Step-by-step challenge of debris characterization for the decommissioning of Fukushima-Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS)

東京電力福島第一原発廃炉に向けたデブリ特性評価の概況

倉田 正輝 ; 奥住 直明*; 仲吉 彬  ; 池内 宏知  ; 小山 真一  

Kurata, Masaki; Okuzumi, Naoaki*; Nakayoshi, Akira; Ikeuchi, Hirotomo; Koyama, Shinichi

東京電力福島第一原子力発電所(1F)の廃炉に向けて、事故直後から、燃料デブリの特性評価について様々な試みが行われてきた。本レビューでは、それらを概説する。事故直後の数年間は、1F現場(特に損傷した1, 2, 3号機の建屋内部)から得られる知見は極めて限定的であった。燃料デブリのおよその所在はミューオントモグラフィーで調査され、その特性は、加圧水型軽水炉である米国スリーマイル原発事故調査の結果等の過去知見に基づいて概略推定された。その後、各種の内部調査ロボットが開発され、2017年より、原子炉格納容器内部の調査が開始された。その結果、3つの号機とも、当初、加圧水型軽水炉の典型的事故シナリオに基づいて予想されたものと異なる炉心破損状態とデブリ堆積状態であることがわかってきた。また、調査ロボットの付着物から微量のウラン含有粒子が回収され、燃料デブリにつながる情報を得るために、その特性分析が継続している。これらと並行して、OECD/NEAなどにおいて、事故シナリオの検討等について国際協力も進んでいる。今後は、典型事故条件に基づくイメージではなく、現場で得られた知見に基づいて、1F事故シナリオの理解を深め、1F燃料デブリの特性を評価していくことが重要である。

Immediately after the 1F-accident, various attempts have been made to evaluate the fuel debris characteristics toward the decommissioning of 1F. The present review outlines those attempts. In the years immediately following the 1F-accident, the knowledge obtained from the 1F-site (especially from the damaged reactors of Units 1, 2 and 3) was extremely limited. The approximate location of fuel debris was investigated by muon tomography, and its characteristics were roughly estimated based on the past findings such as the results of the Three Mile Island-II accident investigation in the United States, which gave us information of prototypical accident scenarios and debris characteristics for pressurized water reactor accident. After that, various internal investigation robots were developed, and from 2017, investigation of the inside of the reactor containment vessel was started using these robots. Consequently, these three units were found to have core damage status and debris distribution that were rather different from what had been expected based on the typical accident scenario of a pressurized water reactor. In parallel, a small amount of U-bearing particle was recovered from the smear samples of these robots. The analysis of these particles is ongoing to get information relevant to fuel debrsi body. Furthermore, international collaboration is ongoing mainly under OECD/NEA, including accident analysis and debris characterization. From now on, one need to further understand 1F-accident scenario and progress debris characterization based on these 1F-site information.