東海再処理施設の安全性確認に係る基本データの確認-放射線分解により発生する水素の検討-

大森 栄一; 駿河谷 直樹; 高谷 暁和; 中村 博文; 槇 彰; 山内 孝道

JNC TN8410 2000-003, 93 Pages, 1999/10

JNC-TN8410-2000-003.pdf:4.92MB

核燃料再処理施設に設置される各機器内では、プロセス液中に内蔵する放射性核種の崩壊に伴う放射線分解に起因し、水素を含むガスが発生することで知られている。水素は機器内空間で爆発下限界濃度に達し、かつ着火源が存在すると爆発を生じる可能性がある。こうした施設では、基本的に機器内から着火源を排除するよう考慮がなされているが、爆発事故防止の観点から機器内の水素濃度を爆発下限界に達しないよう管理することが重要である。今回、東海再処理施設の安全性を上記の観点で確認するため、本施設に設置される各機器の水素濃度を機器に供給される気体量を考慮して評価した。また、誤操作等が原因で機器内に供給される気体量が減少する場合も想定して、水素濃度が爆発下限界濃度を超えないように管理する方法についても検討した。その結果、運転管理を適正に行うことにより、殆どの機器において水素濃度が爆発下限界未満に抑制されることが確認できた。水素濃度が爆発下限界に達する可能性がある機器については、設備の改善等が必要であることが示された。

FIRACコードを用いた火災時の施設内圧力解析-アスファルト固化処理施設火災爆発事故の原因究明・再発防止に関する調査・検討-

小坂 一郎; 野尻 一郎; 山内 孝道

JNC TN8410 99-017, 302 Pages, 1999/03

JNC-TN8410-99-017.pdf:13.87MB

平成9年3月11日10時6分頃に発生した最初の火災を対象として、アスファルト充てん室R152での火災に起因するセル換気系排気の減少・喪失、換気系の制限運転への移行等により施設内の圧力が変化し、負圧が喪失していった過程を明らかにすることを目的に、FIRACコードを用いて施設内の圧力解析を実施した。FIRACコードは、火災時のセル・換気系等の圧力・温度等を解析するものであり、米国で開発され、動燃においても導入・整備されてきたものである。解析においては、アスファルト固化処理施設全体をモデル化の対象とし、火災時の発熱量などの条件についてはパラメータとし、その違いを検討することで火災時の事象の進展を推測した。解析によって、FIRACコードの施設全体の解析への適用性が確認されたとともに、事故時のセル・室の圧力挙動については、換気系統による違いがみられ、換気系の構成が火災事故時の事象の進展に影響することが解析的に確認できた。また、Z施設への流出を考慮すると、換気系内部に通常と異なる逆流状態に至る部分が生じることが確認できた。

東海再処理施設の臨界安全、遮蔽設計基本データの確認

須藤 俊幸; 清水 義雄; 中村 博文; 野尻 一郎; 槇 彰; 山内 孝道

JNC TN8410 99-003, 69 Pages, 1998/11

JNC-TN8410-99-003.pdf:5.49MB

東海再処理施設の安全性確認の一環として、昭和40年代に設計された東海再処理施設の初期の施設の臨界安全及び遮蔽設計で用いられた基本データについて、最新の知見を基に妥当性を確認した。臨界安全設計では、設計に用いた機器の寸法、U,Puの質量、濃度等に関する臨界値並びに制限値が妥当であることを確認した。遮蔽設計では、設計に用いた「遮蔽厚-許容線源強度グラフ」では一部必要な遮蔽厚を過小評価するおそれのある箇所が見られたが、評価の条件を安全側に設定していることにより、必要な遮蔽厚が確保されていることを確認した。ただし、小型試験設備では、取扱う放射能量を制限する必要が生じた。また、臨界安全に関してはU,Puの移動に係る運転管理状況の妥当性についても確認を行った。その結果、溶液処理系のバッチ処理の移動では、誤って移動を行ったときに臨界のおそれのある移動経路でのU,Pu濃度確認の信頼性を強化する措置を行うこととした。これ以外の移動経路では、単一の故障あるいは誤操作によって臨界安全上問題となる移動は実施されないことを確認した。

Study on the scenario of the explosion incident and related analysis

大森 栄一; 鈴木 弘; 加藤 良幸; 小杉 一正; 菊地 直樹; 山内 孝道

Topical Meeting on Safety of the Nuclear Fuel, p.128 - 146, 1998/04

https://www.oecd-nea.org/upload/docs/application/pdf/2020-01/csni-r98-15.pdf

1997年3月11日に起こった東海再処理工場アスファルト固化処理施設の火災・爆発事故において、事故後原因究明班を組織して原因の究明作業を行った。爆発による被害状況、試験、解析の結果、爆発原因の検討、考えられる爆発シナリオの検討について発表する。爆発被害状況については、アスファルト充てん室内のドラム、壁や機器の状況、近隣の部屋の代表的被害、換気系ダクトやフィルタの被害状況などを写真に基づいて説明する。施設内部屋境界部材の破壊圧力の解析結果及び換気ダクトの圧力解析結果を紹介する。爆発原因の検討、及び考えられる爆発シナリオの検討については、上記の施設内被害状況と試験結果を基に、爆発原因物質の検討、爆発様態の検討、爆発地点の検討、爆発の経緯などを議論する。

アスファルト固化処理施設の運転記録類の回収・整理業務報告書

小林 健太郎*; 中澤 豊*; 沼田 伸二*; 佐々木 愛*; 山内 孝道*

PNC TN8440 98-001, 159 Pages, 1998/01

PNC-TN8440-98-001.pdf:23.08MB

アスファルト固化処理施設の火災・爆発事故の原因究明に欠かせない事故当時の施設の運転記録(データシート、日誌、計測制御系の記録等)を施設内から回収し、写真撮影を行った。写真の撮影枚数は21,330枚に達した。撮影した写真は、写真集(サービスサイズのプリントアルバム)として、撮影順のものと記録毎に集めたものの2種類に整理した。また、ネガからPhotoCDに書き込み(デジタル化)、それをパソコンデータベースに入力するとともに、事故時のキャンペーン(97-M46-1)のエクストルーダの温度記録、トルク・回転数記録をバッチ毎に原寸大に復元することを行った。なお、一部の記録類については、整理の途中で事故調査委員会に提出を行っている。本報告書は、運転記録の回収と整理に係る業務の概要報告を行うものである。

An Investigation of the Cause of the Fire and Explosion Incident at Bituminization Demonstration Facility

米谷 雅之; 小山 智造; 槇 彰; 山内 孝道

7th International Conference on Radioacti, 0 Pages, 1998/00

平成9年3月11日に動燃東海アスファルト固化処理施設で発生した火災爆発事故の原因について調査した。エクストルーダからアスファルト混合物を充てんされたドラム内において、発熱をともなう化学反応が継続し、十数時間後にドラム内のアスファルト混合物が自己発火した。ドラムに充てんされたアスファルト混合物内にて弱い発熱反応が継続し、長時間の蓄熱後、アスファルト混合物は自然発火したものと推定した。廃液の化学分析、アスファルト固化体の熱分析などから、原料アスファルトと塩との反応を詳細に調査した。発火したアスファルト混合物を製造していた時、アスファルト混合物の製造速度が低く、エクストルーダシャフトのトルクが高く、充てん中のアスファルト混合物が柔らかかった。これらから、アスファルト混合物が高い粘性を有し、粘性による発熱から充てん時のアスファルト混合物の温度が高い可能性があった。推定の妥当性を確認するために、模

アスファルト固化処理施設火災・爆発事故の原因究明のための時系列調査報告書

山内 孝道; 久江 正; 永井 俊尚

PNC TN8410 97-368, 135 Pages, 1997/12

PNC-TN8410-97-368.pdf:7.9MB

平成9年3月11日の10:06頃、アスファルト固化処理施設のアスファルト充てん室(R152)内にてアスファルト充てん済みのドラムから火災が発生した。更に、同日20:04頃、同施設にて爆発が発生した。上記火災・爆発事故の発生を受けて、東海事業所の防護活動本部は、3月13日に、本部内に「時系列班」を設置することを決定し、筆者らが班員となった。その後、原因究明のために有用な情報を得るために、事故発生時の状況やその際の操作内容等に関して聞き取り調査や運転記録の調査等を実施し、その結果を科学技術庁が設置した「東海再処理施設アスファルト固化処理施設における火災爆発事故調査委員会」に提出した。本書は、アスファルト固化処理施設の火災・爆発事故の原因究明のための時系列調査の内容、その調査結果の「東海再処理施設アスファルト固化処理施設における火災爆発事故調査委員会」への報告内容等をとりまとめたものである。

高温アスファルトの流下試験-アスファルト固化処理施設火災爆発事故の原因究明・再発防止に関する調査・検討-

加藤 良幸; 青山 誠; 米谷 雅之; 山内 孝道

PNC TN8410 97-319, 143 Pages, 1997/10

PNC-TN8410-97-319.pdf:36.19MB

アスファルト固化処理施設で発生した火災爆発事故の発生原因を究明するため、事故発生直前の施設の運転状態を調査した。調査の結果、火災発生前のアスファルト固化体の製造時において、エクストルーダーから流下されるアスファルト混合物が通常よりも柔らかく、また充てん中のドラムからは通常と違って大量の白い蒸気のようなものが観察されていたことが運転員の聞き取り調査でわかった。(東海再処理施設アスファルト固化処理施設における火災爆発事故調査委員会の資料11-5)この観察結果とアスファルト混合物の温度との関係を把握するために、アスファルト混合物の温度をパラメータとして模擬アスファルト混合物を流下させる試験を実施した。試験実施時には、事故当時の運転員に立ち合ってもらい、事故当時と試験での流下状態の比較(230度C及び270度C試験時並びにエクストルーダ製模擬アスファルト試験時)を行った。この結果、多くの作業員は、230度Cの流動状態は、通常の運転時と良く似ており、270度Cの流動状態は、事故直前時の運転時と良く似ているという証言が得られ、事故時の流下温度は通常運転時と比べてかなり高かったものと推察できる。(これらの証言は、主観的である上に、試料が模擬のアスファルト混合物であるため、温度に関する定量的な評価はできなかった。)また、模擬アスファルトを1mの高さから流下させると流下中に放冷されて温度が1020度C程度低下することが分かった。さらに、模擬アスファルトを加熱して160度C以上になると表面に発泡層が生成するが、この泡の発生量は温度が高くなるほど多くなり、250度C以上になると発生する泡の直径がそれまでの約1mmのものから約5mmの大きなものへと変化した。発生したガスの成分はその臭い及び発生状況からアスファルトの熱分解生成物と考えられる。なお、流下させる前に十分発泡させた模擬アスファルトを流下させると流下後のアスファルト表面にはごく僅かにしか泡が生じないことから、流下中の空気の巻き込みは少ないものと考える。

Facility outline and construction status of recycle equipment test facility (RETF)

青嶋 厚; 山内 孝道; 市村 敏夫*; 鹿倉 栄; 河田 東海夫; 田中 和彦*

Proceedings of 5th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-5), 0 Pages, 1997/05

動燃事業団では、平成7年1月より東海事業所においてRETF(Recycle Equipment Test Facility)の建設工事を進めている。RETFは「もんじゅ」及び「常陽」の使用済燃料を用いて工学規模で高速炉燃料再処理の新型機器やプロセスの試験を行うことを目的とした試験施設である。本報告においては、REFTの施設概要及びその工事状況について述べる。

Outline of Recycle Equipment Test Facility (RETF) Project

青嶋 厚; 山内 孝道; 市村 敏夫*; 鹿倉 栄; 河田 東海夫; 田中 和彦*

Proceedings of International Conference on Future Nuclear Systems (GLOBAL'97), 0 Pages, 1997/00

動燃事業団では、平成7年1月より東海事業所においてRETF(Recycle Equipment Test Facility)の建設工事を進めている。RETFは、高速増殖原型炉「もんじゅ」及び高速実験炉「常陽」の使用済燃料を用いて工学規模で高速炉燃料再処理用の新型機器やプロセスの試験を行うことを目的とした試験施設である。なお、RETFで試験を行う新型機器としては解体試験機・せん断試験機、溶解試験機、清澄試験機、抽出試験機等がある。本報告においては、RETF計画についてその概要を述べる。