日本原子力研究開発機構大洗研究所(北地区)の核燃料物質使用変更許可申請等について御質問への回答(燃料研究棟)令和3年7月7日国立研究開発法人日本原子力研究開発機構大洗研究所燃料材料開発部【汚染事故の概要】平成29年6月6日に燃料研究棟で、「不適切な核燃料物質の管理」の是正対応に係る点検作業中に、作業員5名がプルトニウムとウランの入った貯蔵容器をフ一ド内で点検していたところ、樹脂製の袋が破裂して汚染事故が発生した。燃研棟の核燃料物質の不適切な管理の対応(安定化処理)および汚染事故後の対応(セル内開封点検・安定化処理）不適切な核燃料物質の管理および汚染事故に対して、燃研棟内に貯蔵しているすべての核燃料物質を対象に、①～③の作業を完了することにより、JAEAの核燃料物質の管理基準を満たすようにする。完了後は、他施設への核燃料物質の搬出まで燃研棟内に一時貯蔵して点検を行う。 ①不適切な核燃料物質の管理の是正、事故容器の安定化処理（既許可で対応） PFRFグローブボックス内試料の安定化処理及び一時貯蔵(事故の原因となった貯蔵容器内の有機物を含む）対象容器数102個安定化処理後の核燃料物質②貯蔵容器の開封点検及び安定化処理（H30年度審査会合後許可に対応）対象容器数54個FMF :管理基準を満たしていない貯蔵容器をFMFに輸送し、セル内で開封点検を実施AGF: FMF点検時にFP汚染がある貯蔵容器内試料の安定化処理、貯蔵PFRF:上記以外の容器内試料の安定化処理、一時貯蔵③フ一ド作業の禁止に伴う220gを超える貯蔵容器のGB内での金属容器詰替え作業（本申請）対象容器数9個許可後、2週間程度で完了見込み2
①不適切な核燃料物質の管理の是正、事故容器の安定化処理PFRFグローブボックス内試料の安定化処理及び一時貯蔵（事故の原因となった貯蔵容器内の有機物を含む）対象容器数102個(H28.12.7～R2.5.28)完了②貯蔵容器の開封点検及び安定化処理FMF :管理基準を満たしていない貯蔵容器54個をFMFに輸送し、セル内で開封点検を実施(R1.8.22〜R2.2.19)完了当該許可R2.8削除済AGF :FP汚染あり(5個)安定化処理、貯蔵(R1.12.18〜R2.8.7)完了当該許可R3.6削除済PFRF :FP汚染なし(49個) :安定化処理、一時貯蔵(R2.6.18〜R3.1.15)完了本申請で当該許可削除③フード作業の禁止に伴う220gを超える貯蔵容器のGB内での金属容器詰替え作業本申請今回の変更許可取得により、220gを超える貯蔵容器の詰替え作業を行い、集約施設への搬出を可能とする。 【コメント1】安全上重要な設備の有無に係る評価が、核燃料物質の最大取扱量220gでの評価となっているが、300gとした上で評価を行うこと。 （安重評価における放出放射能の算出においては、グローブポックス内での貯蔵容器の点検等に伴う、貯蔵容器の最大取扱量を設定した上で安重の有無が判断され、その結果について報告を受けたものであり、本変更で最大取扱量が変更されることから、安重評価においても当該変更を反映する必要がある） [平成31年3月申請評価]
①で取出した容器  Pu＋235U: ＜100g ⑤の安定化処理における100gで評価グローブポックス(109号車) [本甲請] ＜貯蔵容器内の金属容器詰替え作業＞ 911-Dグローブボックスで、9個の貯蔵容器に収納された金属容器の詰替え作業を行う。 (8容器は金属容器2個(1容器<150g)、 1容器のみ16個(1容器＜20g)の金属容器を収納） ＜評価対象核燃料物質重量＞ 8個の貯蔵容器: 2個の金属容器のうち1個の金属容器を取り出す。取扱量＜150g 1個の貯蔵容器: 16個の金属容器のうち150g程度まで取り出す。150g＜取扱量＜220g以上のことから、16個の金属容器の取扱いにおいて150gをわずかに超えることを想定しているため、220gで評価[補正申請]令和3年6月24日のコメントを受け、最大取扱量を貯蔵容器の許可量300gとして、911-Dグローブボックスでの最大存在量300gとして評価する【コメント2】既許可の線量評価について、開封点検に係る線量評価結果は具体的に示されていないが、固体廃棄施設に係る評価結果に包絡されるということか。また、本申請について、放射線業務従事者の線量について、線量告示が下回ることが確認できるよう1時間又は週での実効線量の記載ではなく年間での実効線量も追記すること。 【被ばく評価:放射線業務従事者】常時人が立ち入る場所の最大被ばく線量率は、911–Dグローブボックスにおいて下表のとおり貯蔵容器(P008–040)内の核燃料物質を取扱う場合の18.6 μ Sv/hであり、設計基準値の20 μ Sv/hを超えない。 ー年間に従事する期間だけの作業実態を考えた場合、実際の作業における年間の被ばく線量は、1個の貯蔵容器に対して5時間であるため、9個の貯蔵容器の作業の合計となり813 μ Sv/年となる。
なお、被ばく管理については、大洗研究所北地区の放射線安全取扱手引において、20mSv/年で放射線業務従事者の被ばく線量を管理することとしているため、100mSv/5年を超えることはない。さらに、20mSv/年を超えた場合は被ばく原因の調査を行い、適切な処置を講ずる。評価の結果は別添-補足資料2に追加する(補正申請)。 5 【コメント2（続き)】管理区域境界は3ヶ月あたり1. 3 × 10~4mSvでよいか（既許可から変更無しでよいか）。周辺監視区域境界の線量評価結果について、年間予定使用量に変更が無く、燃料研究棟の放射性物質の放出量に変更がないという理解で良いか。 【被ばく評価:管理区域境界】金属容器詰替え作業において、911－Dグローブボックス内に最大取扱量の貯蔵容器(P008–040)を取扱う場合の管理区域境界の線量は以下のとおりである。
管理区域境界における実測の実効線量は、＜0.2 μ Sv/3月であり、金属容器詰替え作業の評価値(0.23mSv/3月)を合算しても1.3mSv/3月を超えることはない。評価結果は、既許可と同様に別添−補足資料2に追加する(補正申請)。 【被ばく評価:周辺監視区域】金属容器詰替え作業において911－Dグローブボックス内に重量最大の貯蔵容器(P008-040)を取扱う場合の周辺監視区域の線量は以下のとおりである。
現在の周辺監視区域境界で評価した実効線量は、6.6 × 10 3mSv/年であり、金属容器詰替え作業の評価値( 2.3 × 10~³mSv/3月)を合算しても1.0mSv/年を超えることはない。評価の結果は、既許可と同様に別添-補足資料2に追加する(補正申請)。 6 【コメント3】設計評価事故について、本変更におけるグローブポックスの最大取扱量の変更を踏まえて再評価すること。また、変更する想定【設計評価事故】 【コメント1】の安重評価の見直しを踏まえ、評価に用いる核燃料物質量の整合を図るため、既許可の設計評価事故(変更申請書P.安–13〜15)について、既許可の220gから300gに変更して再評価を行う。再評価の結果は評価条件等を含めて変更後の添付書類2に記載する。(補正申請) 911-Dグローブポックスで最大取扱量を取扱い時に火災が生じた結果、スタックから核燃料物質が放出される設計評価事故の評価を既許可のPu220gから300gに変更(²³²Thは既許可と変更なし)して再評価した結果は以下のとおりである。また、最新の気象データなどの評価条件については、次回申請時に変更することで計画している。
【コメント4】核燃料物質を封入した金属容器の詰替え作業を行う際、金属容器を開封することはないか。また、開封しない場合、金属容器の密封性はどのように確認するのか。さらに、金属容器に汚染があった場合の対応について説明すること。本作業は、Pu＋235U:220gを超える貯蔵容器について、金属容器(PVCバッグ2重で封入)を詰替え、220g以下とするものであるため、金属容器を開封することはない。また、金属容器はパッキン及びPVCバッグ2重により、気密性を確保しており、貯蔵容器から取り出す際は、汚染の無いことを確認することで、密封性が維持されていることを確認する。 【コメント5】グローブボックス911-Dの核的制限値を2600gとした上で、300g以下となるよう質量管理を行うとしていることについて、300g以下は保安規定を変更して、変更後の保安規定に基づいて管理するということか。また、具体的にどのように300g以下となることを担保するのか。 ①保安規定第7編別表第1の1
4)変更申請書(既許可)
9, 【コメント6】一部のグローブポックスを核燃料物質を取り扱わない設備（維持管理設備）とすることに伴い、内部の汚染を想定した負圧及び負圧警報装置による監視又は気密性の維持及び気密性が維持されていることの点検等を行うか説明すること。また、当該変更について、保安規定の変更が必要か説明すること。第7編「手引の作成」第2条」燃料材料開発部長は、本体施設及び特定施設について、次の各号に掲げる事項に関して定めた手引を作成する。 (1)使用又は運転の管理に関する事項(2)保守に関する事項
(4)異常時の措置に関する事項上記第2条に基づき、維持管理設備とするグローブボックスについても「保守に関する事項」を燃料研究棟使用手引に定めて、核燃料物質を使用するグローブボックスと同様に負圧制御機能、警報機能、気密性を維持するための点検を実施する。 GB(901-D、902-D)第7編「(フード及び108号室の保安措置)第6条の2」第6条の2を(フード及び維持管理設備の保安措置)に変更することにより、維持管理設備の保安措置を明確にする。条文の内容で点検を明確にするため、「燃料研究施設保全課長は、フード及び維持管理設備のグローブボックスにおける核燃料物質の取扱いを止め、核燃料物質を取り扱わない設備として核燃料物質の使用禁止の表示を行う。また、 108号室内の固定された汚染箇所について、第2条に定める手引により定期的に点検する。」に変更する。 【コメント6-2】112号室から111号室への非破壊計量装置の移設について、汚染検査の具体について記載すること。また、汚染が認められた場合に講じる措置について説明すること。 【コメント7】燃料棒貯蔵棚の撤去について、保安規定の変更が必要か。また、棚の撤去作業について、保安規定に基づき作業計画書を作成する場合、汚染検査及び汚染が認められた場合の措置を内容に含むか説明すること。また、汚染が除去しきれない場合の対応について説明すること。参考資料2「非破壊計量裝置移設に係る安全性について」及び参考資料3「燃料棒貯蔵棚撤去に係る安全性について」に汚染検査の方法及び汚染検出された場合の措置について追記する。（補正申請） [除染できた場合]汚染検査及び汚染が検出された場合の措置は、保安規定(第2編第16条)に基づき作成する作業計画書に定める方法により実施する。この場合、非破壊計量装置及び燃料棒貯蔵棚の除染に使用した資材の放射性廃棄物は紙バケツ3個程度である。また、燃料棒貯蔵棚は切断し放射性廃棄物として廃棄するため、ペール缶10個程度となる。以上の放射性廃棄物が発生しても保管容量に対し十分な余裕がある。 [汚染が除去しきれない場合の対応]汚染検査及び汚染が検出された場合の措置は、保安規定(第2編第16条)に基づき作成する作業計画書に定める方法により実施する。 ⇒[非破壊計量装置]汚染拡大防止のため、汚染箇所を除去するかテープ等で固定したうえで移設を行う。汚染箇所を除去した場合は、当該箇所を放射性廃棄物とする。テープ等で固定した場合は当該箇所について、保安規定第7編第2条に定める燃料研究棟使用手引により定期的に点検する。 [燃料棒貯蔵棚]燃料棒貯蔵棚は切断し放射性廃棄物として廃棄する。この場合、上記の[除染できた場合]の放射性廃棄物に加え、非破壊計量装置から除去した汚染箇所がペール缶1個程度となる。以上の放射性廃棄物が発生しても保管容量に対し十分な余裕がある。 11 【コメント8】新たにα固体廃棄物を保管廃棄する112号室は、廃棄施設か使用施設兼廃棄施設か。また、113号室も同じ施設区分か。 ○新たにα固体廃棄物を保管廃棄する112号室は、使用施設兼廃棄施設とする。また、113号室も同じく使用施設兼廃棄施設である。
【コメント9】使用の方法に追加した、熱処理、電子線分析、実験済廃液の固化の具体と閉じ込めや火災防護の設計について説明すること。燃料研究棟の既許可の本文「使用の目的」理、廃棄物中のプルトニウムの計量等に必要な技術開発を行う。 ①(1)ウラン・ブルトニウム混合窒化物燃料、合金燃料等の調製、(2)確性試験、(3)高温における特性試験及び(4)照射用燃料棒を製作し、試験研究用原子炉で照射試験を行い、照射下の燃料の健全性を評価する。また、研究で使用した実験済試料からの核燃料物質の分離回収、廃棄物処
【コメント9】使用の方法に追加した、熱処理、電子線分析、実験済廃液の固化の具体と閉じ込めや火災防護の設計について説明すること。燃料研究棟の既許可の本文「使用の目的」の記載の変更内容は以下のとおり。 ①(1)ウラン-プルトニウム混合窒化物燃料、合金燃料等の調製、(2)確性試験、(3)高温における特性試験及び(4)照射用燃料棒を製作し、試験研究用原子炉で照射試験を行い、照射下の燃料の健全性を評価する。また、研究で使用した実験済試料からの核燃料物質の分離回収、廃棄物処理、廃棄物中のプルトニウムの計量等に必要な技術開発を行う。 ②研究で使用した実験済試料の安定化処理を行い、核燃料物質の集約施設への搬出まで一時貯蔵を行う。平成25年の廃止措置決定に伴い、以後、①の燃料研究棟での開発研究を終了し、また、②の実験済試料の安定化処理を完了したため、既許可の①, ②を統合し、新たな①とする。 ①核燃料物質を集約施設への搬出まで一時貯蔵を行う(既許可の②)。搬出までは、核燃料物質の管理基準に従い貯蔵容器の点検を行う（既許可の②の見直し）。また、貯蔵容器内の核燃料物質の健全性を確認するため、必要な表面観察、元素分析等を行う。（既許可の①の一部） 220gを超える9個の貯蔵容器を開封して金属容器を詰め替える作業を追加するため、新たに②を追加する。（本申請での追加） ②核燃料物質の集約施設への搬出に向け、移動用キャスクの制限量220g以下とするため、酸化物原料粉Pu+²³⁵U : 220gを超える9個の貯蔵容器内の一部の金属容器を取り出し、別の貯蔵容器に詰替えを行う。 14
(1)第7編「(使用施設の使用上の制限)第6条」貯蔵容器9個の金属容器詰替え作業に関する、以下の安全対策を追加する。 【改正内容】金属容器を詰め替える作業において、次の各号に掲げる事項を遵守する。 (1)作業員は全面マスクを着用して内部被ばくの防止の措置を講ずる。 (2)貯蔵容器の移動に当たっては、所定の運搬車により行う。 (3)貯蔵容器の開封は911–Dグローブボックス内で行い、貯蔵容器から取り出した金属容器の開封を行わない。 (4)911-Dグローブボックスで取り扱う貯蔵容器は、空容器を含め1容器のみとする。 (5)911-Dグローブボックス設置場所である109号室内で、その他の核燃料物質を同時使用しない。 (2)第7編「別表第1の1最大取扱量（グローブボックス）」金属容器詰替え行を行う911-Dグロープボックスの取扱量の変更及び維持管理設備とするグロープボックスを明記する。 【改正内容】 ・911-Dグローブボックスの取扱量(Pu+²³⁵U)を300gに変更する。 · 101-D～108D.123-D～124-D.142-D.201-D～202-D.212-D.711-D.801-D～821-D.901-D～902-D.912-Dグローブボックス（合計：23台）について、維持管理設備の記載を追加する。 「大洗研究所（北地区）核燃料物質使用施設等保安規定」の改正項目(3)第7編「別図燃料研究棟平面図(1、2階)」保管廃棄施設を追加する。 【改正内容】保管廃棄施設(第1種管理区域)として、112号室を追加する。 (4)第7編「(フード及び108号室の保安措置)第6条の2」維持管理設備とするグローブボックスの保安措置を追加する。（コメント6に同じ） 【改正内容】条文のタイトルを「フード及び維持管理設備の保安措置」に変更する。条文を「燃料研究施設保全課長は、フード及び維持管理設備のグローブボックスにおける核燃料物質の取扱いを止め、核燃料物質を取り扱わない設備として核燃料物質の使用禁止の表示を行う。また、108号室内の固定された汚染箇所について、第2条に定める手引により定期的に点検する。」に変更する。