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and A
value ratios for off-site transportation of small-amount of fuel debris retrieved from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station坂本 雅洋; 奥村 啓介; 神野 郁夫; 松村 太伊知; Riyana, E. S.; 寺島 顕一; 金子 純一*; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*
Radioisotopes, 75(S-01), p.S-001_1 - S-001_5, 2026/04
In the Unit 2 of TEPCO's Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (1F), trial retrievals of fuel debris with small-amount is underway. The retrieved fuel debris will be transported out of 1F site to Institutes in Ibaraki prefecture for analysis. The analyzed results will be utilized as feedback for the improvement of the processes (retrieval, transportation and storage) in the fuel debris management, and also for the development of technologies necessary in the future. The weight of fuel debris in the first trial retrieval was about 0.7 g. After several retrieval trials planned, the scale of retrieval will be expanded step by step in the future. In the retrieval, a rational transportation container should be considered beforehand, following the laws and regulations associated with the off-site transportation. The transportation container should be chosen based on radioactivity limit A or A value ratios: hazardous dose exposure will be prevented in case of container failure with the A value (considering the external exposure) and the A value (considering both the external and internal exposures). We estimated the radioactivity of the retrieved fuel debris using the results of the detailed nuclide inventory calculation. With a numerical analysis of the A and A value ratios, we confirmed the applicability of the Type A transport container for the retrieved small-amount fuel debris.
吉田 健; 前田 宏治; 関尾 佳弘; 富田 英生*; 岩田 圭弘; 平井 睦*; 溝上 暢人*; 坂本 哲夫*
Scientific Reports (Internet), 16, p.9865_1 - 9865_8, 2026/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Multidisciplinary Sciences)Characterizing fuel debris (FD) is critical for decommissioning the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS). Samples collected from inside the reactor building through various methods provide valuable insights into the properties of FD. However, localized isotope data from these samples have not been previously reported. In this study, we present the first global report of isotope imaging and ratio data for the FDNPS particle obtained using our novel high-spatial-resolution secondary ion mass spectrometry (SIMS) technique developed for FD analysis. The method successfully mapped the spatial distributions of uranium, a key nuclear fuel component, and boron-10 (
B), a control rod material, within the particle. In addition, the spatial distributions and isotope ratios of B and lithium (Li) in the particles provide definitive evidence that B (n, a) 
Li reactions occur in the control rod during normal reactor operation. These findings provide new insights into the FD composition and underscore the effectiveness of SIMS for the detailed characterization of FD.
坂本 雅洋; 奥村 啓介; 神野 郁夫; 松村 太伊知; 寺島 顕一; Riyana, E. S.; 金子 純一*; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*
Journal of Nuclear Science and Technology, 62(8), p.756 - 765, 2025/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)In this paper, we propose a new nuclide inventory estimation method based on computational methods, called a "theoretical scaling factor method" for difficult-to-measure (DTM) nuclides in fuel debris and radioactive wastes. The theoretical scaling factor method provides a method similar to a conventional scaling factor method. The theoretical scaling factor method, however, does not require performing many measurements to obtain correlations between a key nuclide which is easy-to-measure and a DTM nuclide. Instead of actual analytical measurements, the results of theoretical calculations are used. A correlation equation between the key nuclide and the DTM nuclide is created based on the results of theoretical calculations, and the DTM nuclide is deterministically estimated using the measurement value of the key nuclide only. In this paper, we selected Cs-135 as the DTM nuclide and Cs-137 as the key nuclide. Cs-135 has a long half-life of 2.3
10
years and is one of the important fission products in the safety evaluation for the geological disposal of high-level radioactive waste, because it dissolves and migrates in groundwater easily. We confirmed the validity of the proposed method using measured data of Cs-137 and Cs-135 on radioactive wastes from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (1F) accident obtained by many researchers. It can be used as a rational and efficient technology to reduce the analysis costs of various types of fuel debris and radioactive waste present at 1F.
坂本 雅洋; 奥村 啓介; 神野 郁夫; 松村 太伊知; 寺島 顕一; Riyana, E. S.; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*
JAEA-Research 2024-017, 14 Pages, 2025/03
JAEA-Research-2024-017.pdf:1.34MB
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では、2号機から燃料デブリの試験的取り出しを行い、回収物を構外輸送し茨城地区で分析することが計画されている。取り出された燃料デブリの分析結果は、将来的な燃料デブリ管理の各工程(取り出し、収納、移送、保管等)の検討にフィードバックされ、必要な技術開発に活用することが期待されている。試験的取り出しでサンプリングされる燃料デブリは数グラム程度が予定されており、その後、段階的に取り出し規模を拡大させていくことになる。試験的取り出しにおいては、構外輸送に係る関係法令に則って事前に合理的な輸送容器を検討することが必要になる。本報では物質組成や性状が不明瞭な燃料デブリ回収物の安全評価に資するため、少量燃料デブリの構外輸送に向けたA型輸送容器の適用性評価を行った。
山下 拓哉; 本多 剛*; 溝上 暢人*; 野崎 謙一朗*; 鈴木 博之*; Pellegrini, M.*; 酒井 健*; 佐藤 一憲; 溝上 伸也*
Nuclear Technology, 209(6), p.902 - 927, 2023/06
被引用回数：7 パーセンタイル：66.64(Nuclear Science & Technology)The estimation and understanding of the state of fuel debris and fission products inside the plant is an essential step in the decommissioning of the TEPCO Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (1F). However, the direct observation of the plant interior, which is under a high radiation environment, is difficult and limited. Therefore, in order to understand the plant interior conditions, a comprehensive analysis and evaluation is necessary, based on various measurement data from the plant, analysis of plant data during the accident progression phase and information obtained from computer simulations for this phase. These evaluations can be used to estimate the conditions of the interior of the reactor pressure vessel (RPV) and the primary containment vessel (PCV). Herein, 1F Unit 3 was addressed as the subject to produce an estimated diagram of the fuel debris distribution from data obtained about the RPV and PCV based on the comprehensive evaluation of various measurement data and information obtained from the accident progression analysis, which were released to the public in November 2022.
坂本 雅洋; 奥村 啓介; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所では、2号機から少量燃料デブリ等の試験的取出しを行い、回収物を茨城地区へ輸送して、ホットセルで分析をすることが計画されている。当面の分析対象は少量(数グラム以下)に限定されることから、A型輸送容器の利用が合理的と言える。そこで、2号機の運転管理データに基づき作成した3次元核種インベントリデータを用いて、放射性物質等の輸送法令で求められるA2値比の検討をおこなった。また、輸送時の核物質防護該非判定に係る空気吸収線量率を検討した。
吉田 健; 関尾 佳弘; 前田 宏治; 森田 真人*; 坂本 哲夫*; 溝上 暢人*; 平井 睦*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(以下、「1F」という)の廃止措置を着実に遂行するためには、燃料デブリの性状を把握し、技術開発に反映させることが極めて重要である。従来、燃料デブリの性状を把握するための分析法として、SEM-EDSやTEM、ICP-MSを用いて1F汚染試料の分析が実施されてきたが、これらの分析法では構成元素の由来推定や燃料の臨界管理等で重要となる、試料の局所的な同位体組成の情報を取得できないことが課題である。報告者らが研究・開発を進めているFIB-TOF-SIMSでは、固体試料に対して化学的前処理が不要であり、局所的な同位体組成分析が可能であることから、燃料デブリの性状把握における有益な分析手法となることが期待される。本研究では、当該装置での燃料デブリに含まれる可能性の高い元素の検出能力を検証するため、1F汚染試料の微小領域における分析を実施し、測定した微粒子からLi、B、Uの同位体組成イメージングの取得に成功した。
丹保 雅喜; 深谷 洋行; 小林 冬実; 大竹 良徳; 稲田 有紗; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*; 中村 聡志; 北垣 徹; 高野 公秀
no journal, ,
原子力機構原子力科学研究所に受け入れた燃料デブリサンプルの分取試料に対してアルカリ融解処理によって得られた溶解液を、陰イオン交換分離法を用いた後、表面電離型質量分析装置(TIMS)を用いた同位体希釈質量分析法(IDMS)により、燃料デブリ溶解液中の同位体組成及び元素割合を明らかにした。
笠間 奏平; 池内 宏知; 荻野 英樹; Tsai, T.-H.; 新田 旭; 佐々木 新治; 高野 公秀; 桐島 陽*; 秋山 大輔*; 溝上 暢人*; et al.
no journal, ,
燃料デブリを対象に適用したサンプル全体の元素組成および特徴の評価手法を説明するとともに、当該手法を実際の燃料デブリサンプルにて対して応用した際の実施状況について報告する。
森下 一喜; 大西 貴士; 前田 宏治; 溝上 暢人*; 伊東 賢一*; 溝上 伸也*
no journal, ,
福島第一原子力発電所1号機格納容器内から採取された堆積物を硝酸に浸漬して得られた溶液の分析を実施し、これまでに報告されている堆積物の分析結果と類似傾向にあることを確認した。また、堆積物には微量のPu, Am, Cm等も含まれていることがわかった。この堆積物の分析結果について報告を行う。
遠藤 洋一*; 鈴木 晶大*; 橘内 裕寿*; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*; 池内 宏知; 笠間 奏平
no journal, ,
燃料デブリの生成過程の解明に向けて、福島第一原子力発電所(1F)2号機の試験的取り出しで得られた燃料デブリの断面の分析を進め、Fe-Ni金属相、U-Zr-O(U
Zr)相、U-Zr-O(ZrU)相、Cr-Fe-O相、Fe-O相が含まれることを確認した。
下出 李英*; 榑松 繁*; 甲川 憲隆*; 池内 宏知; 笠間 奏平; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*
no journal, ,
混酸溶解による溶液分析及び不溶解残渣のEDX分析により燃料デブリを構成する元素の同定・定量及び同位体比測定を実施した。その結果、燃料デブリは主に燃料成分や被覆材成分、炉内構造物成分の酸化物から構成されることが確認され、燃料デブリの生成過程の推定に資するデータが取得できたと考えられる。
新田 旭; 吉田 健; 大西 貴士; Tsai, T.-H.; 関尾 佳弘; 前田 宏治; 池内 宏知; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*
no journal, ,
福島第一原子力発電所から受け入れた燃料デブリに対してX線CT及びSEM等を用いた非破壊分析を行い、内部構造及び表面元素分布等を評価した。
吉田 健; 新田 旭; 大西 貴士; 関尾 佳弘; 前田 宏治; 池内 宏知; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*
no journal, ,
燃料デブリの分取試料のSEM-WDX観察により元素分布を把握するとともに、二次イオン質量分析装置(SIMS)及び透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた局所分析により、微視的な同位体比及び結晶構造を評価した。
大西 貴士; 新田 旭; 吉田 健; 豊田 千尋; 関尾 佳弘; 前田 宏治; 池内 宏知; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*
no journal, ,
燃料デブリの分取試料に対して、硝酸及び微量フッ化水素酸を用いた溶解手法を適用し、ICP-MSによる質量分析及び放射線計測を行い、燃料デブリに含まれる核種の分析を行った。
小畠 雅明; 小林 徹; 谷田 肇; 岡本 芳浩; 福田 竜生; 辻 卓也; 松田 晶平; 川崎 郁斗; 芝田 悟朗; 土井 玲祐; et al.
no journal, ,
長期間水中に曝露された燃料デブリの表面近傍に対し、放射光XAFSおよびXRDを適用し、結晶性の低下とUの高価数化に代表される酸化挙動を明らかにした。
小畠 雅明; 小林 徹; 谷田 肇; 岡本 芳浩; 福田 竜生; 辻 卓也; 松田 晶平; 川崎 郁斗; 芝田 悟朗; 土井 玲祐; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所2号機ペデスタル内から試験的に取り出された燃料デブリを対象に、SPring-8の高輝度放射光を用いた
スケール分析を実施した。放射光マイクロビームによる-XRF、-XAFS、-XRDを組み合わせた多手法解析により、燃料成分および構造材由来成分の空間分布ならびに、ミクロンスケールでの酸化状態および結晶構造の不均一性を明らかにした。
新田 旭; 吉田 健; 大西 貴士; Tsai, T.-H.; 関尾 佳弘; 前田 宏治; 池内 宏知; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)の燃料デブリの取り出し、保管時の安全評価や処理・処分の検討を進めるうえで、圧力容器や格納容器内に堆積している燃料デブリの性状把握が不可欠である。令和6年11月に、福島第一原子力発電所2号機ペデスタル内から試験的に取り出された燃料デブリを照射燃料集合体試験施設に受け入れ、X線CTによる非破壊分析を行い、内部構造の評価をした。また、走査型電子顕微鏡(SEM)及び透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた局所分析による構成元素の測定及び結晶構造の評価を行った。
鈴木 晶大*; 遠藤 洋一*; 橘内 裕寿*; 佐藤 年彦*; 溝上 暢人*; 溝上 伸也*; 池内 宏知; 笠間 奏平
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)2号機の試験的取り出しで得られた燃料デブリの一部の断面を電子顕微鏡により観察したところ、燃料デブリ内部には、主に、空隙、Zr-U-O酸化物、Fe-Ni金属、及び微細相が見られた。
森下 一喜; 大西 貴士; 前田 宏治; 溝上 暢人*; 伊東 賢一*; 溝上 伸也*
no journal, ,
福島第一原子力発電所2号機オペレーティングフロアから採取された養生シートに付着した物質に関して、構成元素等の基礎的なデータを得るために化学分析を実施した。その結果、原子炉構造材由来と考えられるFe, Mn, Cu等の元素、燃焼燃料に由来するTe, Cs及びUが検出された。
