燃料デブリ取出し時の再臨界防止 燃料デブリ臨界管理の技術開発 研究目標 課題 燃料デブリは、現状は臨界になっていない と推定されている。 今後実施される燃料デブリ取出し作業に おいて、その形状や水量が変化しても臨界 にならないように、臨界評価、臨界防止、 モニタリング等の技術開発を行う。 ・万一、臨界が生じた際の一般公衆・作業者 の過度の被ばく防止 ・再臨界検知・再臨界近接検知装置の開発・ 検証 ・臨界防止用の中性子吸収材の開発・選定 研究概要 4. 再臨界検知/臨界近接検知技術 1.炉内の状況 必要性 ・原子炉内の制御棒は使用不能 ・燃料デブリの量や場所、性状不明 ・取出し作業で形状や配置が変化 原子炉圧力容器 並びに格納容器 下部に溶融した 燃料が落下。 冷 却 水 か け 流 し 燃料デブリ 状態で温度安定。 臨界時に生成 す る Xe-135 が 殆 ど 検出されていない。 冷却水 注水経路 現状臨界になって いないと判断 冷却水 注水経路 検知方法/技術 ・燃料デブリ取出し作業位置の近傍に設置 ・中性子源増倍法 (中性子の増倍の変化を監視) ・Feynman α法、Time Interval Distribution法 (中性子束の揺らぎ(雑音)の変化を監視) 開発/検証 ・検知方法、システム設計、成立性確認 1F-1/2/3の燃料デブリの想像図 2.作業時の臨界管理 5.臨界防止用中性子吸収材 万一、再臨界が起こっても、一般公衆・作業員に ・溶解性中性子吸収材： 過度の被ばくが生じないことを確認 冷却材中に溶解させる吸収材 臨界への近接を監視しながら冠水作業を実施 投入時の影響（構造材への影響等）を確認。 ・非溶解性中性子吸収材： 燃料デブリに直接塗布する固体やゲル状吸収材。 臨界近接検知で燃料デブリ取出し作業中止 候補材選定、放射線照射下での特性変化検討。 中性子吸収材投入で再臨界を防止 非溶解性中性子吸収材の例 3.未臨界監視及び臨界近接検知 改 良 型 FP ｶ ﾞ ｽ γ 線 再 臨 界 検知ｼｽﾃﾑで 万一の再臨界 時に炉外で 再臨界を検知 ガス処理系FPガンマ検 知システム Xe,Kr R/B PCVガス 処理システム 吸引ファン プロセス建屋 T/B 検出器 臨界 デブリ切断時 の切粉が廃液 処理/冷却 滞留水 設備に蓄積 した場合の 未臨界監視 装置による臨界状態への 近接検知 現状 廃液処理、冷却設備の 未臨界監視装置 将来 U, Pu デブリ取出 し作業時に、 デ ブ リ の 形状や配置 が 変 化 し 再臨界が 起 こ っ た 場 合 に 、 中性子に よる炉内の 再臨界検知 システムで 迅速に検知 /対応 中性子による炉内の再 臨界検知システム 本設水処理 臨界 設備 今後の計画 安全かつ効率的な燃料デブリ取出し方法の選定 に向けて、以下を実施。 ①臨界管理方法の精緻化 ②複数工法に対する臨界管理方法の開発 ③「炉内臨界近接検知システム」の成立性確認 ④中性子吸収材選定・適用方法検討 1 IRID 2015
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