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井口 啓; 吉田 将冬; 平野 宏志*; 北村 哲浩
Nuclear Technology, 15 Pages, 2026/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)放射性物質で汚染されたグローブボックスの解体によって発生する解体物は、最終的に放射性廃棄物としてコンテナに収納される。従来この作業は、エアラインスーツ作業者によって行われてきたが、解体物によってスーツが損傷するリスクや作業員が汚染物質を吸入するリスクが内在していた。また、このようなリスクを低減させるために、解体物を布やプラスチックで養生することで、作業の安全性を高めていた。しかし、この方法では不燃性である解体物と可燃性である養生材を廃棄物処理工程で再分別する必要があり、処理工程が煩雑になるという課題があった。このような課題を解決するため、我々は解体物梱包用グローブ作業エリアを考案した。このエリアによってエアラインスーツ作業で実施していた廃棄物梱包作業をグローブ操作で実施することができ、エアラインスーツ作業に伴うリスクが大きく低減する。また、解体物を布やプラスチックで養生する代わりに金属容器に収納するようデザインすることで、再分別の必要性を排除した。グローブ作業エリアにおける梱包作業は解体物の金属容器への封入、秤量、コンテナへの収納からなり、各操作手順を改良することで作業の効率化を図った。また、グローブ作業による梱包作業の実現性を検証するため、製作したグローブ作業エリアを活用したモックアップ試験を実施した。本報告では、グローブ作業エリアの特徴や想定する梱包作業手順、そして実施したモックアップ試験から得られた知見を紹介する。
永井 佑哉; 木村 泰久; 武内 健太郎; 周治 愛之; 川崎 猛; 平野 耕司*; 冨山 昇*; 薄井 康弘*; 仁平 成一朗*; 篠崎 智弘*; et al.
JAEA-Technology 2025-003, 110 Pages, 2025/10
JAEA-Technology-2025-003.pdf:11.5MB
日本原子力研究開発機構は多くの原子力施設を保有しているが、その多くで老朽化・高経年化への対応、東日本大震災及び福島第一原子力発電所の事故を受けた耐震化や新規制基準への対応が求められ、多額の予算を要する状況である。このため、役割を終えた原子力施設についても根本的なリスク低減及び維持管理費用の削減のために施設の廃止措置を進めることが望ましいが、廃止措置及び発生する放射性廃棄物の処理処分に必要な施設の整備・維持管理にも多額の費用が必要となる。この状況を踏まえ、原子力機構では(1)継続利用する施設を絞り込む「施設の集約化・重点化」、(2)新規制基準・耐震化対応、高経年化対策、リスク低減対策等の「施設の安全確保」及び(3)廃止措置、廃棄物の処理処分といった「バックエンド対策」を3つの柱とした「施設中長期計画」を策定した。本計画において、プルトニウム燃料第二開発室は廃止措置対象施設として位置付けられており、施設内に設置された設備の解体撤去を進めている。今回の解体撤去対象は、焙焼炉、洗浄脱水槽、洗浄廃液槽とこれらを包蔵するグローブボックスNo.W-4、計量タンクを包蔵するグローブボックスNo.W-5、凝集沈殿槽、スラリー受槽、中和タンク、受入タンクとこれらを包蔵するグローブボックスNo.W-6-1、調整タンク、調整液撹拌機、吸着塔、払出しタンク、払出しタンク撹拌機、吸着塔とこれらを包蔵するグローブボックスNo.W-6-2であり、令和2年3月から令和4年3月の約2年間をかけて解体撤去作業を実施した。本報告書では、本解体撤去における作業実績、解体撤去を通して得られた知見をまとめたものである。
井口 啓; 吉田 将冬; 平野 宏志*; 和田 政臣*; 森 敬仁*; 北村 哲浩
Journal of Robotics and Mechatronics, 37(4), p.973 - 983, 2025/08
核燃料製造施設におけるグローブボックスや内装設備の解体は、通常手作業で行われている。ロボットアーム等を用いた遠隔解体技術の導入により、解体作業における作業効率の向上と被ばくリスクの低減が期待される。油圧カッターはグローブボックスの鉄骨構造を切断するための効率的なツールの一つと考えられているが、ロボットアームに取り付けた油圧カッターで対象物を遠隔切断する場合、その反力によりロボットアームや周辺の構造物を損傷する可能性がある。そのため、本研究では油圧カッターによる切断時の反力を吸収する「緩衝機構」を設計、製作し、機能確認のための鋼材切断試験を実施した。さらに「緩衝機構」を搭載したロボットアームと作業環境を3Dビューワに投影し、遠隔解体作業を支援する視覚支援システムを開発し、今回の切断試験でその機能確認を行った。その結果、「緩衝機構」が油圧カッターによる切断時の急激な動きを吸収し、ロボットアームの損傷を防いだことから「緩衝機構」が意図したとおりに機能することが確認できた。また、3Dビューワはロボットアームのオペレータに死角のないクリアな視界を提供し、視覚支援システムが油圧カッター等の解体ツールを使用した遠隔解体に有効であることを確認した。
浅川 潤; 木村 泰久; 平野 宏志*; 北村 哲浩
保健物理(インターネット), 60(1), p.63 - 73, 2025/04
During the glovebox dismantling activities, workers wearing air fed suits would have been working in a radioactive environment. Because of the exposure risk, the following radiological control measures have been implemented. First, prior to the glovebox dismantlement activities, we performed a detailed radiological survey of the dose rates in the operation area. Based on the results, we estimated the external exposure doses to the workers in the course of the work. We then applied these estimates to the work plan and defined a management reference value for external exposure. The worker's external exposure dose is limited to this level by continuously monitoring the air dose rate in the operation area and the worker's dosimeters. For the workers internal exposure prevention, we measure the surface density of radioactive materials and the concentration of radioactive materials in the air. We then select respiratory and body protective equipment with a suitable protection coefficient and define the management reference value for internal exposure. The worker's inhalational hazard is managed by continuously monitoring the measurement values that are within the management reference value. In this report, we explain these radiological management activities in detail by showing the concrete procedures and data that we have implemented and obtained through the liquid waste treatment glove boxes dismantlement work previously performed.
吉田 将冬; 井口 啓; 平野 宏志*; 北村 哲浩
Nuclear Engineering and Design, 431, p.113691_1 - 113691_16, 2025/01
被引用回数：3 パーセンタイル：51.35(Nuclear Science & Technology)プルトニウム燃料第二開発室は現在廃止措置段階にあり、2010年からグローブボックスの解体作業が行われている。従来のグローブボックス解体作業では、放射性核種を封じ込めるためグローブボックスをビニル製のテントで囲い、その中でエアラインスーツを着用した作業者が火花の生じる切断工具を用いて手作業で解体している。この従来の解体工法は長年使用されている実績があり、適宜改良・改善され体系化されている。しかし、作業員の負担が大きく、実作業時間を短くしなければならないこと、作業場が放射性物質で汚染されているため、万が一事故が発生した際の放射性物質吸引による内部被ばくのリスクが高いことなどいくつもの欠点が存在する。このような従来法の欠点を解消するため、現在小型油圧切断機及び遠隔操作技術を用いた新たなグローブボックス解体工法の開発を進めている。具体的には、遠隔解体装置を導入することでエアラインスーツ作業を減らし、解体作業の安全性を高めることそして、すべての機器を再利用することで廃棄物の発生を抑えることを目的としている。さらに、これらの目的の達成のためテント内で解体された資材をグローブ作業で処理するためのグローブ作業エリアを設計・検討試験を行っている。
永井 佑哉; 木村 泰久; 平野 宏志*; 北村 哲浩
保健物理(インターネット), 59(4), p.168 - 181, 2024/12
核燃料物質で汚染されたグローブボックス類の解体撤去に関連し、工程室の壁のすぐそばに設置されたグローブボックスと複数の工程室の壁を通る移送トンネルの一部について撤去した事例について報告する。これらの事例では従来型の密封包蔵手段が取れなかったため、新たな手段を構築して解体作業を行うこととした。本稿では検討・準備した包蔵手段と解体工法を、実際に行った作業内容と共に紹介した。
雨倉 宏*; Chettah, A.*; 鳴海 一雅*; 千葉 敦也*; 平野 貴美*; 山田 圭介*; 山本 春也*; Leino, A. A.*; Djurabekova, F.*; Nordlund, K.*; et al.
Nature Communications (Internet), 15, p.1786_1 - 1786_10, 2024/02
被引用回数：13 パーセンタイル：75.01(Multidisciplinary Sciences)高い電子的阻止能領域の照射条件で高エネルギー重イオンを固体に照射すると、イオンの飛跡に沿って潜在イオントラックと呼ばれる柱状の損傷領域が形成される。イオントラックは、多くの物質中で形成されていることが知られているが、ダイヤモンドにおいて観察された例は皆無であった。高エネルギー(GeV)のウランイオンにおいてさえ、観察された例はない。本研究では、2-9MeV C
フラーレンイオンを照射したダイヤモンドにおいて、初めてイオントラックが観察された。高分解能電子顕微鏡による観察により、イオントラックの内部がアモルファス化していることが示唆され、さらに、電子エネルギー損失分光法による分析によって、グラファイト由来の
-結合の信号が検知された。分子動力学法に基づく計算シミュレーションで、上記の実験結果を再現することに成功した。
北村 哲浩; 平野 宏志*; 吉田 将冬
Nuclear Engineering and Design, 411, p.112435_1 - 112435_14, 2023/09
被引用回数：5 パーセンタイル：57.44(Nuclear Science & Technology)本研究では解体設備の開発経緯、設備の特徴、実積について解説した後、グリーンハウス方式と比較した場合の利点について評価した。また、解体設備における直接解体と遠隔解体の比較を行いそれぞれの特徴を議論した。さらに作業被ばくについて定量的な評価を行った。最後に現在行っている廃止措置技術開発へのフィードバックについて述べた。
柴沼 智博; 平野 宏志*; 木村 泰久; 會田 貴洋; 吉田 将冬; 永井 佑哉; 北村 哲浩
保健物理(インターネット), 58(2), p.91 - 98, 2023/08
原子力機構プルトニウム燃料技術開発センターは、簡易に組み立てられる緊急避難用グリーンハウス(GH)を開発した。本稿では本GHを開発するに至った背景について述べた後、従来の緊急避難用GHの具体的な問題点を整理し、それらをどのように改良・改善し新たなGHを開発したかを説明した。また、本GHを実際に運用することで出現した新たな問題点についても触れ、施した更なる改良・改善内容を紹介した。
北村 哲浩; 平野 宏志*; 吉田 将冬; 武内 健太郎
保健物理(インターネット), 58(2), p.76 - 90, 2023/08
現在原子力機構核燃料サイクル工学研究所プルトニウム燃料技術開発センターのプルトニウム燃料第二開発室は廃止措置に移行しており、約20年前から不稼働グローブボックスの解体撤去進めている。本稿ではこの20年の間に進めてきた解体撤去作業の実績について解説する。また、この過程で経験したいくつかの不具合事象やトラブルの概要を示すとともに、それらにどのように対応してきたかを紹介する。さらに解体作業中の被ばく管理の具体的な内容を示し、作業者の放射線管理について概観する。
永井 佑哉; 周治 愛之; 川崎 猛; 會田 貴洋; 木村 泰久; 根本 靖範*; 小沼 武司*; 冨山 昇*; 平野 耕司*; 薄井 康弘*; et al.
JAEA-Technology 2022-039, 117 Pages, 2023/06
JAEA-Technology-2022-039.pdf:11.96MB
日本原子力研究開発機構は多くの原子力施設を保有しているが、その多くで老朽化・高経年化への対応、東日本大震災及び福島第一原子力発電所の事故を受けた耐震化や新規制基準への対応が求められ、多額の予算を要する状況である。このため、役割を終えた原子力施設についても根本的なリスク低減及び維持管理費用の削減のために施設の廃止措置を進めることが望ましいが、廃止措置及び発生する放射性廃棄物の処理処分に必要な施設の整備・維持管理にも多額の費用が必要となる。この状況を踏まえ、原子力機構では(1)継続利用する施設を絞り込む「施設の集約化・重点化」、(2)新規制基準・耐震化対応、高経年化対策、リスク低減対策等の「施設の安全確保」及び(3)廃止措置、廃棄物の処理処分といった「バックエンド対策」を3つの柱とした「施設中長期計画」を策定した。本計画において、プルトニウム燃料第二開発室は廃止施設として位置付けられており、施設内に設置された設備の解体撤去を進めている。今回の解体撤去対象は、焙焼還元炉、ペレット粉砕設備、これらを包蔵するグローブボックスNo.W-9及びW-9と隣々接の工程室内に設置されているグローブボックスNo.D-1とを連結するトンネル形状のグローブボックスNo.F-1の一部であり、許認可等による約4年の作業中断期間を含めて平成26年2月から令和2年2月の約6年間をかけて作業を実施した。本報告書では、本解体撤去における作業実績、解体撤去を通して得られた知見をまとめたものである。
浅川 潤; 平野 宏志*; 永井 佑哉; 會田 貴洋; 柴沼 智博; 木村 泰久
保健物理(インターネット), 57(2), p.93 - 101, 2022/09
核燃料物質取扱施設において、放射性物質により汚染されたグローブボックス解体撤去作業はグローブボックス全体をビニル製のテントで覆い、テントの内部でエアラインスーツ(以下、「AFS」という。)を着用した作業者(以下、「AFS作業者」という。)が切断工具等を用いて解体を行う。作業においてAFS作業者の体調が急変し自律的な移動が困難な場合、人命尊重の観点から最短時間で退域させる必要がある。この場合、多くの放射性物質が汚染コントロール室に持ち込まれ、室内及び作業者の装備が汚染される可能性がある。その結果、除染が完了するまでの間、待機を余儀なくされたもう一方のAFS作業者に身体的負荷が高いAFSを長時間着用させることとなる。本報告では汚染された汚染コントロール室に代わる新たな汚染コントロール室として、先般原子力機構において開発された身体汚染対応用GHを用い、残されたAFS作業者を速やかに退域させる手順を提案した。その結果、身体汚染対応用GHを用いることで、従来待機を余儀なくされたAFS作業者の待機時間の大幅な短縮が可能であることを確認した。
菊池 遼; 平野 宏志*; 北村 哲浩
日本原子力学会和文論文誌, 21(1), p.50 - 63, 2022/03
日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所においては、プルトニウムにより汚染されたグローブボックスや機器の解体等にエアラインスーツが活用されている。エアラインスーツは、呼吸用空気供給ホース(エアラインホース)を通じて浄化された空気をエアラインスーツ作業者へ給気するとともに、放射線影響から保護する個人用保護具の一つとして、類似作業において広く導入実績を有している一方で、それら装備・設備に起因する潜在的リスクが依然として存在している。核燃料サイクル工学研究所においても、過去の放射線作業において、解体撤去作業中に作業者の放射線被ばく事象が発生しており、それら過去の被ばく事象等の反省を踏まえて、解体撤去作業中の作業者の安全確保を目的として様々な対策・改善に取り組んできた。一例としては、安定した給気ができる改良型エアラインホースへの交換や、冷却・除湿のためのコンプレッサの設置、空気供給連続監視システム等の設置を行っている。本資料では、エアラインスーツを用いた解体撤去作業を通じて取り組んできたエアラインスーツに関する改良例及びエアラインスーツ作業時の放射線管理の状況について報告するものである。
雨倉 宏*; Toulemonde, M.*; 鳴海 一雅*; Li, R.*; 千葉 敦也*; 平野 貴美*; 山田 圭介*; 山本 春也*; 石川 法人; 大久保 成彰; et al.
Scientific Reports (Internet), 11, p.185_1 - 185_11, 2021/01
被引用回数：17 パーセンタイル：65.30(Multidisciplinary Sciences)シリコンへ6MeV Cイオン照射すると直径10nmのイオントラック損傷が形成されることを見出した。これは、従来知られているイオンエネルギーしきい値(17MeV)よりもはるかに低いエネルギーである。従来知られているような電子的阻止能に由来したイオントラック形成メカニズムだけでは説明できず、それだけでなく核的阻止能に由来した効果も存在する可能性を示唆している。
and 200 MeV Xe ion irradiationLi, R.*; 鳴海 一雅*; 千葉 敦也*; 平野 優*; 津谷 大樹*; 山本 春也*; 斎藤 勇一*; 大久保 成彰; 石川 法人; Pang, C.*; et al.
Nanotechnology, 31(26), p.265606_1 - 265606_9, 2020/06
被引用回数：8 パーセンタイル：32.86(Nanoscience & Nanotechnology)材料中に埋め込まれた金ナノ粒子に4MeV Cイオンと200MeV Xeイオンを照射した時の伸長変形現象について、3つの材料(アモルファスカーボン,CaF
,結晶酸化インジウムスズ(ITO))について調べ、その材料依存性を調べた。どの材料についても、イオン照射に伴って結晶性を失う傾向が見られた。ITOが、最も金ナノ粒子の変形が顕著であり、かつ照射後にもかかわらず結晶性を保っていた。結晶性の材料において金ナノ粒子の変形を報告する初めて報告例となる。
木村 泰久; 平野 宏志; 綿引 政俊; 久芳 明慈; 石川 進一郎
デコミッショニング技報, (52), p.45 - 54, 2015/09
日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所プルトニウム燃料技術開発センターのプルトニウム燃料第二開発室は、ウラン-プルトニウム混合酸化物燃料の製造技術開発及びその実証施設として建設・運転されたが、現在廃止措置段階にあり、施設内のグローブボックスの解体撤去を進めている。グローブボックスの解体撤去は、汚染拡大防止用のグリーンハウスを解体撤去対象のグローブボックスの周囲に設置し、空気供給式呼吸保護具であるエアラインスーツを着用した作業員がグローブボックス本体や内装機器を切断する方法で進めている。この方法は多くの実績がありその手順は確立しているものの、作業員の精神的、肉体的負荷は高い。そのため、解体撤去作業の安全性、経済性の向上を目的に、グリーンハウス内で小型重機を活用する新たな解体撤去技術の開発に着手した。本報告では、プルトニウム燃料第二開発室の廃止措置、グローブボックス解体撤去技術開発の現状について報告する。
関尾 佳弘; 吉持 宏; 小坂 一郎; 平野 弘康; 小山 智造; 河村 弘
Proceedings of 52nd Annual Meeting of Hot Laboratories and Remote Handling Working Group (HOTLAB 2015) (Internet), 8 Pages, 2015/09
我が国では福島第一原子力発電所の廃止措置の安全かつ確実な遂行が重要な課題として位置付けられている。日本原子力研究開発機構は、福島第一原子力事故により発生した放射性廃棄物の処分方法の決定に資する分析、研究を行うこととなっている。この分析等は、福島第一原子力発電所サイトの大熊分析研究センター内に建設予定の2つの施設(第1棟,第2棟)において実施する予定である。第1棟では、がれき類や汚染水二次廃棄物等の放射性廃棄物に対する分析等を実施し、第2棟では燃料デブリや高線量構造材料等の取り扱いを計画している。現在、最先端技術や最新試験機器の導入に係る詳細な検討を進めている。
近藤 恭弘; 森下 卓俊; 山崎 宰春; 堀 利彦; 澤邊 祐希; 千代 悦司; 福田 真平; 長谷川 和男; 平野 耕一郎; 菊澤 信宏; et al.
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 17(12), p.120101_1 - 120101_8, 2014/12
被引用回数：8 パーセンタイル：47.19(Physics, Nuclear)J-PARCのビーム電流増強用の新しいRFQ(RFQ III)のビーム試験を行った。まず、RFQ IIIのコンディショニングが行われ、20時間のコンディショニング後に、400kW、デューティーファクター1.5%の非常に安定なRF入力を達成した。次に、加速器トンネルに設置する前にオフラインのビームテストを行った。50mA負水素ビームの透過率、エミッタンス、エネルギー分散を測定し、シミュレーションと比較した。実験結果とシミュレーションは良い一致を示し、RFQ IIIが設計通りの性能を発揮していることが示された。
小栗 英知; 長谷川 和男; 伊藤 崇; 千代 悦司; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 篠崎 信一; 青 寛幸; 大越 清紀; 近藤 恭弘; et al.
Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.389 - 393, 2014/10
J-PARCリニアックでは現在、ビームユーザに対する利用運転を行うとともに、リニアック後段の3GeVシンクロトロンにて1MWビームを加速するためのビーム増強計画を進めている。リニアックのビーム増強計画では、加速エネルギー及びビーム電流をそれぞれ増強する。エネルギーについては、181MeVから400MeVに増強するためにACS空洞及びこれを駆動する972MHzクライストロンの開発を行ってきた。これら400MeV機器は平成24年までに量産を終了し、平成25年夏に設置工事を行った。平成26年1月に400MeV加速に成功し、現在、ビーム利用運転に供している。ビーム電流増強では、初段加速部(イオン源及びRFQ)を更新する。イオン源はセシウム添加高周波放電型、RFQは真空特性に優れる真空ロー付け接合タイプ空洞をそれぞれ採用し、平成25年春に製作が完了した。完成後は専用のテストスタンドにて性能確認試験を行っており、平成26年2月にRFQにて目標の50mAビーム加速に成功した。新初段加速部は、平成26年夏にビームラインに設置する予定である。
久芳 明慈; 綿引 政俊; 平野 宏志; 石川 進一郎; 佐藤 寿人
Proceedings of International Waste Management Symposia 2014 (WM2014) (Internet), 12 Pages, 2014/05
日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所プルトニウム燃料技術開発センターのプルトニウム燃料第二開発室は、現在、施設の廃止措置段階にあり、核燃料物質を安定的な保管形態である集合体形状に加工する処理とグローブボックスの解体撤去を並行して進めている。グローブボックスの解体撤去は、汚染拡大防止用のグリーンハウスを解体撤去対象のグローブボックスの周囲に設置し、エアラインスーツを着用した作業員が切断工具を駆使して、グローブボックスや内装機器を切断する方法で進めている。しかし、エアラインスーツ作業によるグローブボックス解体撤去作業における作業員の精神的、肉体的負荷は高い。そのため、作業員の安全性に係るリスクは高く、さらに長時間の作業は不可能なため、工期の短縮が図りにくくコスト削減が難しい。そこで、これらのリスク、コストの低減を目的に、汚染拡大防止用のグリーンハウス内で小型の重機を活用する新たな解体工法の検討に着手した。
