平成29年度「原子力人材育成ネットワーク」報告会

JAEAの福島第一原子力発電所廃炉に向けた取組

平成30年2月16日

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

ご説明内容１．福島研究開発部門の概要● 中長期ロードマップ● 福島研究開発部門の研究開発体制● 福島研究開発部門の取組

２．福島研究開発部門における取組● 研究基盤の構築● 廃炉に向けた研究開発● 環境回復に向けた取組● 人材育成の取組● CLADS補助金の創設

1

2

１．福島研究開発部門の概要● 中長期ロードマップ● 福島研究開発部門の研究開発体制● 福島研究開発部門の取組

中長期ロードマップ

3福島研究開発部門の研究開発体制
福島研究開発部門※1

福島研究開発拠点（福島県）
福島事務所
福島市

廃炉国際共同研究センター

国内外の英知を結集し、安全かつ確実に廃止措置等を実施するための研究開発と人材育成等

福島環境安全センター
南相馬市

東京電力ホールディングス
福島第一原子力発電所（1F）

大熊分析・研究センター
大熊町（建設中）楢葉遠隔技術開発センター

廃止措置推進に必要不可欠な遠隔操作機器の開発
及びロボット開発のための施設利用等

福島環境安全センター
三春町

大熊分析・研究センター

廃炉国際共同研究センター
富岡町

楢葉遠隔技術開発センター
楢葉町

廃止措置推進に必要不可欠な放射性物質の分析・研究を行う施設の整備等

いわき事務所
いわき市

福島環境安全センター

環境における放射線状況の把握、環境回復に向けた研究開発

廃炉国際共同研究センター（国際共同研究棟）

4※2

楢葉遠隔技術開発センター※1）JAEA全体で横断的に取り組む福島対応業務に係る関係組織の連携を図るため、原子力科学研究部門、バックエンド研究開発部門及び高速炉研究開発部門の各企画調整室に「福島研究開発推進室」を附置※２）福島環境安全センターは、福島県が整備した施設（福島県環境創造センター（三春、南相馬））に、入居し活動

大熊分析・研究センター（完成予想図）福島環境安全センター（福島県環境創造センター（三春）内）福島研究開発部門の取組

5

6

２．福島研究開発部門における取組● 研究開発基盤の構築● 廃炉に向けた研究開発● 環境回復に向けた取組● 人材育成の取組● CLADS補助金の創設

研究開発基盤の構築（1）
廃炉国際共同研究センターの概要

7

 CLADSを中核とした基礎、基盤から応用までの連続的な研究開発を通じて、１Ｆ廃炉において直面する課題に貢献する。
 CLADSの本部を国際共同研究棟に設置し、廃炉の研究開発及び人材育成の拠点を構築。
 国際共同研究棟は、国内外の大学・研究機関等が、共同研究のために利用できる施設。
廃炉国際共同研究センター

楢葉遠隔技術開発センター

大熊分析・研究センター-国内外の英知を結集する拠点-

国際共同研究棟（平成28年4月本格運用開始）-遠隔操作機器開発等-（建設中：平成29年度~）-放射性核種分析等-（福島県富岡町 平成29年4月運用開始）

活用

活用

福島県楢葉町

JAEA特有の核燃料・放射性物質の使用施設、照射施設等の活用（茨城地区）『オフサイトから成果の適用オンサイトへ』

福島環境安全センター

環境動態・放射線モニタリング等の研究開発

産学官との福島県大熊町（1F敷地隣接）※廃炉国際共同研究センターは平成27年4月茨城県東海村へ設置

連携・協力【東京電力ホールディングス・IRID・NDF】【国内外の大学・研究機関・産業界】【福島県、環境省】

東京電力ホールディングス、国際廃炉研究開発機構IRID、原子力損害賠償・廃炉等支援機構NDFとの連携、協力

東京大学、東北大学、東京工業大学等との連携講座
国際機関、米仏英国研究所等、民間企業等との共同研究、情報交換

福島県環境創造センター
福島県環境放射線センター
福島県ハイテクプラザ

研究開発基盤の構築（2）
楢葉遠隔技術開発センターの概要

8 廃炉に必要な遠隔操作機器・装置の開発実証を実施する施設として整備、運用中
 廃止措置推進のための施設利用を目的とした技術開発も実施
試験棟

研究管理棟

【仮想空間訓練システムの開発・整備】

バーチャルリアリティシステム

【実規模実証試験設備（IRIDによる開発プロジェクト）】【ロボット性能評価のための要素試験設備】

モックアップ階段

ロボット試験用水槽

ロボットシミュレータ

原子炉格納容器

モーションキャプチャ

実規模止水試験施工性確認の様子

 廃炉に必要な実規模止水試験への支援を通じ、１Ｆ廃炉の着実な推進に貢献する
 廃炉創造ロボコンやロボット技術のマッチング等、積極的な利用促進による人材育成及び地域の活性化を通じた福島の産業復興に貢献する

研究開発基盤の構築（3）
大熊分析・研究センターの概要

9

 1F内の放射性廃棄物等の放射性物質の分析・研究を実施する施設を整備中
 施設管理棟は、平成30年3月に運用開始予定
 第1棟は、建設を平成29年4月に開始
大熊分析・研究センターの整備

第2棟

施設管理棟

福島第一原子力発電所
第1棟

延床面積：
約4,600m2
階数：
地上4階
主要構造：
鉄筋コンクリ－ト造

施設管理棟イメージ図
施設管理棟の建設状況（平成30年1月24日）

 特定原子力施設として（１Fの一部として）の規制の下、第1棟の認可を取得した
 帰還困難区域における施設建設を着実に実施し、１F廃炉に貢献する

廃炉に向けた研究開発（１）10

燃料デブリ性状の解明：実条件を模擬した燃料デブリの性状調査・試験等により、デブリに関する未知の特性を解明し、デブリ取り出し方針の策定に向けた検討へ成果を提供
１F条件を模擬した燃料デブリとコンクリートとの反応（MCCI）生成物の作製・分析
高周波
誘導
加熱用コイルΦ 25cm

初期装荷物（UO2＋ZrO2＋Zr＋ステンレス）

低密度酸化物層
高密度酸化物層

50cm

金属が多い層コンクリート試験体

Φ 50cm

大規模MCCI試験装置

コンクリートの浸食深さや生成物の性状を確認
燃料デブリの含水・乾燥挙動試験を行い粒径等の影響に関する知見を取得作製したMCCI試験生成物

１Ｆの実条件を模擬したMCCI試験を世界で初めて実施
燃料デブリの組成や特性に関する未知のデータを取得し、デブリ特性リストとしてまとめた
アウトカム

 中長期ロードマップのマイルストーンである平成29年度に実施される「燃料デブリ取り出しの基本的方針」の策定に向けた検討にその知見が活用され、今後の１Ｆ廃炉計画の具体化につながった

廃炉に向けた研究開発（２）11

多種多様な１F廃棄物をどう処理・処分するか：
１F廃棄物中の核種組成の分析・評価・分類、保管・処理・処分に向けた安全性検討
実際の１F廃棄物中の核種組成の分析・評価
汚染の主たる核種は Cs 同位体であり、Sr が次ぐ傾向
核種、廃棄物によっては、Cs と相関の可能性を示唆する傾向*1,*2：廃炉・汚染水対策チーム会合／事務局会議にて報告

瓦礫（コンクリート、保温材、床塗膜）中の90Sr／137Cs比

廃棄物の種類に応じた固化技術の適用性検討
廃棄物配合比

一軸
圧縮強度

核種
浸出率

H2ガス発生量

〇

◎～〇

〇

△

ジオポリマー〇

◎

◎

△

ガラス

△

（*2）

○

◎

溶融（*1）

×---

焼結◎

◎

◎

ペレット成型

◎

（*3）

◎固化技術
セメント(OPC、BB)

（*2）
（*2）

汚染水処理二次廃棄物を中心に適用可能性のある既存の固化技術情報を整理*1：溶融助剤を加えずに廃棄物をそのまま溶融する方法*2：モルタル充填固化併用のため単体で未測定*3：融解するため測定不可 適用可能性：優 ◎、良 ○、可△、低×

現段階での適用可能性のある既存の固化処理技術の整理（多核種除去設備から発生する鉄共沈スラリーに関する評価例）

１F廃棄物の固化技術の適用性検討等を実施
処理技術に関する知見として提供

多様かつ膨大な１F廃棄物を分析、評価、分類保管、処分技術に関する知見として提供
アウトカム 中長期ロードマップにおいて、平成29年度に実施される「廃棄物処理・処分に関する基本的な考え方」のとりまとめに向けた検討に知見が活用され、今後の１Ｆ廃炉計画の具体化につながった

廃炉に向けた研究開発（3）12

炉内状況の解明:計算コード解析、模擬試験、線量率測定値の分析等、様々な情報を総合的に評価し、これまで不明だった炉内の状況を具体的に推定
模擬燃料集合体加熱試験

格納容器内の線量率分布評価

理論計算と実測値を組み合わせるプラント内線量率分布評価手法
を確立
内部調査による実測値を反映した1Fの線量率分布推定値を取得

 プラズマ加熱方式
によるBWR特有の事故進展挙動の基礎データを取得
試験体

評価モデルと解析結果の例

プラズマ加熱試験装置

事故進展解析、模擬集合体による溶融試験、解析による炉内の線量率分布等を総合的に評価
これまで不明だった１～３号機の炉内の状況を具体的に推定
アウトカム

 廃炉に向けた作業手順の検討に欠かすことのできない情報として、中長期ロードマップにおいて、平成29年度に実施される「燃料デブリ取り出しの基本的方針」の策定に向けた検討に知見が活用され、今後の１Ｆ廃炉計画の具体化につながった

廃炉に向けた研究開発（4）13 高線量率環境における放射線イメージング技術を開発
 東電からの要請により1F3号機タービン建屋内の高線量率場で放射線分布を測定した
遠隔放射線計測装置の開発

強度

1.0

最大3.5 mSv/h
光学画像

小型・軽量コンプトンカメラ（ガンマ線イメージャーの一種）

0.0

放射線イメージング画像

 高線量率環境でも測定可能な小型軽量コンプトンカメラと放射性物質の分布の可視化技術を開発
 1F建屋内で測定試験を実施し、局所的な汚染を迅速に可視化
 数mSv/hの環境で、放射線イメージングが可能であることを確認した

 ドローンやロボットに搭載し、遠隔で建屋内の詳細な汚染分布を把握できるよう研究を進める 原子炉格納容器内部調査、燃料デブリ取り出し装置の設置等、廃炉現場作業の被ばく低減に貢献する

環境回復に向けた取組（1）14

実効的・総合的な環境回復に係る研究開発成果を国・自治体等へ提供：継続して実施してきた活動が多くの自治体における避難指示解除の実現に貢献
山間部における生活環境の再建
林業再生の加速化に寄与
飯舘村（平成29年3月31日解除）• 未除染の山地森林域における137Cs動態研究成果を提供
川俣町（平成29年3月31日解除）• 帰還後の生活行動パターン・経路に沿った空間線量測定に基づく個人線量推定結果、山地森林域における 137Cs動態研究成果、キノコ・山菜の137Cs濃度測定結果等を提供

福島県全域における環境回復の加速化に寄与

平野部における生活環境の再建
農水産業再生の加速化に寄与

除染活動等における技術的支援

計3,893件

コミュニケーション・人材育成活動

約21,800人参加

健康管理（WBC)調査

計90,156人測定

浪江町（平成29年3月31日解除）• 除染検証結果報告書の策定に寄与• 灌漑用水や請戸川河川敷の137Cs濃度の経時変化等を報告し、避難指示解除の根拠の一つとなった「避難指示解除に関する有識者検証委員会報告書」策定に貢献• 帰還後の生活行動パターン・経路に沿った空間線量測定に基づく個人線量推定結果を提供（自治体職員向けの説明会を実施）

富岡町（平成29年4月1日解除）

帰還困難区域全域の宅地と農地を対象とした除染による線量低減効果の予測評価（福島民報１面掲載）• 避難指示解除に向けた報告書・提言の策定に寄与• 居住制限区域と接する帰還困難区域の除染による線量低減効果を予測し、これを根拠とする町の要望が政府に認められ、環境省が除染を実施• 住民相談窓口対応として、放射線計測の技術支援活動を実施する等、帰還に向けた住民の不安解消に貢献• 帰還後の生活行動パターン・経路に沿った空間線量測定に基づく個人線量推定結果を提供（自治体職員、避難住民向けの説明会を開催）

環境回復に向けた取組（2）15継続モニタリングの意義：“今後の避難指示解除の指標となる空間線量率の減少傾向”の提示、 “効率的な放射性物質の土壌深度分布”の推定手法の開発
広域モニタリングの継続的な実施と結果に基づく空間線量率の減少傾向の予測
走行サーベイIn-situ Ge

散乱線と直接線比（RPC）

無人ヘリ

無人ヘリを用いて放射性物質の土壌深度分布を効率的に推定する手法を開発

避難指示区域外（常緑樹）

避難指示区域外（都市）放射性セシウムの深さを表す指標（β）

放射性セシウムの深度分布図

事故以降の継続的な空間線量率の測定により、地域および土地利用ごとの経時的な線量率の減少傾向を評価
成果を国及び自治体に提供
アウトカム

散乱線/直接線比と放射性セシウムの深度分布指標との関係

無人ヘリによる測定で取得した散乱線と直接線比から放射性セシウムの土壌深度を推定する手法を開発
アウトカム

 避難指示区域の解除方針、除染範囲の決定、復興計画の策定等の国・自治体における施策決定に貢献 国際学術雑誌での特集掲載、放射能測定法シリーズマニュアル改訂等、本分野の技術的進展に貢献人材育成の取組（1）
廃炉基盤研究プラットフォームの運営

文部科学省公募事業採択者等と基礎・基盤研究の推進協議体となる「廃炉基盤研究プラットフォーム」の運営会議を7回実施
実用化の下支えとなり、研究成果を廃炉作業につなげるため、基礎・基盤研究の全体マップを更新
廃炉現場のニーズを取り入れ廃炉関連の基盤研究を扱う国際ワークショップである、『福島リサーチカンファレンス(FRC) 』を10回開催
研究分野のすそ野を広げ、長期にわたる廃炉作業へ人材を輩出

16

人材育成の取組（2）福島リサーチカンファレンスの開催

17

廃炉関連の基盤研究を取り扱う『福島リサーチカンファレンス(FRC) 』を福島県等で継続的に開催する。
平成28年度は4件開催。平成29年度の開催実績・予定は、以下のとおり。
開催日

開催テーマ

開催場所

特記事項

H29年 6月20-21日

廃止措置及び廃棄物管理におけるセメント系複合材料に関する研究カンファレンス

富岡（学びの森）

H29年 7月 5- 6日

事故進展解析と熱力学データベースに係るワークショップ

富岡（学びの森）

ACTINIDES 2017に合わせて開催
参加者：約100名、海外21名、学生8名H29年 9月 5- 6日「燃料デブリ」に関する研究カンファレンス」
Research Conference on Fuel Debris
Characterization 2017 （ For Research andHuman Resource Development )富岡（学びの森）

企画委員会（主査：宇埜福井大教授）により福井大と共催、人材育成をテーマに学生および若手研究者の討議セッションを実施
参加者：約50名、海外9名、学生14名

H29年11月27-29日「福島第一原子力発電所の主要コンポーネントの腐食予測と緩和に関するカンファレンス」
Fukushima Research Conference on “Corrosion
Prediction and Mitigation for Key Components ofFukushima Daiichi NPP”

富岡（学びの森）

企画委員会（主査：Prof. FERON(CEA））による開催
参加者：約100名、海外8名、学生5名

H29年11月29-30日「原子力施設における遠隔技術に関するカンファレンス」
FRC on Remote Technologies in Nuclear Facilities
2017

楢葉IREX2017に併せて開催
東大淺間教授の基調講演のほか、英米からの招待
講演
参加者：延べ60名

H30年 3月 4日

FRC on Environmental dynamics study in
Fukushima Prefecture 2017

三春
（環境創造ｾﾝﾀｰ）

福島県主催の環境創造シンポジウムと同日に国際Cs Workshopとの位置づけで開催予定

企画委員会（主査：佐藤北大名誉教授）による開催
参加者：約100名、海外6名、学生約25名

人材育成の取組（3）福島高専、福島大学、いわき市（いわき商工会議所）との連携○平成24年3月 連携協力の覚書を締結○共同研究、講義、OBによる講演会等を実施○平成23年7月 連携協力協定を締結○共同研究、人材育成プログラムにおける実習等を実施
・管理区域に関する教育プログラム
平成27年度採択文部科学省「廃止措置研究・人材育成等強化プログラム」に基づき実施

OBによる講演会の様子○平成28年度より、学生による福島部門の拠点のパンフレット作成を実施
・平成28年度：楢葉遠隔技術開発センター（右図）
・平成29年度：福島研究開発拠点（作成中）○平成28年度より、楢葉遠隔技術開発センターにて廃炉創造ロボコンを開催（第2回：平成29年12月16日）（文部科学省「廃止措置研究・人材育成等強化プログラム）
楢葉小中学校及びふたば未来学園高校に観覧を案内

18○環境放射能研究所の運営準備へ協力○平成27年度より、「いわきものづくり塾 特別編 廃炉コース」を開催
いわき市内の製造業者の人材育成を目的に、JAEAの施設見学と廃炉等に関する技術開発状況について講義を実施

人材育成の取組（4）
機構大での人材育成

19

機構大での人材育成・人材流動化を目指し、福島部門では、部門内の拠点の運営に必要な人材の教育・研修を関係拠点の協力の下に実施中。

原子力機構
福島研究開発部門

その他の拠点技術者のローテーション東海地区

平成30年度CLADS補助金の創設

20