本事業のゴール

遠隔操作技術及び核種分析技術を
基盤とする俯瞰的廃止措置人材育成
研究代表者
東京大学岡本孝司
再委託先
福島大学高橋隆行、神戸大学横小路泰義
連携機関
東北大学、京都大学、九州大学、会津大学、福島高専
富山高専、（株）アトックス、日本原子力研究開発機構
本事業のゴール
• 福島第一原子力発電所廃止措置人材の育成
• 遠隔操作技術と核種分析技術の研究開発を通じ、
廃止措置における上記技術の専門家養成
• 上記研究開発の目標として、現場で利用できる
オンサイト・オフサイト分析システムを構築
• 総合工学としての廃止措置に対する俯瞰的知識
及びリスクを理解できる人材の育成
2
全体統括
東大：岡本孝司
人材育成
具体的課題解決
遠隔操作技術に関する研究
東大：淺間一
遠隔操作インタフェース
東大（精密工学・機械工学）
ATOX
東北大（情報科学研究科）
京都大（機械理工学専攻）
福島大学、神戸大学、
東北大学、京都大学、九州大学、
会津大学、福島高専、富山高専、
（株）アトックス、
日本原子力研究開発機構
廃止措置・現場ニーズ
切断・サンプリング
分析
廃止措置・
廃止措置・
廃止措置・現場ニーズ
現場ニーズ廃止措置現場環現場ニーズ
境・高放射線環
境における評価
高放射線
場提供
再委託
遠隔水中機器開発と人材育成
福島大（共生システム）
会津大（コンピュータ理工学）
福島高専（機械工学）
具体的課題解決
東京大学
JAEA、ATOX
高放射線
場提供
オンサイト・オフサイト分析システム
再委託
核種分析に関する研究
東大：高橋浩之
環境・試料に応じた最適分析手
法の研究開発
放射線計測によるデブリ分析
東大（原子力国際）
九州大（エネルギー量子）
富山高専（電気制御システム）
高感度核種分析
東大（原子力・博物館）
京都大（地球惑星科学）
ＪＡＥＡ
ＡＴＯＸ
設計・評価研究と人材育成
神戸大（機械工学）
3
原子力ライフサイクル
• 廃止措置とは
• 放射性物質という「リスク」を内包しているシステムを解体し、
• 放射性物質を廃棄もしくは管理下におくとともに、
• 発電所自体からは、放射性物質による被ばくもしくは汚染
のリスクを無くすこと
• 廃止措置においても、安全の基本的考え方は変
わらない
• 深層防護の考え方
• 重要度分類（リスクの高いものに集中）
• 継続的改善（経験の反映、被ばく低減、リスク低減）
但し、段階的にリスクが変化する事に注意
（特に、燃料の有無で大きく異なる）
通常廃止措置中におけるリスク
• 使用済燃料がある場合は、運転中と同じリスク
• 使用済燃料が搬出された後は、リスクが格段に
小さくなる。
• 止める、冷やすが不要となる
• 閉じ込めるの確保
• 閉じ込めるを確実に達成した上で、放射性物質を含む
物質（廃棄物）を廃棄または管理下におくこと
• 廃止措置の進展に伴い、リスクはさらに低減化
• 放射性物質インベントリの減少によるリスク低減
• 安全管理もリスクに応じて行う
通常炉廃止措置について
• 技術的には大きな課題は無い
• ＪＰＤＲ(BWR)の廃止措置(1981‐1995)実績
• 使用済燃料の中間貯蔵を推進
• リスクの低減、経営の健全化
• １０年後のリプレース需要を見込む事
• 日本のエネルギー環境を考えれば、新設（リプレース）は必須
• ウクライナも独立直後全原発停止。その後、チェルノブイリも再稼
働、代替炉新設
• 即時解体が望ましい
• 長期密閉管理は次善策（廃棄物処分との関連）
• 低レベル廃棄物処分場が必須
• 10年程度の長期的視野で処分場建設（福島を除く事）
• 廃棄物物量を見越した政策が必要
燃料損傷事故を起こした炉の廃止措置
• ＴＭＩ‐２
• 燃料取り出しに１０年以上
• 現在は燃料が取り出され、格納容器や建屋による密封
管理状態
• リスクは十分低減された状態
• チェルノブイリ
•
•
•
•
燃料は空冷
いわゆる石棺による閉じ込め
新ドーム（閉じ込め・解体作業のため）建設開始
リスクはある程度低減された状態
廃炉・汚染水対策チーム会合第12回事務局会議, 2014/11/27資料
http://www.tepco.co.jp/nu/fukushima-np/roadmap/images/d141127_05-j.pdf
福島第一原子力発電所の現状
• 燃料の状況
• 止める、冷やす、水素を管理
• ガスサンプリングによる核分裂監視(必要に応じホウ酸水注入)
• 循環注水により崩壊熱除去と温度計による監視
• 窒素注入により水素濃度低減と濃度監視
• 閉じ込めの状況
•
•
•
•
•
•
１号機：建屋カバーのみ
２号機：原子炉建屋（ブローアウトパネルは閉止）
３号機：損傷した原子炉建屋のがれき撤去中
４号機：使用済燃料排出済／通常炉廃止措置に近い状況
汚染水：ほぼ封止（モニタリングで確認）
固体廃棄物：敷地内仮保管（がれき、樹木、汚染水フィルタ含）
通常の廃止措置との違い
• 時間との戦い
– 塩水腐食、鉄筋の腐食など
• 高放射線環境下の作業
– ほとんど遠隔操作、回収ロボット
• 既設設備がほとんど利用できない
– 損傷もしくは機能喪失
• 大量の放射性廃棄物
– ほぼ全てが低レベル廃棄物。NRが無い
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福島第一廃止措置における
リスク管理の特徴
• 通常の原子炉と同様の廃止措置管理では危険
– 例えば、リスクのわずかな増大も許さない工事を行うと、
結果的にリスクの大きな増大を招く。また、時間的な先
送りがリスク増大につながる。
• 現場を中心とし、時間・空間・対象（放射性物質）を
考慮した、俯瞰的なリスク管理を実施する必要
– 数多くの廃止措置作業が相互に関連している
• ５年、１０年と長期に掛かる廃止措置を見越し、俯
瞰的な管理のできる人材を戦略的に養成し、現場
を初めとする廃止措置に投入していく事
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人材育成
• 中長期ロードマップにおいても廃止措置にかか
わる人材育成の重要性が指摘されている
• 廃止措置は３０年以上かかる長期プロジェクト
– プラント運転及び事故経験者はリタイヤ
– 30年後には今の高校生、大学生がメインプレーヤ
• 原子力の専門家だけではなく、土木、機械、化学
など総合的な知見が必要
– 総合工学として、俯瞰的なリスクを評価できる人材
• 経験値を積むことが必要
– 現場での応用研究やインターンシップ
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必要な人材
• リスクを俯瞰できること
– 時空間を超えて複雑に絡み合う課題を把握する
• 現場を良く理解していること
– 原子炉の運転・保守経験者も必要
– ＯＪＴなどで、何が必要かを理解する
• 変化していく課題に柔軟に対応できること
– 課題解決／マネジメントのできる技術者
• 社会的影響を考えられること
工学博士
工学修士
最先端研究経験、マネジメント能力
課題解決能力、国際経験など
本事業で目指す「Ｔ型」人材
• 様々な課題に対する専門家教育
– 工学博士・工学修士の育成
– 遠隔操作技術／核種分析技術を主な対象
• 廃止措置に関する俯瞰的リスク把握
– 廃止措置特論Ｅ（2015年度より開始予定）
– セミナー、サマースクールなど
• 現場を含めた経験
– インターンシップ、楢葉などの設備利用
具体的な課題設定
• オンサイト・オフサイト分析システム
• 高線量で狭隘・複雑な極限環境で調査・作業箇所にアクセス
し、必要な調査・作業を遠隔操作によって実施するための技
術を開発する。
• オンサイト分析は、ガンマ線CT等を基盤として、遠隔操作との
総合的システム化
• オフサイト分析は、遠隔操作により微量サンプリングされた
極微量試料を高精度で分析するシステム（ハヤブサ的分析）
位置特定
遠隔機器
探査
オフサイト分析
部位決定
サンプリング・
分析手法検討
遠隔機器
サンプリング
核種分析
ガンマ線CT
核種分析
オフサイト分析
・廃止措置に関する他の技術開発への波及効果も期待
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全体統括
東大：岡本孝司
人材育成
具体的課題解決
遠隔操作技術に関する研究
東大：淺間一
遠隔操作インタフェース
東大（精密工学・機械工学）
ATOX
東北大（情報科学研究科）
京都大（機械理工学専攻）
再委託
遠隔水中機器開発と人材育成
福島大（共生システム）
会津大（コンピュータ理工学）
福島高専（機械工学）
再委託
具体的課題解決
東京大学
福島大学、神戸大学、
東北大学、京都大学、九州大学、
会津大学、福島高専、富山高専、
（株）アトックス、
日本原子力研究開発機構
廃止措置・現場ニーズ
切断・サンプリング
分析
廃止措置・
廃止措置・
廃止措置・現場ニーズ
現場ニーズ廃止措置現場環現場ニーズ
境・高放射線環
境における評価
高放射線
場提供
JAEA、ATOX
高放射線
場提供
オンサイト・オフサイト分析システム
核種分析に関する研究
東大：高橋浩之
環境・試料に応じた最適分析手
法の研究開発
放射線計測によるデブリ分析
東大（原子力国際）
九州大（エネルギー量子）
富山高専（電気制御システム）
高感度核種分析
東大（原子力・博物館）
京都大（地球惑星科学）
ＪＡＥＡ
ＡＴＯＸ
設計・評価研究と人材育成
神戸大（機械工学）
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廃止措置特論Ｅ
2015年冬学期大学院講義予定
（Special Lecture on Fukushima-Daiichi NPP Decommissioning and Dismantling)
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
⑬
福島第一発電所事故概要
通常発電所の廃止措置
福島第一発電所の廃止措置概要
リスク評価とリスク管理
遠隔操作技術(1)
遠隔操作技術(2)
放射線計測技術
核種分析技術
燃料管理技術
廃棄物管理
環境影響評価
リスクコミュニケーション
社会的リスクの影響
①Fukushima-Daiichi NPP Accident
②D&D activities for normal NPPs
③D&D activities for Fukushima-Daiichi NPP
④Risk Evaluation and Risk Management
⑤Remote control technology (1)
⑥Remote control technology (2)
⑦Radiation detection
⑧Mass Spectrometry for RI
⑨Fuel debris management
⑩Radioactive waste management
⑪Environmental Evaluation
⑫Risk Communication
⑬Evaluation of Social Risks
2015/2/24版
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①福島第一原子力発電所事故概要
• 原子力安全の基本的考え方
• 深層防護
• 地震と津波に対するプラントの応答
• 時系列イベント
• なぜ、このような事故が起こったのか
• 現在の発電所の状況
2015/2/24版
18
②原子炉の廃止措置
• 廃止措置とは何か
• JPDRの廃止措置
• 原子力学会の廃止措置標準
• 廃止措置技術
•
•
•
•
除染技術
解体技術
遠隔操作
放射線管理
• 最終形態（グリーンフィールド）
• TMI,チェルノブイリの廃止措置
2015/2/24版
19
③福島第一原子力発電所の廃止措置
• 環境・境界条件と目的
• 通常廃止措置との違い
• リスク最適化（最小化）
• 中長期ロードマップ
•
•
•
•
•
安定化、汚染水処理
炉内状況把握、情報取得
遠隔操作技術開発
燃料デブリ取り出し技術
廃棄物処理・管理
2015/2/24版
20
④リスク評価とリスク管理
• リスクとは
• 福島第一原子力発電所におけるリスクとは
•
•
•
•
•
•
使用済燃料プール
燃料デブリ
汚染水
汚染水処理後の廃棄物（スラリなど）
建屋等解体廃棄物
通常炉心周りの放射化物
• 閉じ込め性能劣化
• 時間軸を含めたリスク評価
2015/2/24版
21
⑤遠隔操作技術(1)
• 遠隔操作技術の現状
• 状況把握
• インターフェース
• 通信制御
• システムコントロール
2015/2/24版
22
⑥遠隔操作技術(2)
• 福島第一原子力発電所に投入されているロボット
• 遠隔操作クレーン
• 自立ロボット
• 水中ロボット
• 廃炉に必要なロボット
• 燃料デブリ切断
• 高放射線環境下作動ロボット
2015/2/24版
23
⑦放射線計測技術
• 放射線計測の原理
• 放射線計測器の概要
• 環境モニタリング
• 放射線従事者の線量計測手法
• アルファ線計測手法の課題
• 福島第一原子力発電所の放射線計測
2015/2/24版
24
⑧核種分析技術
• 福島第一原子力発電所で必要な分析対象核種
• 主な核種に対する分析技術の現状
• アルプスの仕組みと計測
• 微量分析技術
• ICP‐MS
• AMS
• LIBS
2015/2/24版
25
⑨燃料管理技術
• 燃料デブリの由来
• 燃料デブリの性状
• 機械的・化学的特性
• TMIにおける燃料デブリ取り出し
• 切断・回収・輸送技術
• 臨界管理
2015/2/24版
26
⑩廃棄物管理
• 放射性廃棄物の分類
• 放射性廃棄物の規制と考え方
• 低レベル廃棄物の管理と処分
• ウラン廃棄物の管理と処分
• ＴＭＩ、チェルノブイリでの廃棄物管理
• 地層処分とは
2015/2/24版
27
⑪環境影響評価
• 福島第一原子力発電所からのスカイシャイン
• 放射性廃棄物による環境影響
• 汚染水のリスク
• 廃炉作業中の想定事故と環境影響
2015/2/24版
28
⑫リスクコミュニケーション
• リスク管理
• リスク評価
• リスクコミュニケーション
• 具体的事例をベースとしたプラクティス
2015/2/24版
29
⑬社会的リスク
• 福島第一原子力発電所の社会的影響
•
•
•
•
•
政府の対応
現在の状況分析
マスコミによる情報伝達、危険情報のインパクト
社会的合理性と技術的合理性
世界の応答（イギリス、フランス、アメリカ、韓国など）
• 社会的リスクへの対処
• 福島第一における最大の社会的リスクは
• 定量的リスクと定性的リスク
• 信頼
2015/2/24版
30

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