Vol.25 No.2

講演再録

原子力バックエンド研究

フィンランドにおける放射性廃棄物管理の経験に基づく安全・信頼性・技術の統合
Sami Hautakangas＊1
フィンランドの放射性廃棄物の管理は，長い歴史の中で培われた原子力の知識・経験に基づいて，安全かつ効率的に実施されており，規制当局を筆頭に住民から高い信頼を得ている．廃棄物管理に関する技術は，固型化プラント，液体廃棄物の減容化，最終処分，廃止措置，地層処分の実規模原位置実証試験などの各フェーズで開発されている．
Keywords: Safety, Reliability, Solidification plant, NURES®, Final disposal, Decommissioning, FISST

1

はじめにフィンランドのエネルギー需要の増加は，製造業の発展を中心とした急速な工業化によって促進された．増大するエネルギー需要を満たすため，フィンランドの原子力発電は 1977 年に始まり，最初の原子力発電所が，Fortum Powerand Heat 社（以下，“Fortum 社”という）によって，ロヴ
ィーサのヘストホメルン島で操業を開始した．フィンランド国内では，現在，ロヴィーサで 2 基（Fortum 社：Fig. 1），オルキルオトで 2 基（TVO 社）が操業している．

Fig. 1

Loviisa NPP (Nuclear Power Plant)

この発電所サイトでは，低中レベル放射性廃棄物の処分場を建設・操業している（ロヴィーサ処分場：Fig. 2，オルキルオト処分場：Fig. 3）．また使用済み燃料の地層処分は，オルキルオトで Posiva 社が世界に先駆けて建設を開始している（Fig. 3）．
夏期セミナーでは，Fortum 社と Posiva 社による放射性廃棄物管理の事例や計画を中心として，安全・信頼性・技術の統合をテーマに講演した．
2

原子力発電所と放射性廃棄物処分場の安全

Fig. 2

Loviisa Repository in Loviisa NPP Site

原子力発電所の設備利用率（Unit Capability Factor）は，DECOMMISSIONING
WASTE REPOSITORY
Space reservation fordecommissioning waste

安全で効率的な操業を示す指標である．Fortum 社の操業するロヴィーサ原子力発電所は，世界の PWR の原子力発電所の平均（近年では約 85％）に比べて常に高い水準にあり，

SPENT FUEL INTERIM
STORAGE FACILITY
Cooling of fuel assemblies
removed from reactor
building in water pools
excavated in rock90～95％の設備利用率を維持している（Fig. 4）．このことは，原子力に関して高い熟練度を持つことを意味している．

OPERATING WASTEREPOSITORY - VLJ
Final disposal of intermediateand low level waste

SPENT NUCLEAR FUEL REPOSITORY•The underground research facility
ONKALO™
•Construction license for the final
disposal facility was granted in 2015 andconstruction began in December 2016

フィンランドでは，原子力発電が開始された初期の段階から“汚染者負担の原則”が規制で定められており，電力事業者が敷地内の中間深度の岩盤内で低中レベル放射性廃棄物の処分場を建設・操業している．放射性廃棄物処分にFig. 3Complete Nuclear Waste Management on Olkiluoto

ついては，政府（雇用経済省）から許認可を受け，規制当局（STUK）によるモニタリングを受けて，事故なく安全

Unit Capability Factor a), %100に操業している．

Loviisa NPP, units’ average

95

長年にわたる安全な操業の陰には，事業の各フェーズに90おける技術開発の裏付けがあり，そのような安全と技術を85背景として公衆の信頼を得ている．

Average for all PWR in theWorld80

以下に，信頼性と技術についてそれぞれ述べていく．

75

2016

2014

2012

2010

2008

2006

2004

2002

2000

1998

1996

1994

1992

1990

70Integration of safety, reliability and technology based on experience of nuclear
waste management in Finland by Sami Hautakangas(Sami.Hautakangas@fortum.com)＊1 フォルツム パワー アンド ヒート社
Fortum Power and Heat Oy
POB 100, FI-00048 FORTUM, Keilaniementie 1, Espoo, Finland
本稿は，日本原子力学会バックエンド部会第 34 回「バックエンド」夏期セミナーにおける講演内容を加筆・修正したものである．

a) The Unit Capability Factor shows what could have been the annual electricity
generation expressed in the percentage of the energy generation if the unit wasoperated continuously at full power, if there where no any limiting factors out of thecontrol of plant management.

Fig. 4
123

Loviisa NPP’s high performanceDecember 2018

原子力バックエンド研究3

地層処分に関する議会の議論と公衆の信頼使用済み燃料の地層処分は，2001 年 5 月 18 日の国会にて，賛成 159 票，反対 3 票，欠席 37 票で承認され，その際に次の 3 点が示された．
・最終処分を目指すことは，単に中間貯蔵に頼るよりも優れた解決策である．
・廃棄物キャニスターの回収可能性のオプションを維持しなければならない．
・現世代は放射性廃棄物の責任を負わなければならない．
それに先立ち，オルキルオトの地元自治体ユーラヨキ自%治体評議会では，2000 年 1 月に賛成 20 票，反対 7 票で使用済燃料の地層処分について受入を決定している．

Fig. 5

Annual poll by the Finnish Energy association 1983
– 2016 (Nuclear waste can be safely stored in a final放射性廃棄物処分に関する公衆の信頼を示す 2 件の調査

repository in the bedrock of Finland – do you

結果を Fig. 5，Fig. 6 に示す．
Fig. 5 は，フィンランドエネルギー協会が 1983 年からagree?)2016 年に実施した年次調査の結果で，“放射性廃棄物は，フィンランドの母岩の最終処分場に安全に格納することがRegulator(STUK)できる，ということに，あなたは同意しますか？”というPosiva

問いに対する回答である．どちらとも言えない（Difficult toMinistrysay）は 20～30％でほぼ一定であるが，完全に同意（Agree

Utility 1completely），やや同意（Somewhat agree）の肯定的な考え

Utility 2

方が 1983 年の 14％から 2016 には 31％まで増加し，一方でGovernment
NGO 1

や や 反 対 （ somewhat disagree ）， 完 全 に 反 対 （ DisagreeNGO 2

completely）が 1983 年に過半数の 57％から 2016 年には 43％信頼できるまで減少している．
Fig. 6 は，放射性廃棄物管理に関する様々な当事者に対Fig. 6あまり信頼できない

信頼できないThe public trust in different actors in questions

する公衆の信頼をしめす 2017 年の調査結果で，上段がピュconcerning nuclear waste management (Opinions of

ハヨキ（Fennovoima 社による北西部の新しいサイトの自治

residents in Eurajoki and Pyhäjoki municipalities in体）と下段がユーラヨキ（オルキルオトのサイトの自治体）

2017)における住民の意見である．
最も信頼されているのは規制当局の STUK で，約 80％が“信頼できる”を選択（以下，“信頼度”という）しており，事業者と雇用産業省が 30～60％程度，政府がそれよりもや

Solid waste

Steel drums

Ion exchange
resins, sludges

Solidification

LILW final
repository at Loviisa
NPP

Activity >allowed level

Radioactive waste

や低い信頼度となっている．事業者については，それぞれの 地 元 の 自 治 体 （ Posiva 社 ， TVO 社 は ユ ー ラ ヨ キ ，Fennovoima 社はピュハヨキ）で高い信頼度となっている．

Liquids

Evaporation

Concentrates

Cleaning withNURES®

Spent fuel (aftercooling pond)

Interim storage(pools)

Encapsulation for
final disposal

Repository Onkalo

Water to the sea

Starting from 2025

また，NGO の信頼度は 20％以下となっている．

Metal, wood,
cardboard

総じて，規制当局の極めて高い信頼度が特徴的であり，Used NURES®
columns

Recycling

Other waste

UtilisationHazardous waste

Hazardous waste
treatment plant

Activity <allowed level

それを基盤として，事業の進展とともに地層処分に関する肯定的な考え方が増加し，地元の住民の信頼を得ているこ

Fig. 7

Waste management at Loviisa NPPとにつながっていると考えられる．
System）で核種を除去した後に海へ放流，その際，吸着材
4

放射性廃棄物管理に関する技術に凝集された廃棄物はコンクリート容器に収納してロヴィーサ処分場に最終処分される．使用済み燃料は中間貯蔵の4.1 ロヴィーサ原子力発電所における廃棄物の管理後，廃棄体の製作を経てオルキルオトで地層処分となる．
また放射能レベルの小さい廃棄物はリサイクルや再利用とロヴィーサ原子力発電所における廃棄物の管理のフローを Fig. 7 に示す．

なるが，放射線以外のハザード廃棄物については処理プラントへ送られる．

放射性廃棄物は，まず放射能のレベルで区分され，固体廃棄物は鋼製ドラム缶，イオン交換樹脂とスラッジは固型

4.2 ロヴィーサ原子力発電所の固型化プラント

化したうえでロヴィーサ処分場に最終処分される．液体廃棄物は蒸発・濃縮して，NURES®（the NUclide REmoval

ロヴィーサ原子力発電所の固型化のプロセスを Fig. 8，124

フィンランドにおける放射性廃棄物管理の経験に基づく安全・信頼性・技術の統合固型化プラントを Fig. 9 にそれぞれ示す．
Fig. 8 の固型化のプロセスは，まず液体廃棄物がタンクで貯蔵され，次に固型化プラントでセメント，高炉スラグなどが添加されて，中間貯蔵の後，最終処分となる．
Fig. 9 の固型化プラントは独立したユニットであり，50年を超える発電所の操業中，使用済み燃料の廃炉及び中間貯蔵中にすべての液体廃棄物を処理するように設計されており，各プロセスは制御室で操作する．
Fortum 社でで開発されたセメントマトリックスは，従来のマトリックスの 2 倍以上の効率を有し，固型化した製品

Fig. 8

Solidification process at Loviisa NPP

Fig. 9

Solidification plant at Loviisa NPPの廃棄物含有量は 40％～50％となるが，コストは，従来のセメント固化と同様に抑えられている．1980 年にレシピ開発が開始され，レシピの完成まで作業が継続する．マトリックスの品質を低下させることなく，55％以上の廃棄物をターゲットとしている．マトリックスを地下水にさらす試
験では，マトリックスが 4 年後に弱くならないことを示している．この固型化のプロセスは，すべてのタイプの低中レベル廃棄物に適している．
4.3 NURES®による放射性核種の除去と廃棄物の減容化
Fortum 社では，放射能の汚染水の浄化のために NURES®
を開発した．NURES®は，液体廃棄物から Cs，Sr，Co を除去するため，高選択性のイオン交換材料を有するシステムである（Fig. 10）．
NURES®は，他の吸着材に比べて高い除染係数を有し，洗浄された液体の放射能レベルが低い．また異なる液体特性（高～低 pH 及び高塩濃度）に対して有効である．NURES

Clean liquid suitable for release

Liquid radioactive
waste
CsTreat®
CoTreat®
SrTreat®

®

は，液体廃棄物を高度に減容化できるので，貯蔵・最終処分を含めたトータルコストを削減できる．現在，福島第一原子力発電所の汚染水処理を担う多核種除去設備（ALPS）を含めて，世界の 13 ヶ国以上で使われている．
Radioactive
remainder

4.4 ロヴィーサ処分場での最終処分

Fig. 10 Solution for purification of radioactive liquid waste
by NURES®

ロヴィーサ原子力発電所で発生した低中レベル放射性廃棄物は，同じ敷地内の中間深度の岩盤内に建設されたロヴ
ィーサ処分場で最終処分となる（Fig. 11）．
運転廃棄物の低レベル放射性廃棄物は現在操業中であり，Main stairway

液体廃棄物を固型化した中レベル放射性廃棄物の処分空洞

Elevator andstairway shaft

は建設が完了している．また廃止措置廃棄物のための最終
Control andservice rooms処分のエリアは，まだトンネル掘削を行っていない．

Ventilation shaft

Access tunnel

Fortum 社は，低中レベル放射性廃棄物の最終処分場の設Maintenancewaste halls

Hall forsolidified
waste

計，ライセンス供与，コスト分析，処分場とその環境の長
Final disposal caverns fordecommissioning waste

期評価，安全評価を実施している．放射能レベルの低い廃Decommissioning wastehalls

棄物と高い廃棄物を同じ中間深度の処分場の異なる場所に埋設することが特徴である．この処分場は，坑道を埋戻し

Cavern for large primarycircuit componentsて閉鎖した後はメンテナンスフリーとなり，国の管理に移Connection tunnel

Reactor silos
Planned extension for decommissioning waste

行する．原子力発電所の敷地内の場所のため，最小限の努力で，低中レベル放射性廃棄物処分に対する公衆の容認をFig. 11 Loviisa Repository

得られたものと考えている．

(Final repository for LILW at Loviisa NPP)

125

December 2018

原子力バックエンド研究4.5 ロヴィーサ原子力発電所の廃止措置計画

Benefits for the customer:• Reduced decommissioning cost• Minimized final waste volumes

ロヴィーサ原子力発電所の廃止措置の考え方を Fig. 12に示す．

In Loviisa, the reactor isplanned to be placed
into the final repository
without cutting

Fortum 社では，ロヴィーサ原子力発電所の廃止措置の戦
略，ライセンス供与，廃棄物管理計画，廃棄物インベント
リー，作業計画とコスト見積り，安全評価，放射線量率の推定，資源計画を実施している．
ロヴィーサ原子力発電所では，原子炉は切断することなく，そのままロヴィーサ処分場のトンネル内を運搬して，コンクリートで囲った原子炉サイロ内に定置し，最終処分

The cementstructure isplanned to be cut
before burialとする計画である．放射化金属は原子炉の中に投入し，コンクリートを充填する．機械・設備類もそのまま運搬して最終処分とするが，発電所のコンクリート構造物は切断す

Fig. 12 Decommissioning planning for Loviisa NPPる計画である．
廃棄物の回収，処理から最終処分までのプロセス全体の最適化（例えば，除染と処分間のコストの最適化）を図っており，費用効率のよい廃止措置の方法となっている．また，高機能の焼却による有害廃棄物のリサイクルと安全な処分を行っていく計画である．
4.6 地層処分の実規模原位置実証試験
Posiva 社が ONKALOTM で実施している実規模原位置実証試験（Full Scale In-Situ System Test，以下“FISST”という）は，デモンストレーションエリアの深さ 420 メートルに建設されている（Fig. 13）．
Posiva 社では，次のものを対象として，人工バリアシス
テム構成要素の設計，設置および包括的な監視を行っている．
・銅製キャニスタ 2 個（燃料崩壊熱に相当する加熱を伴う）
・2 つの処分坑の緩衝材
・約 50m の埋戻し・定置トンネルのプラグ
FISST の人工バリアしステム構成要素の設置スケジュー
ルについて，以下に示す．
・設置準備完了

2018/5/28

・最初の緩衝材の設置

2018/5/29

・最初のキャニスタの設置

2018/5/31

・埋戻し材の設置2018 年 6 月末に開始

・プラグの設置2018 年の年末まで

Fig. 13 Full Scale In-Situ System Test in ONKALOTMを得て事業を展開している．
放射性廃棄物の管理に関して，固型化プラント，NURES®

この後，地層処分の安全性の説明のために，実証試験を進めていく計画である．

による放射性核種の除去と減容化，最終処分，廃止措置，地層処分の FISST とそれぞれのフェーズで安全かつ効率的

5

まとめ
フィンランドでは，原子力産業の長い歴史とともに，世な技術の開発が行われている．
謝辞

界に先駆けた豊富な原子力の知識・経験に基づいて，発電から廃棄物の処理，処分まで一貫したサービスを安全かつ効率的に実施している．
規制当局である STUK が住民から極めて高い信頼を得てこのような講演の機会を与えていただいた日本原子力学会バックエンド部会の運営小委員会，講演と講演再録の和訳で協力いただいた戸田建設株式会社に感謝します．

いることを背景に，処分の事業に対して地元の住民の信頼126