分野別戦略

3.1.2.1 燃料デブリ取り出しにおけるリスク低減の考え方

燃料デブリは直ちにリスクとして発現するとは考えにくいが、拙速に対処した場合にかえって リスクを増加させ得るリスク源である（2.3節参照）。現在は一定の安定状態にあるが、長期的に は経年による形態や物性の変化によってリスクが増加する可能性が考えられる。すなわち、燃料 デブリには、現在の一定の安定状態が適切な管理によって維持されている限りは外部に悪影響を 与える可能性は低いと期待されるものの臨界や冷却上の問題の発生等によって顕在化し得る中期 的視点からのリスクと、含まれる核燃料物質が建屋の劣化に伴って将来的に環境中に漏えいして 環境汚染が発生し得るという長期的視点からのリスクが存在する。したがってできるだけ早期に、

分野別目標の(1)に掲げたとおり、安全対策をはじめ周到な準備をした上で、燃料デブリを安全に 回収し、これを十分に管理された安定保管の状態に持ち込むことにより、広く社会に許容される 低いリスクレベルを達成するべきであり、このための技術検討を進めているところである。

これまで戦略プランでは、燃料デブリ取り出しに当たって検討すべき事項を論理的に整理し、

燃料デブリ取り出し作業時の安全確保や燃料デブリ取り出し工法に係る技術要件、燃料デブリの 安定保管に係る技術要件を定めて検討を行ってきた。今後は、次項に述べる燃料デブリ取り出し 方針に従ってステップ・バイ・ステップのアプローチで段階的に規模を拡大していく際にも、安 全に燃料デブリの取り出しを行うため、これらの技術要件に沿った検討を進めていく必要がある。

なお、現状の号機ごとのリスク評価を考えると、1号機は上部の原子炉建屋がなく、3号機は上 部の原子炉建屋の代わりに燃料取り出し用カバーが存在するだけであり、一方、2 号機は原子炉 建屋が健全な上、燃料デブリの多くが原子炉圧力容器（以下「RPV」という。）内に留まっている と推定されることから、RPVの損傷の程度も小さいと考えられ、管理重要度の点で差がある。潜 在的影響度に影響する形状に関しては、粉体に近い状態から固体まで様々な状態を取る可能性が あるが、現時点でその形状は特定されておらず、図 5における計算上はこれまでに得られた知見

から推定した。特に2号機については、燃料デブリの多くがRPV内に留まっていると推定され、

1, 3 号機と比較して溶融炉心－コンクリート反応（以下「MCCI」という。）生成物の割合が少な

く安定的な形態と考えられることから、潜在的影響度は相対的に低くなっている。

3.1.2.2 燃料デブリ取り出し方針

戦略プラン2015及び2016では、PCV内水位レベル（冠水工法・気中工法）や、燃料デブリへ のアクセス方向（上アクセス・横アクセス・下アクセス）の組み合わせによる燃料デブリ取り出 し工法オプションの検討を行い、重点的な検討を進めるべき3つの工法（①冠水-上アクセス工法、

②気中-上アクセス工法、③気中-横アクセス工法）を選定し、その検討を進めてきた。

戦略プラン2017 においては、この 3つの燃料デブリ取り出し工法に関して、燃料デブリの安 全な取り出しのために満足すべきものとして9つの技術要件（①閉じ込め機能、②冷却機能、③ 臨界管理、④構造健全性、⑤被ばく低減、⑥労働安全、⑦アクセスルート、⑧機器・装置開発、⑨ 系統設備・エリア構築）に加え、燃料デブリの安全・安定保管に係る 3つの技術要件（①収納・

移送・保管、②取り出し作業で発生する廃棄物の取扱い、③保障措置）に関してそれぞれ実現可 能性評価を行い、5 つの基本的考え方による総合評価の上で、燃料デブリ取り出し方針の決定に 向けた戦略的提案（燃料デブリ取り出し方針の決定に向けた提言と決定以降の取組）を行った。

2017年9月に改訂された中長期ロードマップでは、この戦略的提案の内容を踏まえ、燃料デブリ 取り出し方針が次のように決定されたところである。

燃料デブリ取り出し方針

① ステップ・バイ・ステップのアプローチ

早期のリスク低減を図るため、先行して着手すべき燃料デブリ取り出し工法を設定した上で、取り出し を進めながら徐々に得られる情報に基づいて、柔軟に方向性を調整するステップ・バイ・ステップのアプ ローチで進める。

燃料デブリ取り出し作業と原子炉格納容器内部及び原子炉圧力容器内部の調査は相互に連携させなが ら一体的に実施する。燃料デブリ取り出しは、小規模なものから始め、燃料デブリの性状や作業経験など から得られる新たな知見を踏まえ、作業を柔軟に見直しつつ、段階的に取り出し規模を拡大していく。

② 廃炉作業全体の最適化

燃料デブリ取り出しを、準備工事から取り出し工事、搬出・処理・保管及び後片付けまで、現場におけ る他の工事等との調整も含め、全体最適化を目指した総合的な計画として検討を進める。

③ 複数の工法の組み合わせ

単一の工法で全ての燃料デブリを取り出すことを前提とせずに、号機毎に、燃料デブリが存在すると考 えられる部位に応じた最適な取り出し工法を組み合わせる。

現時点では、アクセス性の観点から、原子炉格納容器底部には横からアクセスする工法、原子炉圧力容 器内部には上からアクセスする工法を前提に検討を進めることとする。

④ 気中工法に重点を置いた取組

原子炉格納容器上部止水の技術的難度と想定される作業時の被ばく量を踏まえると、現時点で冠水工法 は技術的難度が高いため、より実現性の高い気中工法に軸足を置いて今後の取組を進めることとする。

なお、冠水工法については、放射線の遮へい効果等に利点があること等を考慮し、今後の研究開発の進 展状況を踏まえ、将来改めて検討の対象とすることも視野に入れる。

⑤ 原子炉格納容器底部に横からアクセスする燃料デブリ取り出しの先行

各号機においては、分布の違いはあるが、原子炉格納容器底部及び原子炉圧力容器内部の両方に燃料デ ブリが存在すると分析されている。取り出しに伴うリスクの増加を最小限に留めながら、迅速に燃料デブ リのリスクを低減する観点から、以下の項目を考慮し、まず、原子炉格納容器底部にある燃料デブリを横

からのアクセスで取り出すことを先行することとする。

○原子炉格納容器底部へのアクセス性が最もよく、原子炉格納容器内部調査を通じて一定の知見が蓄積さ れていること

○より早期に燃料デブリ取り出しを開始できる可能性のあること

○使用済燃料の取り出し作業と並行し得ること

3.1.2.3 初号機の燃料デブリ取り出し方法の確定に向けた検討の進め方

中長期ロードマップでは、「先行して着手すべき初号機の燃料デブリ取り出し方法については、

予備エンジニアリング及び研究開発の成果を慎重に見極めつつ、収納・移送・保管方法を含め、

2019 年度内までに確定し、2021 年内に初号機における燃料デブリ取り出しを開始する」ことと されている。この初号機を選定するに当たってはまず、1～3号機のそれぞれについて、燃料デブ リ取り出し実施の中長期的なエンジニアリング・スケジュールの概略が立てられていることが前 提であり、これを組み合わせた全体計画としての整合性を鑑みた上で、初号機とその取り出し方 法が決定されるのが合理的であると考えられる。すなわち、図6の検討フロー（案）で示される ように、これまでの廃炉・汚染水対策事業における研究開発の成果やPCV内部調査の結果、作業 環境の整備、プール内燃料の取り出し計画及び汚染水対策を含めたサイト全体の敷地利用計画の 状況等を基に、東京電力が実施する予備エンジニアリング³（次項参照）において、①1号機から 3 号機の号機ごとの燃料デブリ取り出し概念検討とその現場適用性等の評価に基づいた、燃料デ ブリ取り出しの実際の作業工程案（シナリオ）が作成される必要がある。その上で、②各号機の シナリオと周辺計画をも組み合わせた複数の全体シナリオを検討し、時間や安全、プロジェクト 全体としての整合性など 3.6 節に述べるサイト全体を捉えた全体最適化の観点から、総合的に見 て最も合理的と考えられる全体シナリオを特定することにより、初号機とその取り出し方法を確 定していくこととなる。

この際、現場適用性等の評価の視点としては、燃料デブリ取り出し作業時の安全確保（閉じ込 め機能、冷却機能、構造健全性、臨界管理、作業時の被ばく低減など）、燃料デブリ取り出し工法 の成立性（アクセスルートの構築、機器・装置の開発、系統設備・エリアの確保）、燃料デブリの 安定保管（収納・移送・保管、保障措置方策の検討）といった、3.1.3項に述べる技術要件に対す る適合性がある。

また特に、初号機の選定に当たっては、不確かさの多い環境で過去に例のない燃料デブリ取り 出し作業を行うという特殊性や燃料デブリの取扱いの経験・情報を早期に得ることの効果等を踏 まえ、内部情報の確実性、必要な準備工事の有無等の作業環境、図5や3.1.2.1項に示した現状の 号機ごとのリスク評価の結果や想定される燃料デブリ取り出し時におけるリスクレベル等の観点 も含めて判断していく必要がある。

3 工事実施に際して行われる基本設計に先立って、予備的に工事実現性の見極めを付けるためのエンジニアリン グ面の検討作業。現場状況を十分に踏まえて、メンテナンス性、配置、動線等も含めた技術や機器・設備等の現 場適用性を検討することにより、基本設計後の手戻りの最小化を図るものである。したがって、予備エンジニア リングの結果、必要に応じて工法の見直しが行われることとなる。