福島第一原子力発電所3号機 使用済燃料プールからの燃料取り出しに向けた環境改善に関する取組み
公開日:
カテゴリ: 第15回
福島第一原子力発電所 3 号機 使用済燃料プールからの燃料取り出しに向けた環境改善に関する取組み
Approach to Dose Rate Reduction for Retrieval of Spent Fuel from Spent Fuel Pool at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Unit3
東芝エネルギー
小畑 政道
MasamichiObata
否
システムズ
東芝エネルギー
林 弘忠
HirotadaHayashi
否
システムズ
東芝エネルギーシ
高橋 純
JunTakahashi
否
ステムズ
東芝エネルギーシ
伊藤 悠貴
YukiIto
否
ステムズ
鹿島建設
岡田 伸哉
ShinyaOkada
否
鹿島建設
井上 隆司
TakashiInoue
否
東京電カホール
向田 直樹
NaokiMukaida
否
ディングス
東京電カホール
松岡 一平
IppeiMatsuoka
否
ディングス
Abstract
Removal of large rubble from the roof and walls of the reactor building collapsed due to the hydrogen explosion and dose rate reduction for human workers to begin preparation work shall be accomplished for retrieval of spent fuel from the spent fuel pool at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Unit3.
This paper describes the method of survey and evaluation, decontamination and shielding method for dose rate reduction on operational floor of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Unit3.
Keywords: Decommissioning、Fuel Retrieval、Decontamination、Shielding、Dose Rate Reduction
1 概要
福島第一原子力発電所 3 号機原子炉建屋 、震災直後の 発によ し、原子炉建屋 上 のオペレーティングフロア（以下「オペフロ」と呼ぶ。） 屋根・壁などの躯体 崩落して、コンクリートと鉄骨などの大型
で た。また、オペフロの 線量2,000mSv/h 程度を示した。このような状況下で、使用済燃料プール内から使用済燃料を取 出す作業を行うた 、
を撤去するとと に、 作業 な作業に線量 を低減する必要 あった。
に、燃料取 出し用 ー設 の設置の に干渉する大型 の撤去を実施した。遠隔操作のクレーンで な位置精度で撮影した写真から大型
の堆積状況を3D モデル化した。また、撤去作業を様々にシミュレーションした上で各種遠隔解体・撤去機器を設計製作し、使用手順を計画した。
に、小型 積 ・ ・溶解による 染、鋼板 の敷設による へいを行って、オペフロの線量低減を行った。場所に応 て異なる汚染
、機器 用 の に応 た各種の遠隔 染装置を設計・製作して、クレーンを用いた遠隔操作で作業を完遂した。 後に、クレーンを用いた遠隔作業によ
へい体を設置した。こ らの作業を る 程で 、線源把握のた の調査技術 、作業エリアへの線量寄与を するた の解 技術を 、 染 へい計画へのフィード ックを行い、適宜計画を見直した。こ らの取 みの結果、オペフロの作業 を改善し、
燃料取 出し用 ー設 の設置工事に移行することで た。
2 環境改善に関する取組み
大型がれき撤去
発で大 く 傷した 3 号機の建屋 、図1 に示すように、上部の躯体 オペフロ上に落下し、東側の柱・梁だけ 立ち並ぶ上にメイントラス っかかるという不安定な状 で残っていた。
図1 事故当時の3 号機オペフロ
大型 の撤去に当たって 、クレーンで吊るした
メラによる撮影画像よ 3D モデルを構築するととに、挙動シミュレーションを活用して作業計画を立案した。実作業において 、対象に応 た各種の解体・撤去機器を活用し、遠隔作業にて全ての大型 を撤去した。
図2 大型がれきの遠隔切断状況
線量低減（除染・遮へい）
クローラークレーンによる線量 測定の結果、オペフロ上の 線量 、原子炉ウェル直上( 400mSv/h)を中心に極 て高い値であった。燃料取出し準 工事の
作業を成立さ るた に 、少なくて 作業 の
線量 を大 に低減する必要 あった。そのた 、線
量低減効果 へいで担保し 、ALARA の精神に則
事前に な限 染する方針とした。
工程の 上、線量低減計画 撤去計画と並行して検討する必要 あった。そのた 、十分に の状況を確認 で ない範囲に いて 、4 号機における調査結果を基に、スラブ厚さ 300mm 超 躯体として健全、300mm 以下 傷していると推定して計画を た。
撤去後のオペフロ 、図 3 に示すように、崩落した北西部を含む北側エリアの 傷 激しい状 であった。そのた 、 染範囲 こ らの範囲を く南側エリアとし、 染計画 、 材質 スラブ厚、 傷状況などに応 て区分けした図4 に示すエリア毎に検討した。
図3 がれき撤去後のオペレーティングフロア
図4 除染対象範囲とエリア区分
染技術として 、 上に散乱した小 ・粉塵
の遊離性汚染に対して 染を、崩落したによ 傷した の汚染 伎秀汚染であると推定して 染を採用することとした。
600mm 以上のスラブ厚さ あ 躯体 健全であると推定さ るウェル ー上部（A エリア）、及びプール東と南の範囲（D エリア） スキャブリング技術を用いた自走式装置を採用した（図5）。 傷 推定さ た範囲
（B エリア）に 高 （ウ ー ー ェット）
技術を用いて、健全な梁上に定置するコンセプトの装置を開発した（図6）。 仕上げのキャスク洗浄場所（Cエリア）に 化学（泡） 染を採用した（図7）。また、
出した鉄 の隙 の 部の粉塵 の ットス ット 染に 、細ノズルを挿入 な 装置を適用した
（図8）。なお、いず の 染技術 遠隔装置と み
ることによ 、遠隔操作で作業を実施した。
図5 スキャブリング装置
図6 高圧水はつり装置
図7 化学（泡）除染の状況
図8 狭陰部用吸引装置
染後の へいに いて 、 作業 な程度まで 線量 を低減する事を目的とし、躯体の許容耐力の範囲で 大限に設置する方針とした（図9）。 全体に大型 へい体を設置するとと に、大型 へい の隙
に対して 補完 へい体を設置した。
へい体 全て遠隔化施工での設置 必要なた 、へい体の設置に先立って、設置位置に呼び込むガイドフ
レームを計画した。ガイドフレーム 既存躯体の外壁、開口 突出部をガイドに設置した。なお、 へい体設置後に 地震時の脱落防止のた に ープレートで固定した。また、その後の線量調査 線量シミュレーションの結果、当初計画に え、崩落部（Gエリア）、構台 隙
を ーする へい体 計画・設置した。
図9 遮へい計画概要
図10 遮へい体設置後のオペフロ
測定・評価と計画へのフィードバック
線量低減計画において 、燃料取 出し用 ー設の設置工事の作業エリアの 線量 と各線源からの寄与 を した結果を参照しな ら、適宜見直しを行った。 線量 の に当たって 、オペフロをメッシュ状に区分けし、コリメートした測定器による の
線量 測定結果 から、そ ぞ のメッシュの 汚染密度を （図 11）するとと に、各作業エリア（代
点）への寄与線量 を した。また、ガンマ メラによる調査（図 12）よ 、区分けしたエリア内の ットス ットを調査し、 染 へいなどの計画にフィード ックした。
図11 エリアの区分けと表面汚染密度（Bq/cm2）
図12 オペフロの ン 測定
3 おわりに
以上の取 みによ 、3 号機原子炉建屋のオペフロ
作業 な に改善（線量低減）すること で 、以降の燃料取 出し用 ー設置工事に移行した。現在
、燃料取 出し用 ー設 及び燃料取扱機 設置さ
、燃料取 出しに向けた準 ら ている。
*1 DSPゲートからの ックグランド 距離補正によって強調さ
て 現さ る 性 あることから、比較対象外とした。
図13 ン 測定 の推移
連絡先:林 弘忠、〒235-8523 横浜市磯子区新杉田町8、東芝エネルギーシステムズ株式会社 原子力化学システム設計部 化学システム設計第四担当、
E-mail: hirotada.hayashi@toshiba.co.jp