福島第一原子力発電所における生体遮へいの放射能濃度の推定に関する研究(委託研究)

Study on estimation of radioactivity concentration of biological shielding at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (Contract Research)

廃炉環境国際共同研究センター 分析研究グループ; NAIS*

Collaborative Laboratories for Advanced Decommissioning Science; NAIS*

東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所にて発生する放射性廃棄物の管理を計画する上で、廃棄物中の放射能量の推算が不可欠である。核燃料の損傷に伴う汚染とともに原子炉運転中の放射化による寄与を考慮するが、後者に関して生体遮へいコンクリートは物量が多く重要な対象である。生体遮へいに含まれる放射化生成物の放射能濃度を求めるに当たって、福島第一原子力発電所では現地調査や分析試料の採取が困難であるので、放射能濃度を計算解析により求めることとなる。ここで、実際の構成材料の条件を考慮した検討のためには、微量に含まれる成分の放射化や水による中性子束への影響を考慮する必要があり、計算解析に係わる不確実性の評価が重要となる。本研究では、生体遮へいコンクリートが含む微量な成分及び水分量を調査するとともに、福島第一原子力発電所の2号機原子炉建屋を対象とした3次元の計算モデルを構築し、放射能濃度を推定した。この推定結果に含まれる不確実性を評価するために、不確実性に寄与する因子を抽出し、それらの因子が計算結果に及ぼす不確実性、すなわち、計算モデルの多様性及び計算モデルに用いるパラメータの変動幅が計算結果に及ぼす影響を検討した。その結果に基づいて、不確実性に寄与する支配的な要因を抽出するとともに、コンクリートを廃棄物として取り扱う方策を検討した。

For planning radioactive waste management at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station of the Tokyo Electric Power Company Holdings, Incorporated, estimation of radioactivity is essential with considering both contamination from the damaged fuel and activation during reactor operation; with regard to the latter, biological shielding is an important object due to its large amount. It is difficult to conduct field investigations or collect analysis samples at the site, hence the radioactivity should be estimated by calculative analysis with considering the actual conditions of the constituent materials, especially for activation of minor components and water, which affects the neutron flux. Besides it is important to assess the uncertainties involved in the calculation analysis. In this study, the trace composition and water content in the biological shielding concrete were investigated, and a three-dimensional computational model was constructed for the Unit 2 reactor building at the site to estimate the radioactivity concentration. In order to evaluate the uncertainty in the results, the factors contributing to the uncertainty were extracted and the uncertainty resulted from those factors on the calculation results, i.e. the influence of the diversity of the calculation model the parameters used in the calculation model. Based on the results, the dominant factors contributing to the uncertainty were extracted, and the handling as radioactive waste was discussed.