発電所の多くは，LR 手続きを行い 20年の延長運転に入っている．

【指針】

米国は州により電気事業の形態が異なる．競争原
理を重視した自由化州においては，安価なシェールガスの台頭により，経済的理由から廃止措置を決断した原子力発電所が見受けられるものの，米国エネ
ルギー情報局のデータ（www.eia.doe.gov）によると，ここ数年の原子力発電による電力供給量は，総RG 1.188
NUREG-1800, NUREG-1801
IMC 2515,IMC 2516, IP 71002, IP 71003
NUREG類、LR-ISG類（出展：NRCホームページ【LICENSE RENEWAL】から作成）（https://www.nrc.gov/reactors/operating/licensing/renewal.html）

図１

LR に関する規制文書の体系

電力供給量のおよそ 20% 弱に維持されている．米国の原子力発電所の多くは，当初の運転ライセンス

2.1 LR に関する規制文書の体系期間である 40 年に達しているので，原子力発電による電力供給量の維持は，LR が大きく寄与してい（1）原子力エネルギー法（1954）るといえる．LR は，「電力の計画的安定供給」，「温原子力エネルギー法（1954）103 条 C 項に “ 商用暖化ガスによる環境問題」，「雇用・技術の維持」に目的の原子力発電所の運転ライセンス期間は 40 年相当の効果が期待される．その恩恵は市民に還元さを超えない期限付きで発給し，期間満了後には更新れる．更に，２回目の運転ライセンス更新（SLR）が可能 ” と規定されている．なお，運転ライセンスについても，政府機関・産業界・学協会の協力のもの更新回数に制限はない．とで着実に検討され，概ねルールの枠組みが出来上（2）エネルギーに関する連邦規則（10CFR）がり，2018 年には代表発電所の申請が予定されてa. 10CFR54“ 原子力発電所の運転ライセンス更新いる．
規制料金エリア（非自由化州またはゼロエミッに関する要求 ”

ションの付加価値を認める原子力発電所救済策を可

運転ライセンス更新の目的，定義，範囲，申請決した州）の発電所の多くが，SLR を選択すると思われる．SLR を適用した場合の原子力発電所の運転内容，発給要件等が規定されている．
b. 10CFR51“ 環境保護規制 ”

期間は 80 年となる．このように，米国では，原子米国環境政策法を受けて実施する NRC の規制

力発電所の長期運転に対する大きな枠組みが完成さ活動および事業者が作成する環境報告書（一れている．

般に LR 申請書に添付される）の範囲および記載事項が規定されている．

2.

NRC の LR 規制活動

c. 10CFR50“ 製造および使用施設のライセンス ”
原子力発電所の建設および運転に関するライLR に関する NRC の規制活動は，最上位の原子力センスの規制事項，技術基準を規定している．

エネルギー法 103 条を受けて策定されたエネルギー（3）規制ガイド（Regulatory Guide：以下，RG）に関する連邦規則の Part54（10CFR54）により規RG 1.188 にて LR 申請書の記載項目およびフォー制される．また，運転延長期間に適用する最新のラマットを提示，産業界のガイダンス NEI 95-10 をエイセンス根拠に対して 10CFR51 に基づく環境影響ンドースしている．

評価を要求している．具体的な規制活動は，規制ガ（4）標準審査計画書イド，標準審査計画書などの各種指針類を策定して（Standard Review Plan for Review of

運用している．LR に関する規制文書の体系を図１

License Renewal Applications for Nuclearに示し，その概要を説明する．

Power Plans（NUREG-1800）：以下，SRP-LR）INSS JOURNAL Vol . 24 2017 NT 8142

具体的な申請書の内容および審査基準を規定に お け る 標 準 審 査 計 画 書 ”，NUREG-1568“LR のし て い る． 申 請 書 の 記 載 内 容， 対 象 範 囲・ ス ク

実 証 プ ロ グ ラ ム：NRC の 観 察 事 項 お よ び 教 訓 ”，

リーニング方法，経年変化管理レビュー（Ageing

NUREG-1611“LR のための原子力発電設備の経年変Management Review： 以 下，AMR） の 方 法， 長化管理 ”，NUREG-1739“ 改善した LR ガイダンスに期間使用時の機器の健全性を確認するための時間限対するパブリックコメントの分析 ”，NUREG-1144

定経年変化解析や特別点検（one time inspection）“NPAR 計画と成果 ” などがある．の方法を規定している．３章の AMR では，経年変化に関する知見の報告書（Generic Ageing Lessons

2.2 LR 審査のフローLearned Report（NUREG-1801）： 以 下，GALL）
を引用しながら，SCC，疲労，腐食等の各種劣化メ

図２に LR 審査のフロー図を示す．10CFR54 に基カニズムに対して適切な経年変化管理プログラムがづく技術的な安全レビューおよび 10CFR51 に基づ策定されていることを LR 申請書で確認することにく環境レビューが実施される．

なっている．
（5）GALL
SRP-LR に示された AMR 等評価用の技術根拠を

各レビューには，公衆の参加が可能な審査ステップを設けている．NRC（本委員会）は，安全レビューと環境レビューの結果を確認して運転ライセンス更提供している．様々な設備に考えられる経年変化メ新を認めるか判断する．

カニズム，考慮すべき発生部位，経年変化管理方法（1）安全レビュー等の技術的情報が取り纏められている．
（6）検査マニュアル

NRC スタッフは，事業者が作成した LR 申請書に基づきサイトの検査と安全評価を実施しその結果（Inspection Manual Chapter： 以 下，IMC；を検査報告書および課題付の安全評価書に取り纏Inspection Procedure：以下，IP）

めて原子炉安全諮問員会（Advisory Committee on

NRC の規制要求に適合しているか検査する際にReactor Safeguard：以下，ACRS）に各報告書のNRC スタッフが参照するガイダンスである．IMC

レビューを求める．ACRS のレビュー完了後にその2515“ 運 転 段 階 の 軽 水 炉 検 査 マ ニ ュ ア ル ”，IMC

結果を反映して改正した安全評価報告書を発行し，2516“LR 検査プログラムの方針とガイダンス ”，IP再度 ACRS のレビューを受ける．ACRS は，NRC71002“LR 検査 ”，IP 71003“LR 承認後のサイト検査 ”

スタッフが作成した安全評価書に対して NRC（本がある．

委員会）宛てにレターを発行する．

（7）ライセンス更新用の暫定スタッフガイダンス（2）環境レビュー（License Renewal Interim Stuff guidance：
以下，LR-ISG ）NRC スタッフは，事業者が作成した環境報告書を参考にサイト環境の監査を行い，一般環境影響声事業者が提出した LR 申請書に対する NRC スタッ

明書（GEIS）補足ドラフトを発行し公開会議でのフのレビューに関する実務は，GALL を参照しつつ議論を反映し GEIS 最終版を発行し，NRC（本委員SRP-LR に従い実施されるが，レビューの過程で経会）に報告する．

験した課題や気付き事項，また，学協会等が発行する最新知見に対処するため策定した暫定的なガイダンスである．
これは最終的に既存の規制文書に反映される仕組みとなっている．
（8）NUREG（NPAR）類
ラ イ セ ン ス 根 拠 の 説 明， 原 子 力 発 電 所 の 経 年
変 化 研 究（NPAR） 成 果 な ど の 技 術 レ ポ ー ト をNUREG シ リ ー ズ 等 に 整 理 し て い る． 一 例 と して，NUREG-1412“ 認可根拠の基礎 ”，NUREG-1437“ 原 子 力 発 電 所 の LR に 関 す る 一 般 環 境 影 響 声明 ”，NUREG-1555“ 原子力発電所の環境レビュー（出展：NUREG-1350,Vol.28,p.34）

図２

LR 審査のフロー

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3.

143のではなくなり，より効果的・効率的な審査が指向

LR 時に考慮すべき経年変化事象されている．また，審査が長引き運転ライセンス満原子力発電所の経年変化事象は，これまでの 40年を超える運転経験および研究調査活動により明了までに審査が完了しない場合には，継続運転が認められている．

らかにされ，この成果は GALL に取り纏められている．更に，80 年運転に向けた課題を調べるために，EMDA 手法＊2

4.3 米国原子力発電所の設備稼働率の比較を用いて経年変化事象をランク

付 け し， こ の 結 果 を NUREG/CR-1753“Expanded

最近の米国原子力発電所の設備稼働率は，最適なMaterials Degradation Assessment（EMDA）”

保全計画，発電所管理の向上，出力増強の成果によ（Vol.1-Vol.5）に整理している．対象設備は，①炉り，非常に良好で，90% 弱を維持している．図３に内構造物および配管系，②原子炉容器鋼材，③コン

示す通り，運転期間が 40 年以上の発電所の設備稼

クリート構造物，④電力および計測制御ケーブルで働率（青線）は，40 年未満の発電所のそれに比しある．80 年運転に向けて，更に長期的視点からのて数ポイント低い傾向はあるが大きな違いは認めらデータ拡充（例えば，高照射領域の材料データ拡充）れない．この数ポイントの違いは，長期運転を保証が推奨されるものの解決困難な経年変化事象は確認するための経年変化管理プログラムのうち，停止点されていない．

検時のクリティカル工程に影響する保全活動（点検，修理，交換）によるものと推測している．この高い

4. 米国原子力発電所の運転実績

設備稼働率の実績から，40 年を超える高経年プラ
ントに解決困難な技術的問題は生じていないと考え

4.1 運転年数毎のプラント数られる．

2016 年末時の運転中の米国原子力発電所は 100 基ある．運転年数毎のプラント数を表１に示す．運転年数 40 年以上発電所は，45 基ある．10 年後には，83 基と 80% 以上の発電所が初期の運転ライセンスを終えることになる．

90%
70%
50%
2011

表１

運転年数毎のプラント数（2016 年末）

運転年数（年）
プラント数（基）2012
40 年以上1‑1920‑29

30‑39

40 以上

11638

45201320142015

40 年未満（出展：NUREG-1350,Vol.28,APPENDIX “A” の（出展：NUREG-1350,Vol.28,p.33）

データシートより作成）

図３

設備稼働率の比較

4.2 NRC による ROL 発行状況
また，INSS の原子力海外情報プロジェクトで実2017 年６月現在，NRC が，ROL を発行したプラ施している海外原子力プラントのトラブル分析の結ントは 87 基（内，Fort Calhoun 発電所，Kewaunee

果からも，解決困難な経年変化事象は確認されてい発電所，Vermont Yankee 発電所 の３基は永久停ない．

止を決定），審査中が８基ある．また，申請を計画

運転時間が先行している米国原子力発電所の運転中のプラントは５基ある．2009 年に Dresden 発電

実績は，長期運転に必要な知見を与えるものである

所，Oyster Creek 発 電 所，R.E. Ginna 発 電 所 が 延から，これに学ぶことは重要である．

長運転に入って以降，これまでの数多くの審査経験が蓄積され，規則の整備により審査は特別難しいも＊1

EMDA 手法：Expanded Materials Degradation Assessment の略語．経年変化事象を識別してランク表により評価すため，「経年変化モードに対する感受性」および「最新の知見とのギャップ（満足度）」により各専門家が評価し，ランク付けする．この手法は，①最新知見の入手，②今後研究が必要な潜在的な知見ギャップの識別，③潜在的な新規劣化事象の識別と優先順位付，に役立っている．

144

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5. 我が国の LRる．また，米国と同様に想定される経年変化事象に対して必要な技術評価を行い，適切な保全が行われ5.1 原子力発電の位置付けることを原子力規制庁が定める審査要領に従い確認する．更に，我が国独特の規制要求として，原子炉健康的で豊かな生活を享受するためには，一定規

容器炉心領域母材の 100% 非破壊検査，コンクリー模のエネルギーが不可欠である．エネルギー源は，ト構造物の調査，など，重要設備の特別点検が課せ「化石燃料」，「原子力」，「再生可能エネルギー」にられている．

大別される．それぞれの長所および短所を踏まえた最適配分が理想とされる．このうち原子力発電は，

6. まとめ

資源小国である我が国のエネルギーセキュリティの観点から有利で，かつ，地球温暖化ガスを排出しないベースロード電源として期待される．
ウラン燃料は，政情の安定した国々に埋蔵され，・米国原子力発電所の 20 年の延長運転（60 年運転）の LR 手続きは，標準化が進み，既に 40 基を超える実績がある．

少量の燃料で長期間発電に使用することが可能な

・20 年の延長運転に入った米国原子力発電所の最上，再処理することで再び燃料として使用すること

近の稼働率は 90% 弱を維持し，解決困難な経年が出来る．この特徴から，準国産エネルギーとして変化事象は生じていない．

位置付けることが可能な原子力エネルギーは，我が国にとって貴重な財産である．

・米国では，更に 20 年の運転延長（80 年運転）が計画されている．

しかしながら，現状は，原子力発電所の再稼働

・我が国の LR は，延長する運転期間において新規や新規リプレースが計画的に進まないため，エネ制基準に適合させるとともに，経年変化事象に対ルギー基本計画（2014 年）に示された 2030 年度のする技術評価を行うことに加え，重要設備の特別電力需給構造に対する原子力エネルギーの配分（20-点検が要求される．

22%）を維持することは，極めてハードルの高い目

・原子力発電所の LR は，エネルギーセキュリティ標に見える．米国と同様に LR による原子力発電所および温暖化ガス削減に対する有効な手段となっの有効活用が期待される．ている．

5.2 福島第一発電所事故と新規制基準

7. 結言

福島第一発電所事故の根本的な原因は，津波への原子力発電所の LR は，エネルギー需給構造にお備えが不十分であったためである．その後，原子力ける原子力発電の配分を維持するのに一定の役割を規制委員会が制定した新規制基準は，津波を含めて果たすと考えられるが，これだけでは持続可能な方考えられる外部事象に対して十分な備えを要求する策といえない．国民の生活に重要なエネルギー選択ものとなっている．従って，その新規制基準に適合の議論は，国情に応じて検討されなければならない．

するために安全対策を講じて再稼働が認められた原

例えば，参考に取り上げられるドイツには，エネル子力発電所は有効に活用できる．

ギーセキュリティおよびコストの面で有利な自前のエネルギー源（褐炭）が豊富に有り，他国と連系さ

5.3 我が国の LR の特徴れる電力網が整っているので，我が国と国情が大きく異なることに留意が必要である．将来，我が国の我が国の LR は，原子炉等規制法により，長期間エネルギーセキュリティを根本から確認する必要性の運転に伴い生ずる原子炉その他の設備の劣化の状が生じ，原子力発電の在り方について更に議論が必況を踏まえ，（上限 20 年の）延長しようとする期間要になることを否定できない．少なくとも技術伝承において，前述の新規制基準に適合することが求めを確実にし，原子力エネルギーを有効に活用する選られている．従って，防波堤や水密扉等の浸水対策，択肢を残しておきたい．

高台への可搬式電源の設置，原子炉格納容器の耐震補強など様々な安全対策を完結することが前提であINSS JOURNAL Vol . 24 2017 NT 8

参考文献

145

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