資料10-2「福島第一原子力発電所廃炉に係る基礎基盤研究の研究動向調査・戦略方針検討作業」に係る基礎・基盤研究マップ(案)について

2018年11月9日
廃炉基盤研究プラットフォーム 第10回運営会議

0

目次

１．背景
２．目的・概要
３．研究課題の同定、“抜け”の確認と重要度評価
４．研究課題の“掘り起こし”
５．重要研究課題とその実施時期、実施方法の提示
６．今後の予定

1

１．背景

2

平成27年12月15日 廃炉基盤研究プラットフォーム 第1回運営会議 資料1-2 「廃炉基盤研究プラットフォームの位置付け及び活動内容」より
原子力損害賠償・廃炉等支援機構

廃炉研究開発連携会議

年２～３回開催

基礎から応用まで一元的にマネージメント

応用研究

大学・研究機関実用化
東京電力

日本原子力研究開発機構（JAEA）
国際廃炉研究開発機構（IRID）

 戦略プランに基づく基礎・基盤研究の全体マップを提示、更新 研究成果提供
 応用研究・実用化の下支え

 現場ニーズ、情報の共有

廃炉基盤研究プラットフォーム
 JAEA（CLADS）とMEXT人材育成公募事業採択者の共同運営による基礎・基盤研究の推進協議体

 プラットフォームは広く開かれたものであり、国内外の多くの研究者、研究機関の参加が得られるよう運営する。

 バザール的アプローチ
 ミッションを明確にして、ストラテジックに基礎・基盤研究の全体マップを作成、適時更新。
 多様なプレーヤー（大学、研究機関、企業、事業者）が専門知識、技術、アイデアを持ち寄り連携し、競い合う。
 研究成果をタイムリーに提供。基礎・基盤研究成果を応用研究、実用化、実際の廃炉作業につなげる。
 JAEAが設置する国際共同研究棟の整備・有効活用への積極的な参画。
 顕在化していない課題の掘り起こしによる長期的なリスク管理。
 研究活動は研究グループ等を設置して対応。

実際の廃炉作業

基礎・基盤研究２．目的・概要
1F廃炉プロジェクトを合理的に進めるためには、現在だけでなく将来も見据えて必要と考えられる重要な研究課題を実施時期と実施方法とあわせて同定する必要がある。この際には、プロジェクトのニーズ、研究のシーズのマッチングによって示される “抜け”だけでなく、プロジェクト全体を対象として、埋もれている重要な研究課題を“掘り起こす”ことを考える。
これまで進めてきた「廃炉に関する基礎・基盤研究の課題リスト」の更新を進めるとともに、これらの情報を用いて、ニーズ、シーズの関係を整理し、上記要求に応えられる基礎基盤研究マップを作成する。

ニーズ、シーズ、研究課題の定義
ニーズ

廃炉プロジェクトを進めるために、主として事業者等によって求められる研究要素。

シーズ
主として研究者等が廃炉プロジェクトに利用・適用可能と考える研究要素。

 研究課題推定されたニーズ/シーズ、抜けている、埋もれているニーズ/シーズを考慮して示される重要なニーズ/シーズと対応付けられる研究要素

3

ニーズ、シーズ、研究課題の関係
 ニーズとシーズの関係は1対多と多対1対応の両方存在。

 ニーズとシーズの定義・境界は曖昧。ここでは、現状において事業者によって求められていない課題であっても、重要と考える課題は研究課題として抽出し、シーズとのマッチングの検討対象とする。

 ニーズを上面に1点固定し、ニーズとシーズが1対１対応する場合を例題として関係を整理（右図）＊②③④はシーズの“抜け”、⑤は“埋もれている”ニーズを意味する

検討の概要

4
重要なニー ズ④①

推定され た ③
ニー ズ ②⑤

研究課題の領域⑧⑦ ⑥推定され たシーズ⑨
重要なシ ーズ

ニーズ、シーズと研究課題の関係①将来を見据えた上で1F廃炉の推進に関して重要と考えられる研究課題を同定する。
②ニーズとシーズのマッチングにより、“抜け”を確認する。
③重要度評価に基づき、重要な研究課題を同定する。
④“埋もれている”重要な研究課題が存在する可能性のある領域を設定し、体系的な整理に基づいて研究課題の“掘り起こし”を行う。
⑤“抜け”と“掘り起し”を通じて、重要な研究課題とその実施時期、実施方法を戦略的に提示する。

３．研究課題の同定、“抜け”の確認と重要度評価①重要な研究課題は、課題解決のための要求事項によって異なる。
ここでは、“課題解決の要求事項”として「プロジェクトの進展」で表される “廃炉プロセス”と“検討の段階”、さらには、「研究課題の質」で表される“目標”、”目的“、”検討の狙い“を選定し、それらの組み合わせの違いを考慮して、研究課題を検討する。
“課題解決の要求事項”の詳細を、右及び下に示す。

「プロジェクトの進展」
廃炉プロセス

記号

記号

検討の段階

A

汚染水対策

(A)

開発・検証

B

使用済燃料の取り出し(B)

適用・高度化C

燃料デブリ取り出し(C)実用化

D

解体・輸送(D)E

保管・貯蔵(E)F

処理・検認(F)

G

処分

(G)

H

環境回復

(H)

「研究課題の質」
検討の狙い（QC項目）記号

目標（合理化の検討方針）

記号

目的(合理化の対象）＊枝情報有り

記号1

相互関係の理解に基づくプロセス単独の合理化

(1)

安全性確保

①

現状把握

(2)

安全性確保＋経済性確保②

対策検討・実施

トレードオフを考慮したプ
ロセス全体の合理化(3)

安全性確保＋経済性確保
社会的受容性③

最適化・標準化

25研究課題の同定と“抜け“の確認②“課題解決の要求事項”の組み合わせごとに異なる研究課題を以下の２つの評価軸、“研究課題の内容” 、“研究シナリオの特性”で表される「研究課題と特性」の観点から分類・同定する。
同定された重要な研究課題と存在する研究シードのマッチングにより“抜け” を確認する

研究課題の特性研究課題の内容（評価指標：想定する時刻までの研究課題の達成可能性）
Where
What

何を対象に（分野、対象、領域）【検討目的（合理化の対象）ごとの整理：付録参照】
何を（モデル、手法・技術、装置・設備、材料、特性・状態）
どうする（開発・構築、適用・応用、測定・計測、分析、解析・評価、維持、管理）研究シナリオの特性(評価指標：廃炉プロジェクトの解決に対する研究シナリオの適合性）
Why

How

理由と必要性

当該研究課題が“課題解決の要求事項”を満たす理由と必要性

当該廃炉プロセス内での連携研究課題の有無

当該研究課題の実施において想定、実践する当該廃炉プロセス内の他の連携研究課題の有無

連携研究課題の数と課題名

連携研究課題が有の場合の連携研究課題の数と連携研究課題名

他の廃炉プロセスに対する連携の想定、実践の有無

当該研究課題が他の廃炉プロセスの“課題解決の要求事項”を満たすような連携の想定、実践の有無

理由と必要性

想定、実践の有の場合、他の廃炉プロセスの“課題解決の要求事項” と当該研究課題がそれを満たす理由と必要性

連携研究課題の数と課題名

想定、実践の有の場合、他の廃炉プロセスの“課題解決の要求事項” を満たすために必要な連携研究課題の数と連携研究課題名

6

1F基礎基盤研究マップ１（研究課題の同定：燃料デブリ取り出し）重要度を色別表示(イメージ)

Where

1A
汚染水対策

1B 使用済
燃料の取り出しWhat

モデル

１C 燃料デブリ取り出し

手法・技術

デブリ装置・設備
材料
特性・状態

１D
解体・輸送

１E
保管・貯蔵

１F
処理・
検認

１G
処分

モデル

炉内構造物

手法・技術

放射能濃度・分布

装置・設備

物理・化学特性
冷却機能の健全性

材料

閉じ込め機能の健全性
臨界状態

特性・状態

CLICK（1件1葉へ）

炉内残存燃料

モデル

モデル

手法・技術

手法・技術

装置・設備

建屋内 ・系統

１H
環境回復

１C燃料デブリ
取り出し

装置・設備

材料

材料

特性・状態

特性・状態

開発・検証段階の技術開発として「燃料デブリ取り出し」を安全に行うための対策立案・実施を要求事項とする。この要求事項に対して、where、whatで表される研究課題の分類をフィッシュボーンで提示。Whatは5項目共通であり、ここでは、具体的にそれぞれ以下のような対象を含み、アクション（開発・構築、適用・応用、測定・計測、分析、解析・評価、維持、管理等）と結びつけられる(テンプレート）。
・モデル：表面線量率の評価式
・手法・技術：計量管理方策の評価式、耐放射線技術
・装置・設備：遠隔計測技術、中性子センサー、非破壊装置、施設仕様
・材料：耐放射線材料
・特性・状態：放射能濃度・分布、物理・化学特性、冷却機能の健全性、閉じ込め機能の健全性、臨界状態、地質環境条件

7

1F基礎基盤研究マップ１（研究課題の同定：処分）

重要度を色別表示(イメージ)

Where

1A
汚染水対策

1B 使用済
燃料の取り出し

What

モデル

１C 燃料
デブリ取り出し

手法・技術

廃棄体

装置・設備
材料
特性・状態

人工バリア

１D
解体・輸送

１E
保管・貯蔵

１F
処理・
検認

１G
処分

天然バリア

放射能濃度・分布

モデル

装置・設備

物理・化学特性臨界状態

材料

閉じ込め機能の健全性
地質環境条件

特性・状態

１G 処分
モデル

手法・技術

手法・技術
生活圏

１H
環境
回復

手法・技術

モデル

装置・設備

8装置・設備

材料

材料

特性・状態

特性・状態

開発・検証段階の技術開発として「処分」を安全に行うための対策立案・実施を要求事項とする。この要求事項に対して、where、whatで表される研究課題の分類をフィッシュボーンで提示。Whatは5項目共通であり、ここでは、具体的にそれぞれ以下のような対象を含み、アクション（開発・構築、適用・応用、測定・計測、分析、解析・評価、維持、管理等）と結びつけられる(テンプレート）。
・モデル：表面線量率の評価式
・手法・技術：計量管理方策の評価式、耐放射線技術
・装置・設備：遠隔計測技術、中性子センサー、非破壊装置、施設仕様
・材料：耐放射線材料
・特性・状態：放射能濃度・分布、物理・化学特性、冷却機能の健全性、閉じ込め機能の健全性、臨界状態、地質環境条件

研究課題の重要度評価

9⑤研究課題の2つの評価指標
・研究課題の内容（評価指標：想定する時刻までの研究課題の達成可能性：Where,What）
・研究シナリオの特性(評価指標：廃炉プロジェクトの解決に対する研究シナリオの適合性: Why, How）
をエキスパート判断で評価し、研究課題の重要度分類する。
研究課題の内容（評価指標：想定する時刻までの研究課題の達成可能性）
何を対象に（分野、対象、領域）
何を（モデル、手法・技術、装置・設備、材料、特性、状態）どうする（開発・構築、適用・応用、測定・計測、分析、解析・評価、維持、管理）研究シナリオの特性(評価指標：廃炉プロジェクトの解決に対する研究シナリオの適合性）
理由と必要性Why

当該廃炉プロセス連携研究課題の有無
連携研究課題の数と課題名

How

他の廃炉プロセスに対する想定、実践の有無
理由と必要性連携研究課題の数と課題名

合計

採点
高中低

廃炉プロジェクトの解決に対する研究シナリオの適合性

What

重要度 高
重要度 中
重要度 低

高中低

研究シナリオの特性

Where採点①⑥⑦②⑤④
研究課題の内容想定する時刻までの研究課題の達成可能性③

４．研究課題の“掘り起こし”10

プロセス全体の合理化
検討の狙い②対策検討実施

目的（1）安全性確保

検討の狙い③最適化・標準化

最小単位検討の狙い①現状把握
開発・検証段階プロセスの進展＊個々のものを秩序づけて統一した組織の全体。矛盾のないようにまとめられたものごとの全体）

目的（2）経済性確保

目標2：

目標1：プロセス単独の合理化

研究課題の特性の違いで分類される研究課題の領域の最小単位内での配置には意味がないことに注意。

研究課題の質①「プロジェクトの進展」と「研究課題の質 」を座標軸として、関連項目（廃炉プロセス、検討の段階、目標、目的、検討の狙い）を体系＊的に整理することにより、研究課題の“掘り起こしの検討対象とする領域(掘り起こし領域）を設定する。

目的（3） 目的 目的 目的
社会的（1） （2） （3）受容性確保

研究課題の領域（番地）設定適用・高度化段階

実用化段階

廃炉プロセスA

研究課題の掘り起こし領域の設定

研究課題の“掘り起こし”のイメージ

11

プロセス毎に個々の区画で想定される研究課題の多様性（配置に依存した種類の違い）と重要度を表す

同一プロセス内での研究課題の連携(Why）や、複数の異なるプロセス内での連携(How）（研究シナリオ）を表す。(実践は実施、破線は想定）

目的１
安全性

目的2
経済性

目的3
目的1
社会的受容性

目的2

目的3

目標2
目標1

研究課題の質②「プロジェクトの進展」と「研究課題の質」 によって区画整理された領域に、廃炉プロセス毎に同定された異なる重要な研究課題をあてはめ、プロセス毎に個々の区画の充足度を確認し、“埋もれた研究課題”の存在の有無を確認する。

研究課題が想定・設定されていない区画

廃炉プロセスA

廃炉プロセスB
廃炉プロセスC“掘り起こし領域”への重要研究課題の配置 (オセロ図）

掘り起こし領域への重要研究課題の配置 (燃料デブリの取り出し）1A
汚染水対策

1B 使用済燃料の取り出し

１C 燃料デブリ取り出し

１D
解体・輸送

１E
保管・貯蔵

１F
処理・
検認

１G
処分

１H
環境回復

(1) 安全性確保(2) 安全性確保＋経済性確保(3) 安全性確保＋経済性確保＋社会的受容性

 既存の研究課題マッピング
 廃止プロセスにおける「1C 燃料デブリ取り出し」における「(1)安全性確保」に関わる（現在実施中の）基礎・基盤研究情報をマッピングする（右図）。
 既存の研究課題はそのほとんどが開発・検証段階の対策立案・実施に相当する項目に位置付けられるが、一部は適用・高度化段階に位置付けられる。
 現状のマッピングにおける留意点等
 研究課題マッピングの位置等は現状のトライアルの段階であることに留意。
 適用・高度化段階の対策立案・実施においては、初号機デブリ取り出し前後に必要な装置類の開発をターゲットとして抽出した。

1C(1)(A）③
最適化・標準化

1C(1)(A) ②
対策立案・実施

イエ

項番(1)~(65)項番(66)~(73)1C(1)(A)
開発・検証段階

1C(1)(B)
適用・高度化段階

1C(1)(A) ①
現状把握

１C 燃料デブリ取り出し

1C(1)(C)
実用化段階

12

掘り起こし領域への重要研究課題の配置 (処分）
1A
汚染水対策

1B 使用済
燃料の取り出し１C 燃料
デブリ取り出し

１D
解体・輸送

１E
保管・貯蔵

廃止プロセスにおける「1G 処分」における「(1)安全性確保」に関わる（現在行われている）基礎・基盤研究情報をマッピングする（下図）。

１F
処理・検認

１G
処分

13

１H
環境回復
(1) 安全性確保(2) 安全性確保＋経済性確保(3) 安全性確保＋経済性確保＋社会的受容性

研究課題の“掘り起こし”の例
 重要と考えられる研究課題の“掘り起こし領域”への配置図（オセロ図）から、特定のプロジェックトで検討されている研究課題が他のプロジェクトにおいて必要とされないか？等の見方をすることで、埋もれた重要な研究課題を掘り起こしが可能となる。

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 NDFの戦略プラン2018には、「処分を念頭に置いた先行的処理方法の選定手法の構築」が挙げられ、IRIDのプロジェクトで検討が実施されている。
 この研究課題には、廃棄物受け入れ基準(WAC）の設定に資する研究が含まれている。廃棄物の受け入れ基準は、処分の安全性を高める反面、廃棄体化技術の自由度を制限するトレードオフの関係にあるとともに、複数のプロセスの連携研究課題である。
 掘り起こし領域には、トレードオフを考慮した「全プロセスの合理化（目標２）」に関する領域設定がなされている。他の領域で同様の研究課題を挙げる必要はないかの見方は重要である。

５．重要研究課題とその実施時期、実施方法の提示

15

 プロセスの進展を表す開発・検証、適用・高度化、実用化段階での原則としての研究実施分担を定める。

開発・検証（大学/JAEA等の研究機関）

プロセスの進展検討の狙い②対策検討実施

時刻T

検討の狙い①現状把握

適用・高度化（ JAEA等/事業者）

廃炉プロセスA

1F基礎基盤研究マップ2（重要研究課題、実施時期、方法の同定版）

目標2：プロセス全体の合理化目的（3 ）社会的受容性確保

実用化（ JAEA等/事業者）

目標1：プロセス単独の合理化

特殊事情を考慮するパターン

目的（2 ）経済性確保

検討の狙い③最適化・標準化

目的（1 ）安全性確保

時間軸方向にスライドすることで、研究課題の原 則 的な実施 領域 の目安 を示して行く。

目的（1 ） 目的（2 ） 目的（3 ）カーソル（計算尺）

実施対象となる
研究課題の領域

研究課題の質 オセロ図において、左下から右上の斜めのラインで実時間軸を表すこととする。
 研究課題の重要度評価の結果（重要度を色別表示）を廃炉プロジェクトごとにオセロ図に配置する。
 その時々の事情を考慮して設定されるカーソルの位置と幅により、任意の領域がカバーされる。
 カーソルがかかる最小単位の領域内にある研究課
題が重要度に応じた原則としての実施対象となるカーソルの幅
は、その時々の事情を顧慮して設定

６．今後の予定

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 廃炉プロセスごとの研究課題の同定とマッチングによる“抜け”の確認
 同定された研究課題の重要度評価(エキスパート判断)の実施
 研究課題の重要度評価結果を反映した廃炉プロセスごとのオセロ図の作成
 廃炉プロセスごとの埋もれている重要研究課題の“掘り起こし” 廃炉プロセスごとの重要な研究課題の役割分担、実施時期の検討
 “研究課題の特性”を表す個々の廃炉プロセス毎のWhere、Whatの項目の具体的内容についてのリスト化（テンプレート化： 原子力学会発表応募の専門分野表と同様）
Where

分野、対象、領域モデル

What

何を表面線量率の評価式・・・

手法・技術

計量管理方策の評価式、耐放射線技術・・・・

装置・設備

遠隔計測技術、中性子センサー、非破壊装置、施設仕様・・・

材料
特性・状態
どうする

耐放射線材料・・・・・・
放射能濃度・分布、物理・化学特性、冷却機能の健全性、閉じ込め機能の健全性、臨界状態、地質環境条件・・・・・・・・
開発・構築、適用・応用、測定・計測、分析、解析・評価、維持、管理等・・・・・・・

 今後の公募において、応募内容の理解を容易にするため、 “研究課題の特性”等の各項目を公募の申請資料の記入事項とすることを検討する。

検討目的（合理化の対象）の詳細

付録

検討目的（合理化の対象）(1)安全性確保(作業者、公衆、環境の安全性確保）

放射線安
全1 作業の効率化
2 閉じ込め機能（崩壊量を増大させる機能【移行遅延機能】の発揮・維持を含む）

時間
遮蔽
距離(隔離)

3 空間線量抑制
放射線源の除去
放射線源の発生抑制

一般作業安全(2)経済性確保(3)社会的受容性確保

174 放射線源の隔離・取り除き
5 放射性微粒子を含む粉塵抑制
6 臨界防止7 作業環境（非放射線）の健全性維持
8 作業基準の順守
1 廃棄物量の最小化
2 経済性の高い手法選定・施設設計
1 汚染拡大防止
2 場の安定化（リスクの低減）