燃料デブリ回収工法アイス工法福島事故対策検討会森重晴雄京都大学山敷庸亮 Content １．背景２．工法の説明３．工法の成立性検証４. 現検討案との比較５．まとめ福島第一原子力発電所１号機から3号機の現況概略 • PCVにキレツ • RPV底部に穴 • 燃料デブリ約１００ｔ発熱約１００ｋｗ • 汚染水約１００ｔ/D 背景 • • • • • 汚染水が流出し、海洋汚染が深刻早期に燃料デブリを回収が必要現検討案の課題が多い。成立性未定原子炉基礎の耐震上の安全確保未確定具体的手順、対策費が未定既存技術で信頼性の高い工法を立案建設時の格納容器IRID資料より PCVを気密 ①PCV内空冷－３０℃からー１０℃ PCV表面結露 ②PCV内排気 ③キレツ部から外気侵入 ④キレツに結露水集積 ⑤凍結 ⑥封鎖 RPV 密封＆遮蔽 ①空冷ー３０℃の空気を CRDM交換ルート RPV底部に送風 ②流出水凍結汚染水のRPVからの流出を断つ ③RPV内貯水 ④遮蔽カメラ稼働東電常温空冷案東電資料より燃料デブリ回収装置 • 燃料デブリを凍結固定 • 回収装置よりプラズマ噴射により燃料デブリ粉砕 • 粉砕された燃料デブリを水蒸気で保管容器に圧送燃料デブリ回収時イメージ燃料デブリ回収前後の撤去作業 • • • • • • • コンクリートプラグ PCV上蓋 RPV上蓋、RPV 生体遮蔽壁気水分離機シュラウドペデスタルなど低被ばくで達成した炉心交換の工法を踏襲伊方１・２号機玄海１号機実績 PCV上蓋搬出原子炉の搬出イメージ NDF 技術要件９項目 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 格納容器（PCV）・建屋の構造健全性の確保臨界管理冷却機能の維持閉じ込め機能の構築作業時の被ばく低減燃料デブリ取出し機器・装置の開発燃料デブリへのアクセスルートの構築系統設備，エリアの構築労働安全の確保１．格納容器（PCV）・建屋の構造健全性の確保既存案水中案スロッシングより地震力が増大するトップヘビー不安定気中横案自足を切る。根切り対策要気中上案トップヘビー不安定１．格納容器（PCV）・建屋の構造健全性の確保 • PCV、RPV のキレツ部とペデスタル入り口部をアイスで塞ぐ。軽量化 • 構造健全性の確保現状以下の荷重条件となり、耐震裕度確認範囲内で工事を進捗可能２．臨界管理１ホウ酸注入２中性子計測３．各カメラの監視ＴＶカメラ, ガンマ-カメラ、赤外線カメラ４．回収中の施工燃料デブリを微粉とし臨界密度以下にする。３．冷却機能の維持約 100KW 発熱の燃料デブリ冠水（１００ｔ以上の水に冷熱を蓄え動的安定）－３０℃の冷却空気（250KW ）で冷却４．閉じ込め機能の維持水中工法４．閉じ込め機能の維持気中工法４．閉じ込め機能の構築三重の閉じ込め • 燃料デブリを水で満たし、その周囲をアイスで閉じ込める。 • キレツをアイスが塞ぐ ⇒PCV 及び RPV を封鎖する。さらに • 回収装置を燃料デブリに凍結、固定し閉じ込められた空間の中で粉砕し、真空引きをする。５．作業時の被ばく低減 • 燃料デブリに 5ｍ以上水遮蔽（10-10） • 超高真空（10-10 Pa） BG並みにダストを浄化国の基準代表例プルトニウム（α線核種）７×１０－７Bq/cm3以内を満たす。６．燃料デブリ取出し機器・装置の開発 • 燃料デブリにプラズマを噴射し、微粉末となった燃料ﾃデブリを真空装置に圧送し保管容器に送る。 • 既存装置の組み合わせ。プラズマ溶断装置 Heクライオポンプ（真空装置）大きな開発要素なし７．燃料デブリへのアクセスルートの構築 1 アクセスを 3 ルート構築 1.重量物搬送ルート屋外クレーン⇔オペフロ 2.手荷物搬送ルート建屋内ルート⇔オペフロ ⇔燃料デブリ２３ 3.冷却ルート CRDM メンテルートと既存配管システム８．系統設備，エリアの構築既存空調設備に追加・PCV 冷却システム・RPV 冷却システム（凍土壁用冷凍設備1基分）９．労働安全の確保 • モックアップによる作業訓練 • 低放射線下の作業 • 作業の単純化工法比較工法の成立性評価アイス工法がNDF技術要件９項目をすべて満たすこと確認した。工法の成立性評価確認ご清聴ありがとうございます