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燃料研究棟汚染事故における樹脂製の袋の破裂原因調査報告; 有機物の放射線分解によるガス発生と内圧上昇について

Investigative report on the PVC bag burst in the contamination incident at Plutonium Fuel Research Facility; Radiolysis of organic materials and raising of internal pressure

燃料研究棟汚染事故に関する原因究明チーム

Cause Investigation Team for the PFRF Contamination Incident

2017年6月に燃料研究棟で発生したプルトニウムによる汚染・内部被ばく事故では、核燃料物質を収納した貯蔵容器の蓋をフード内で開封した際に内部の樹脂製の袋(PVCバッグ)が破裂し、ウランとプルトニウムの一部が実験室内に飛散するとともに作業員の内部被ばくに至った。事故発生後に組織された原因究明チームは、貯蔵容器内部のPVCバッグ内圧が上昇して破裂に至った原因を明らかにするため、当該貯蔵容器内容物に関する情報を、帳票類及び聞き取りによる調査、内容物の観察・分析によって収集した。さらに、有機物の放射線分解によるガス発生やPVCバッグの放射線劣化と破裂現象に関する検証試験を行い、必要なデータを取得した。これらをもとにフォルトツリー解析を行い、各種要因を定量的に評価した結果、内圧上昇の主原因がエポキシ樹脂の$$alpha$$線分解によるガス発生であることを特定した。本調査報告で述べるガス発生量や内圧上昇推移の評価手法は、他施設での核燃料物質の貯蔵に際しても大いに参考となるものであり、活用されることを期待する。

The contaminated accident occurred at Plutonium Fuel Research Facility on June, 2017. The PVC bag packaging in a fuel storage container burst when a worker opened the lid, and a part of contents (uranium and plutonium) was spattered over the room. In order to clarify the cause of the burst, the Cause Unfolding Team collected information concerning characteristics of the contents from any past records and interview. And then we observed and analyzed the contents in a glove box. We also performed experiments on radiolysis of organic materials, degradation of PVC bag by $$gamma$$ radiation, and PVC bag burst. Based on fault tree analysis, finally we concluded that the main gas generation source was alpha radiolysis of the epoxy resin mixed with the fuel powder. We hope that the calculation procedures for the gas generation and the inner pressure transition described in this report can be useful reference for the management of fuel storage in other facilities.

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