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論文

「ふげん」の取り組み; 運転終了までの歴史と廃止措置の取り組み

森下 喜嗣

電気評論, 101(11), p.24 - 29, 2016/11

電気技術雑誌「電気評論」(月刊)2016年11月発行の特集「原子炉廃止措置技術の動向」に、「ふげん」の廃炉までの歴史と廃止措置計画ならびにこれまでの技術的課題への取り組み状況等を紹介する。

論文

The Study on application of laser technology for the reactor core dismantling

岩井 紘基; 中村 保之; 水井 宏之; 佐野 一哉; 森下 喜嗣

Proceedings of 7th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2015) (Internet), 4 Pages, 2015/08

「ふげん」原子炉領域は、約25年間の運転により構造材が放射化され、放射能レベルが比較的高い。また、圧力管とカランドリア管をそれぞれ224本内蔵する二重管で構成される複雑で狭隘な構造であり、原子炉上下部及び側部は厚板部材(最大板厚150mm)からなる積層構造となっている。さらに、この原子炉領域の構造材は、炭素鋼,ステンレス鋼,ジルコニウム合金,アルミニウム,コンクリート等、多種材料から構成される特徴を有する。この原子炉領域の解体は、構造材が放射化していることや酸化しやすいジルコニウム合金を使用していることにも留意して、切断時の放射性粉じん等による被ばく低減及び発火防止対策の観点から、水中にて遠隔で解体する計画としている。原子炉領域の解体工期短縮及び二次廃棄物発生量の低減が可能な切断工法を選定するために、国内外の廃止措置で適用実績のある切断工法を調査するとともに、切断試験によりデータ取得を行い、レーザ切断工法を機関工法として選定した。本発表では、「ふげん」の廃止措置状況及びレーザ技術開発状況について紹介する。

論文

原子力施設の廃止措置における大型機器解体シナリオの最適化に関わる検討; プロジェクト管理データ評価システムの「ふげん」廃止措置への適用性の評価結果に基づく検討

芝原 雄司; 臼井 秀雄; 出雲 沙理; 泉 正憲; 手塚 将志; 森下 喜嗣; 清田 史功; 立花 光夫

日本原子力学会和文論文誌, 12(3), p.197 - 210, 2013/09

ふげん発電所の廃止措置での解体作業を対象としてPRODIAコードの適用性を検証するため、JPDRの廃止措置で得られた実績データによって作られた既存計算式を用いて、2008年にふげん発電所で行った解体作業に要する人工数を計算した。その結果、既存評価式はふげん発電所での給水加熱器の解体作業への適用性を有していないことがわった。このため、ふげん発電所での給水加熱器の解体作業の作業内容を反映した新規計算式を構築した。構築した新規計算式を用いた計算結果は、ふげん発電所の第3給水加熱器と第4給水加熱器の実績データと良い一致を示した。さらに、給水加熱器を解体するための複数の解体シナリオに要する人工数について新規計算式により計算し、解体作業に要する人工数に及ぼす解体シナリオなどの影響を検討した。

報告書

原子力施設の廃止措置にかかわる研究,2; AHPによる最適な解体シナリオの検討(共同研究)

芝原 雄司; 石神 努; 森下 喜嗣; 柳原 敏*; 有田 裕二*

JAEA-Technology 2012-038, 72 Pages, 2013/01

JAEA-Technology-2012-038.pdf:3.68MB

原子力施設の合理的な廃止措置を進めるためには、想定されるさまざまな解体手順(解体シナリオ)のプロジェクト管理データを事前に評価し、その結果を用いて最適な解体シナリオを選択することが必要である。廃止措置の研究分野では、最適な解体シナリオの選択のための意思決定にかかわる研究はほとんど行われておらず、今後の重要な検討課題の一つである。原子力機構と福井大学は、解体作業の計画を策定するうえで重要となる意思決定のための方法論にかかわる共同研究を平成21年度に開始した。本研究では、「ふげん」を対象に設備・機器の解体作業に関する幾つかの解体シナリオを想定して、人工数や廃棄物発生量等を計算し、その結果に基づいて幾つかの解体シナリオの中から合理的と考えられるものを選択するロジックを構築することを目的としている。本報告書は、給水加熱器の解体作業を対象に、平成22年度に行った多基準意思決定手法の一つであるAHPを用いた最適な解体シナリオの選択に関する検討の結果とまとめたものである。

報告書

原子力施設の廃止措置にかかわる研究(共同研究)

芝原 雄司; 石神 努; 森下 喜嗣; 柳原 敏; 有田 裕二*

JAEA-Technology 2011-021, 35 Pages, 2011/07

JAEA-Technology-2011-021.pdf:4.52MB

原子力施設の合理的な廃止措置を進めるためには、そのプロジェクト管理データを事前に評価することに加えて、その結果を用いて想定されるさまざまな解体作業の選択肢(シナリオ)の中から、最適なものを選択することが必要かつ重要である。廃止措置の研究分野では、この選択のための意思決定にかかわる研究はほとんどなされておらず、今後の重要な検討課題である。原子力機構と福井大学は、解体作業の計画を策定するうえで重要となる意思決定のための方法論にかかわる共同研究を平成21年度から開始した。本研究では、ふげんを対象に設備・機器の解体撤去作業に関する幾つかのシナリオを想定して人工数や廃棄物発生量を計算し、その結果に基づいて、幾つかのシナリオの中から合理的と考えられるものを選択するロジックを構築することを目的としている。平成21年度はふげんで実施された給水加熱器の解体撤去作業に基づき、幾つかの解体シナリオを想定して管理データを評価し、多基準意思決定法(MCDA)を用いて最適化にかかわる検討を行った。本報告書は、その研究の成果をまとめたものである。

論文

The Study on abrasive water jet for predicting the cutting performance and monitoring the cutting situation in the water

中村 保之; 佐野 一哉; 森下 喜嗣; 丸山 信一郎*; 手塚 慎一*; 大鐘 大介*; 高島 雄次*

Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 133(6), p.064501_1 - 064501_3, 2011/06

 パーセンタイル:100(Engineering, Mechanical)

アブレイシブウォータージェット(AWJ)は、高圧水に混合した研掃材を切断部材に噴射して切断する工法であり、水中で金属やコンクリート等の部材を長いスタンドオフ(切断ヘッドと切断部材の距離)を保った状態で切断することができる。しかし、AWJは、切断で使用する研掃材が廃棄物となるという課題がある。また、水中で切断する際は、研掃材や切断粉で水が濁りカメラ等による目視での監視が困難であるという課題がある。これらの課題を解決するために切断試験を実施し、以下について確認した。(1)高圧水により加速された研掃材が持つエネルギーが部材の切断に寄与すると考えることで、研掃材の最適な供給量を予測できる可能性を見いだすとともに、切断能力に与える部材の照射硬化の影響を検討した。(2)水中切断時に発生する切断音や部材の振動の周波数の変化により、切断状況を判断できる可能性を見いだした。

論文

Decommissioning program of FUGEN and current activities

手塚 将志; 水井 宏之; 松嶌 聡; 中村 保之; 林 宏一; 佐野 一哉; 南光 隆; 森下 喜嗣

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM), p.2815 - 2821, 2009/09

「ふげん」は電気出力165MWの重水減速・沸騰軽水冷却・圧力管型原型炉であり、25年間の運転の後、2003年3月に運転を終了し、廃止措置計画が昨年2月に認可されたことを受けて廃止措置段階に移行した。本発表では、廃止措置の期間を使用済燃料搬出期間,原子炉周辺設備解体撤去期間,原子炉本体解体撤去期間,建屋解体期間の4つの期間に区分して進め、2028年度までにすべての作業を完了する計画としている「ふげん」の廃止措置計画について紹介する。また、現在、使用済燃料搬出期間の作業の一部として進めている、タービン建屋での主蒸気系や給水系等の解体撤去作業、及び重水系設備の解体を容易にするために重水系に残留しているトリチウムを通気や真空引きにより行っている乾燥除去作業、並びに放射線遮蔽や粉じん抑制のために水中で行う原子炉本体の解体方法の検討状況を紹介する。

論文

「ふげん」原子炉本体解体に向けたAWJ切断技術の適用性試験

中村 保之; 岩井 紘基; 佐野 一哉; 森下 喜嗣; 丸山 信一郎*; 手塚 慎一*; 大鐘 大介*; 高島 雄次*

デコミッショニング技報, (38), p.43 - 52, 2008/11

新型転換炉「ふげん」(原子炉廃止措置研究開発センター)の原子炉本体は、圧力管型を特徴としている。原子炉本体解体の検討にあたり、圧力管とカランドリア管からなる二重管構造部の同時解体技術として、アブレイシブウォータージェット(AWJ)切断技術を候補にあげ、その適用性を試験によって確認した。試験では、AWJの課題となる二次廃棄物量の低減と水中における切断監視技術の確立を目的として、最適な研掃材供給量,切断への研掃材再利用の可能性、並びに音及び振動による切断監視技術の適用の可能性を確認した。

論文

Decommissioning program for ATR-FUGEN nuclear power station

佐野 一哉; 北村 高一; 手塚 将志; 水井 宏之; 清田 史功; 森下 喜嗣

Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10

新型転換炉ふげんは平成15年3月29日に運転を終了し、その後は安全かつ合理的な廃止措置の実現に向け、廃止措置の準備及び必要な技術開発を進めるとともに、改訂された原子炉等規制法に基づく初めてのケースとして国に対して廃止措置計画の認可申請を行い、平成20年2月12日に認可を取得した。本発表では、「ふげん」の廃止措置計画について、廃止措置の期間を、(1)使用済燃料搬出期間,(2)原子炉周辺設備解体撤去期間,(3)原子炉本体解体撤去期間,(4)建屋解体期間の4つの期間に区分して進める解体計画の概要,放射性廃棄物量の評価や廃止措置時の安全評価の概要等について報告する。

論文

Basic policy for decommissioning of nuclear power plant in Japan and the decommissioning of Fugen

森下 喜嗣

Proceedings of International Symposium on Advanced Mechanical and Power Engineering 2008 (ISAMPE 2008), p.211 - 217, 2008/10

日本においては、役目を終えた原子力発電施設は5$$sim$$10年の安全貯蔵の後に解体撤去することを基本としている。重水減速沸騰軽水冷却圧力管型原型炉である「ふげん」は、25年間の運転の後に原子炉を停止し、その廃止措置のための計画を整備してきた。本年2月に「ふげん」の廃止措置計画は認可され、2028年までに完了の予定で施設の解体に着手した。本稿では、日本における原子炉廃止措置の基本的考え方と「ふげん」の廃止措置について紹介する。

論文

「ふげん」廃止措置のための残存放射能量の評価

北村 高一; 林 宏一; 森下 喜嗣; 丹治 和拓*

放射線, 34(1), p.53 - 63, 2008/01

廃止措置を実施していくにあたっては、施設の残存放射能量を可能な限り精度よく評価したうえで、公衆の被ばく線量や放射性廃棄物の発生量等の安全性評価を実施し、適切な解体撤去方法・手順等に反映していくことが重要である。「ふげん」は、一般軽水炉と異なる原子炉構造であり、施設内の放射能量を推定する知見が比較的少ないことから、放射化量評価においては、原子炉運転中の段階から取得した数多くの中性子束分布や試料採取による実測データと解析値との比較評価をし、解析値の妥当性を検証すること、汚染量評価においては試料採取のほか、記録による汚染履歴調査等の幅広い調査等を反映して評価することが必要である。「ふげん」がこれまでに実施してきた廃止措置のための残存放射能量の評価手順及び結果について報告する。

論文

Development of a tracking method for augmented reality applied to NPP maintenance work and its experimental evaluation

Bian, Z.*; 石井 裕剛*; 下田 宏*; 吉川 榮和*; 森下 喜嗣; 兼平 宜紀; 泉 正憲

IEICE Transactions on Information and Systems, E90-D(6), p.963 - 974, 2007/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:68.28(Computer Science, Information Systems)

拡張現実感技術とは、作業対象物上にコンピュータグラフィックスによる作業情報を重ねて表示(重畳表示)させる技術で、作業員に作業の直感的理解を促すことができる。原子力発電プラントの定期検査の際にこの拡張現実感技術を用いて、作業に関連する情報を提示すれば、ヒューマンエラーの防止と作業の効率が上がると期待される。拡張現実感技術の実現に際しては、正確な位置・方向で重畳表示させるために、ユーザと情報提示対象物との位置・方向を求めるトラッキング技術が重要である。これまでマーカを用いたさまざまなトラッキング手法が提案されているが、原子力発電プラントへの適用を想定した場合、放射線の影響により、安全上作業対象物からできるだけ離れた位置の場合でもマーカの認識とトラッキング精度を確保しなければならないことである。本研究では、新たなトラッキング手法として、原子力発電所に多数存在する配管に着目し、その特徴を考慮して、配管や機器などに比較的貼りやすい縦長のラインコードマーカを開発した。本マーカを使用することで、作業対象物からの距離を遠方にしてもマーカの認識を確保できるようにした。本研究では、マーカを開発し、その評価実験を実験室で実施した。その結果、ユーザと作業対象物との距離が約10mの場合でも、約20cmの誤差範囲で認識することができ、従来のマーカよりも遠方でマーカを認識できることが確認された。

論文

原子力への光ビーム利用; 廃炉,超伝導送電など新しい道開く

峰原 英介; 森下 喜嗣; 水木 純一郎

エネルギーレビュー, 26(8), p.15 - 18, 2006/08

最先端光技術(放射光とレーザー)を原子力エネルギー分野など多くの分野に応用して、多種多様な現実の困難を解決すること、また新しい多くの知見を得ることが日本原子力研究開発機構量子ビーム応用研究部門で進められている。ここではそのような活動のうちから3つを紹介し、説明したい。ここでは、(1)原子炉解体のための高出力レーザーによる狭幅切断,(2)放射性同位元素(RI)に汚染された表面を非熱レーザー剥離を用いた完全除染、さらに(3)放射光ビームによる高温超伝導体発現メカニズムの解明を例として紹介する。

論文

Applicability examination and evaluation of reactor dismantlement technology in the Fugen; Examination of double tubes cutting by abrasive water jet

中村 保之; 菊池 孝一; 森下 喜嗣; 臼井 龍男*; 大鐘 大介*

Proceedings of 14th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-14) (CD-ROM), 9 Pages, 2006/07

「ふげん」原子炉本体解体における固有の課題である、2重管構造である圧力管とカランドリア管の解体工法を明確にする必要がある。これら2重管部材は、高放射化したジルコニウム材であるため、公衆への環境影響を考慮すると、機械式切断工法が望ましい。また、工期短縮を図るため、2重管を同時に切断することを考えると、比較的スタンドオフを長くとれる工法が望ましい。以上のことから、切断工法として、アブレイシブウォータジェット工法を選定し、2重管解体への適用性の確認試験を行った。この結果、アブレイシブウォータージェット工法は、炉心部2重管の内側及び外側から同時に切断可能であることや、最厚肉の構造物にも適用可能であることを確認するとともに、研掃材供給量と切断速度の関係や二次廃棄物発生量や性状を明らかにした。

論文

新型転換炉ふげん発電所の廃止措置

森下 喜嗣

第17回原子力施設デコミッショニング技術講座テキスト, p.55 - 80, 2006/02

新型転換炉ふげん発電所では、廃止措置に向けた準備として、燃料や重水の搬出,廃止措置計画,廃止措置に必要な原子炉本体解体技術,重水・トリチウム技術,解体計画の評価技術等の技術開発を進めており、これらの準備状況や技術開発の状況等を紹介する。

口頭

「ふげん」放射化量計算へのモンテカルロ・コードの適用性研究

北村 高一; 丹治 和拓*; 森下 喜嗣; 林 宏一; 畦倉 和雄*; 内藤 俶孝*

no journal, , 

モンテカルロ・コードMCNPを用いて新型転換炉ふげん発電所(以下「ふげん」とい)の原子炉廻りの中性子束及び核種の反応率を計算し、炉心内物質の原子数密度を体積平均した均質炉心モデルと、カランドリア管構造を考慮した非均質炉心モデルの結果を比較し、計算手法の適用性を評価した。

口頭

「ふげん」放射能インベントリ評価,12;「ふげん」用ORIGEN-2放射化量評価システムの開発

北村 高一; 丹治 和拓*; 森下 喜嗣; 林 宏一; 山口 勝義*; 斉藤 邦義*

no journal, , 

新型転換炉ふげん発電所(以下「ふげん」という)の解体廃棄物の放射化放射能計算のため、「ふげん」用にORIGEN-2を適用した放射化量評価システム(以下ふげん用ORIGEN-2という)を開発し、「ふげん」の運転中に測定された放射化量と比較し、評価システムの妥当性を検証した。

口頭

「ふげん」原子炉本体解体技術の適用性検討評価; アブレイシブウォータジェットによる2重管模擬材切断試験,1

中村 保之; 菊池 孝一; 森下 喜嗣; 大鐘 大介*; 臼井 龍男*

no journal, , 

新型転換炉ふげん発電所(以下「ふげん」と略す)の原子炉本体解体技術を検討する中で、逐次解体を想定した場合に「ふげん」固有の課題である圧力管とカランドリア管の2重管構造(以下、2重管と略す)解体へのアブレイシブウォータージェットの適用性を確認するため、2重管模擬材切断試験を行い、切断データを取得した。

口頭

「ふげん」放射化量計算へのモンテカルロ・コードの適用性研究,2

北村 高一; 森下 喜嗣; 林 宏一; 丹治 和拓*; 畦倉 和雄*; 内藤 俶孝*

no journal, , 

新型転換炉ふげん発電所の廃止措置を安全かつ合理的に実施するためには、原子炉廻りの放射化量を精度よく評価しておくことが重要であり、原子炉廻りの放射化量を評価するための中性子束評価手法の信頼性向上,高度化を目的としてモンテカルロコードの適用性研究を行っている。これまでの研究において、ふげんの炉心構造をモデル化して計算を行い、炉心廻りの評価において本コードが適用できる見通しを得ているが、今回、原子炉本体から離れた場所においても精度よく計算できるよう検討を行ったのでその結果について報告する。

口頭

「ふげん」原子炉本体解体技術の適用性検討評価アブレイシブウォータージェットによる2重管模擬材切断試験,2

中村 保之; 森下 喜嗣; 菊池 孝一; 臼井 龍男*; 大鐘 大介*

no journal, , 

「ふげん」原子炉本体固有の課題である原子炉内部に組み込まれている224本の圧力管・カランドリア管の2重管の解体工法を明らかにしていく必要がある。この2重管は切断実績の少ないジルコニウム合金材であり、また高放射化部材であることから、解体雰囲気等への影響を考慮すると機械式切断が好ましい。また、工期短縮を考慮し、これら2重管を同時に切断することを考えると、スタンドオフを比較的長くとれる切断方法が望ましい。以上のことから建設工事等で実績があり、開発規模が比較的小さいアブレイシブウォータージェット(以下、AWJという)を最適な工法の1つと考え、2重管切断への適用性を評価するため最適な切断速度や研掃材供給量等の条件を明らかにする試験を行った。また、切断によって発生する2次廃棄物の回収方法を検討するために、粒度分布等のデータ取得を行った。切断試験の結果、切断速度と最小研掃材供給量の関係が得られるとともに、研掃材供給量を建設工事等で一般的に用いられている量の約半分程度まで減少させても切断可能であることがわかった。この他、炉心構造材中で最も厚い板厚150mmのSUS材も1パスで切断できる能力があることがわかった。

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