もんじゅ燃料体取出し作業報告書; 2020年度の「燃料体の取出し」作業

塩田 祐揮; 有吉 秀夫; 塩濱 保貴; 磯部 祐太; 竹内 遼太郎; 工藤 淳貴; 花木 祥太朗; 浜野 知治; 高木 剛彦

JAEA-Technology 2022-019, 95 Pages, 2022/09

JAEA-Technology-2022-019.pdf:7.59MB

もんじゅ廃止措置計画の第1段階では「燃料体取出し作業」を行う。燃料体取出し作業では、炉外燃料貯蔵槽に貯蔵中の燃料体を洗浄・缶詰し燃料池に貯蔵する「燃料体の処理」、炉心にある燃料体を模擬燃料体(以下「模擬体」という。)等と交換し炉外燃料貯蔵槽に貯蔵する「燃料体の取出し」を交互に行い、4つのキャンペーンに分けて炉心にある370体と炉外燃料貯蔵槽にある160体の燃料体を全て燃料池に貯蔵する。本作業報告書は、全4キャンペーンのうち、第3キャンペーンの「燃料体の取出し」作業について纏めたものである。第3キャンペーンにおける「燃料体の取出し」作業では、炉心に装荷されていた72体の炉心燃料集合体と74体のブランケット燃料集合体(合計146体)を炉心から取出し、炉外燃料貯蔵槽へと貯蔵した。また、炉外燃料貯蔵槽にあった模擬体(145体)及び固定吸収体(1体)(合計146体)を炉心へ装荷した。その間、13種類、36件の警報・不具合等が発生したが、何れも燃料体や設備の安全に直ちに影響しない想定内事象であった。よって、燃料体落下等の重大な事象及び移送機器の機構部分のスティック等の長期停止する可能性がある事象は発生していない。また、機器の動作・性能に係る不具合に対しては直接要因を除去し、安全を確保した上で作業を継続することができた。もんじゅの燃料取扱設備はナトリウム冷却高速炉固有の機能を持つものであり、実燃料体を対象とした連続・継続的な運転は途に就いたばかりであるため、標準化が進んだ軽水炉の燃料取扱設備のように多くの経験は無い。そのため、様々な事象を想定し、それを基に事象が発生する頻度をできる限り抑える対策、工程影響を最小化する復旧策を施した。

「もんじゅ」汚染の分布の評価,2; 地下台車の放射化汚染評価

木下 拓真*; 岸本 安史*; 花木 祥太朗; 林 宏一

no journal, , 

「もんじゅ」廃止措置計画の第3段階において管理区域内の設備の解体が計画されているが、解体を開始するまでに設備の放射化汚染評価を実施する必要がある。「もんじゅ」の燃料取扱設備の地下台車は、炉心構成要素等を収納した状態で空気中を水平移送し、燃料出入機受渡し前にアルゴンガス雰囲気に置換、予熱を行う、「もんじゅ」固有の設備である。この地下台車は、燃料の移送中、燃料から発生する中性子によって構造材が放射化していることから、解体廃棄物として放射化を評価する必要がある。地下台車の放射化は、原子炉の放射化汚染評価手法と同じ手法で2次元RZ体系を作成し、中性子束分布と放射化量を評価した。評価結果は、地下台車が単純な回転体形状ではないことから、3次元解析を行い比較により妥当性を確認した。また、放射化放射能濃度は、最大でもL3レベル(法令基準)となり、ほとんどの領域でクリアランスレベル以下となることを確認した。

「もんじゅ」汚染の分布の評価,4; 燃料取扱設備の放射化汚染と二次的な汚染の評価

花木 祥太朗; 木下 拓真*; 川口 鷹太郎*; 岸本 安史*; 眞下 隆太朗; 林 宏一

no journal, , 

「もんじゅ」では、汚染の分布に関する評価として、作業者及び周辺公衆の被ばく低減、解体撤去工法・手順の策定、解体撤去工事に伴って発生する放射性廃棄物の発生量評価を目的に、施設内に残存する放射性物質の種類、放射能量及び分布について評価を行っている。評価は、中性子照射によって構造材が放射化して生成される放射化汚染と、放射化した構造材が冷却材中に溶出して生成される腐食生成物が機器・配管の内部に付着して残存する二次的な汚染に区分して行っている。本会では、ナトリウム冷却高速炉(SFR)に特有の燃料取扱設備の放射化汚染と二次的な汚染の評価について発表する。

「もんじゅ」汚染の分布の評価,6; 燃料出入機の放射化汚染評価

川口 鷹太郎*; 木下 拓真*; 岸本 安史*; 花木 祥太朗; 眞下 隆太朗; 林 宏一

no journal, , 

「もんじゅ」廃止措置計画の第3段階において管理区域内の設備の解体が計画されているが、解体を開始するまでに設備の汚染の分布の評価を実施する必要がある。燃料取扱設備のうち燃料出入機は、炉内中継装置、炉外燃料貯蔵槽、燃料検査設備、燃料洗浄設備、燃料缶詰装置、水中台車及び地下台車などの間で炉心構成要素等の移送・受渡しを行うための昇降及び保持を行う。燃料出入機は、燃料の移送中、燃料の自発核分裂により発生する中性子によって構造材が放射化していることから、解体廃棄物の放射化汚染を評価する必要がある。燃料出入機の放射化について、原子炉の放射化汚染評価手法と同じ手法で2次元RZ体系を作成し、中性子束分布と放射化による放射能濃度を評価した結果、放射能濃度は最大でもL3レベル(法令基準)となり、ほとんどの領域でクリアランスレベル以下となることを確認した。

「もんじゅ」廃止措置第2段階,4; 「もんじゅ」汚染の分布に関する評価

花木 祥太朗; 眞下 隆太朗; 南里 朋洋; 林 宏一

no journal, , 

汚染の分布に関する評価は、放射線業務従事者及び周辺公衆被ばく低減、解体撤去工法・手順の策定、解体撤去工事に伴って発生する放射性廃棄物の発生量を評価することを目的に、施設内に残存する放射性物質の種類、放射能及び分布を評価するものである。「もんじゅ」の廃止措置は、化学的に活性なナトリウムを保有する炉心等に燃料体が存在している状態から開始したことから、汚染の分布に関する評価は、軽水炉の廃止措置における準備期間に相当する第1段階及び第2段階に実施し、管理区域内の本格的な解体作業を行う第3段階を開始するまでに評価を完了する計画としている。「もんじゅ」では、炉心周辺の一部構造材及び1次冷却材が放射化しており、1次系の機器・配管等の内面は、放射性物質の総量としては小さいものの、放射性物質が二次的な汚染として残留している状況である。本発表では、評価の全体概要と第1段階に実施した評価結果について報告する。