分離精製工場における使用済燃料せん断粉末の取出し

Removal of spent fuel sheared powder for decommissioning of Main Plant

西野 紗樹; 岡田 純平; 渡邉 一樹 ; 古内 雄太; 横田 知; 矢田 祐士; 草加 翔太; 諸角 詩央里; 中村 芳信

Nishino, Saki; Okada, Jumpei; Watanabe, Kazuki; Furuuchi, Yuta; Yokota, Satoru; Yada, Yuji; Kusaka, Shota; Morokado, Shiori; Nakamura, Yoshinobu

2014年に廃止措置に移行した東海再処理施設は、2007年の運転停止時に再処理運転の再開を計画していたことから、分離精製工場(MP)等の一部機器には、核燃料物質(使用済燃料せん断粉末、低濃度プルトニウム溶液、ウラン溶液等)が残留していた。このため、廃止措置の開始に際しては、これらの核燃料物質を順次取り出す工程洗浄を計画し、第一段階として使用済燃料せん断粉末の取出しを実施した。これまで実施した使用済燃料のせん断処理により、分離精製工場(MP)のセル内には使用済燃料せん断粉末が滞留しており、2016年4月から2017年4月にかけてセル内の床面、せん断機及び分配器より使用済燃料せん断粉末の回収を保守の一環として実施した。なお、本作業は核燃料物質の取出しを目的としているものの、核物質防護上の理由から、核燃料物質量を記載していない。回収した使用済燃料せん断粉末の取出しは、核燃料物質を安全かつ早期に取り出すため、濃縮ウラン溶解槽において少量ずつバッチ式(回分式)で溶解し、その溶解液はウラン及びプルトニウムの分離操作を行わずに高放射性廃液貯蔵場(HAW)の高放射性廃液貯槽へ送液した。溶解液の送液後、硝酸及び水を用いて送液経路の押出し洗浄を実施した。本作業では、再処理運転を終了してから約15年ぶりに工程設備を稼働させたことから、ベテラン(熟練運転経験者)と若手を組み合わせた体制を整備し、設備点検及び教育訓練(モックアップ訓練)を入念に実施したことで、取出し作業を無事完遂した(2022年6月から同年9月実施)。なお、使用済燃料せん断粉末の取出しは、工程機器の一部を稼働させることから、廃止措置計画の変更認可申請を行い、原子力規制委員会の認可を受けた上で実施した。

Tokai Reprocessing Plant (TRP) which shifted to decommissioning phase in 2014 had nuclear fuel materials such as the spent fuel sheared powder, the diluted plutonium solution and the uranium solution in a part of the reprocessing main equipment because TRP intended to resume reprocessing operations when it suspended the operations in 2007. Therefore, we have planned to remove these nuclear materials in sequence as Flush-out before beginning the decommissioning, and conducted removal of the spent fuel sheared powder as the first stage. The spent fuel sheared powder that had accumulated in the cell of the Main Plant (MP) as a result of the spent fuel shearing process was recovered from the cell floor, the shearing machine and the distributor between April 2016 and April 2017 as part of maintenance. Removing the recovered spent fuel sheared powder was conducted between June 2022 and September 2022. In this work, the recovered powder was dissolved in nitric acid at the dissolver in a small amount in order to remove it safely and early, and the dissolved solution was sent to the highly radioactive waste storage tanks without separating uranium and plutonium. Then, the dissolved solution transfer route was rinsed with nitric acid and water. Although about 15 years had passed since previous process operations, the removing work was successfully completed without any equipment failure because of the organization of a system that combines veterans experienced the operation with young workers, careful equipment inspections, and worker education and training. Removing this powder was conducted after revising the decommissioning project and obtaining approval from the Nuclear Regulation Authority owing to operating a part of process equipment.