HASWS貯蔵廃棄物の取出しに向けた水中ROV等の操作性向上に係るデータの取得

爲田 惟斗; 佐野 恭平; 高野 祐吾*; 山本 昌彦; 中崎 和寿; 秋山 和樹

JAEA-Technology 2026-004, 27 Pages, 2026/05

JAEA-Technology-2026-004.pdf:3.18MB

東海再処理施設の高放射性固体廃棄物貯蔵庫(HASWS)では、再処理工程から発生した高放射性固体廃棄物を貯蔵しており、HASWSを構成する設備のうち、湿式セル(ハル貯蔵庫)では使用済燃料をせん断・溶解して残った燃料被覆管(ハル)・燃料端未部(エンドピース)等を収納したハル缶、使用済みのフィルタ類・汚染機器類を貯蔵している。HASWSに貯蔵している廃棄物の取出しに向け、英国の廃止措置において使用実績がある水中ROVと、海洋分野において海底に沈んだ物品の浮上げや運搬に用いられる水中リフタを活用することを検討しており、2022年度及び2023年度にモックアップ試験を実施し、水中ROVと水中リフタによる廃棄物の取出し方法の成立性を確認した。本報告では、より安全かつ確実な廃棄物の取出しに向けて、水中ROV付属ケーブル、廃棄物把持用グラブ、水中ROV取扱い用回収吊具、水中リフタ、水中ROV操作用カメラそれぞれについて改善を施し、操作性向上に係るデータを取得した。水中ROV付属ケーブルについては、ケーブル後方に浮きを装着し、水中ROVにかかるケーブルの重量負荷を軽減することで前傾操作がし易くなり、水中ROVの姿勢安定性が向上した。廃棄物把持用グラブについては、水中リフタ(グラブ式)に用いるグラブの爪先端に治具を取り付け、ハル缶の直径に対する爪先端の接触位置の深さを約60%に増強することで、ハル缶の把持安定性が向上した。水中ROV取扱い用回収吊具については、水中リフタ(吊具式)の回収吊具リングの大きさを従前の8cmから15cmに変更することで、リングの把持に要する時間の短縮が図られ、回収吊具へのアクセス性が向上した。水中リフタについては、内部構造を変更した水中リフタ(チューブ内蔵型、気室分割型)を用いることで、微細な空気量の調整や、浮き部が折れ曲がることによる空気の流路の閉塞が改善され、水中リフタの給排気の安定性が向上した。水中ROV操作用カメラについては、セル内の低照度環境下において、廃棄物取出し作業を俯瞰する水中ROV操作用カメラ近傍にライトを追加で設置することにより、セル内の照度が確保されケーブル類の視認性の向上が図られた。

Analysis of uranium, plutonium and fission product nuclides in process solution during flush-out for decommissioning of reprocessing plant

山本 昌彦; 堀籠 和志; 後藤 雄一; 田口 茂郎; 久野 剛彦

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 8, p.387 - 392, 2025/09

https://doi.org/10.15669/pnst.8.387

東海再処理施設(TRP)では本格的な廃止措置に向けて工程洗浄を実施し、2024年2月に完了した。TRPの主要工程には核物質が残存しているため、高放射性廃液貯槽への移送及びウラン溶液の三酸化ウランへの転換により核物質を回収し、硝酸及び純水による関連工程を洗浄した。この作業では、核物質管理の計量管理のため、工程洗浄の状況に応じてウラン、プルトニウムを同位体希釈質量分析法、重量分析法、分光光度法、アルファ線計数法などの分析法で実施した。また、将来の系統除染に備え、洗浄液中のガンマ線放出核種を高純度ゲルマニウム検出器で測定した。本報告書は、これら再処理施設の工程洗浄にかかわる分析及びその結果をまとめたものである。

核燃料取扱施設のアズビルト化に向けた3Dスキャン測定および照合評価手法

大久保 尚登; 小川 剛; 浅田 衛*; 福島 学*; 中島 優子*; 照沼 浩明*; 高谷 暁和; 中崎 和寿; 山本 昌彦

日本保全学会第21回学術講演会要旨集, 4 Pages, 2025/07

近年、3Dレーザースキャナーを用いた施設のアズビルト化等が注目されている。本検討では、ステンレス鋼や複雑な構造で配管等が配置されている核燃料取扱施設における3Dレーザースキャナーによる測定方法を考案し、点群データを取得してアズビルト化を試みた。測定結果は、設計図との照合を通じ、現況を把握した。本測定法による施設の3Dアズビルト化については、廃止措置における計画立案・調整等への展開が期待できる。

Analysis of nuclear materials in process solution during flush-out activities for decommissioning of reprocessing plant

山本 昌彦; 堀籠 和志; 後藤 雄一; 田口 茂郎

Proceedings of International Conference on Nuclear Fuel Cycle (GLOBAL2024) (Internet), 4 Pages, 2024/10

廃止措置を進めている東海再処理施設では、工程洗浄が2024年2月に完了した。東海再処理施設は、主要工程に残存する核物質を含んでおり、工程洗浄では施設内の核物質をフラッシュアウトして硝酸溶液で洗浄することを目的とした。本稿では、この工程洗浄に関連する核物質の分析手法、実績等について報告する。

東海再処理施設における分析セルラインの設備改良の取り組み

石橋 篤; 舛井 健司; 後藤 雄一; 山本 昌彦; 田口 茂郎; 石川 知志*; 石川 智哉*

日本保全学会第19回学術講演会要旨集, p.18 - 21, 2023/08

原子力機構東海再処理施設では、高放射性試料の分析のためのインナーボックス型のホットセル(分析セルライン)を1980年に設置以降、約40年の長期にわたり運用してきた。分析セルラインの運用にあたっては、定期的な点検保守により設備を健全な状態に維持するとともに、分析セルライン本体及びその付属設備について、様々な改良、改善を実施することで性能の向上を図ってきた。本稿では、これらの取り組みについて概説する。

核燃料再処理施設におけるグローブボックス用グローブの物性調査; 定期交換したグローブの物性と使用可能年数の推測

山本 昌彦; 西田 直樹; 小林 大輔; 根本 良*; 林 宏幸*; 北尾 貴彦; 久野 剛彦

JAEA-Technology 2023-004, 30 Pages, 2023/06

JAEA-Technology-2023-004.pdf:1.94MB

日本原子力研究開発機構の東海再処理施設において核燃料物質の取り扱いに使用するグローブボックス用グローブ(以下、「グローブ」という。)は、内部規則にて使用期限が定められており、グローブボックスに取り付け後、異常の有無に係わらず最長4年で交換している。一方、グローブの材質は合成ゴムであることから、使用環境(使用頻度、薬品、放射線量等)によってその劣化度合は異なる。そこで、本件では使用環境毎にグローブを分類し、その物性値を測定すること等により、グローブの劣化状況に応じた使用可能年数の技術的評価手法を確立するとともに、グローブの使用可能な年数を推測した。外観上の異常もなく定期交換したグローブについて、測定した物性値は、新品のグローブの納品時に確認している受入基準値を満足し、新品のグローブと同等の物理的特性を有していることが分かった。このため、使用期限を迎えたこれらグローブは、新品のグローブの最長使用年数である4年を追加した合計8年間の使用が可能であると考えられた。また、グローブの物性値と使用年数をプロットして外挿線を作成した結果、使用年数8年における物性値は、過去にグローブの破損等が報告されている物性値よりも安全側の値を示し、非管理区域の倉庫にて8年及び23年間保管した長期保管グローブの物性値と有意な差は見られなかった。これらより、東海再処理施設におけるグローブの最長使用年数は8年と設定した。なお、グローブの点検頻度、項目は従来の実施内容から変更せず、異常が確認されれば使用年数に関係なく速やかに交換される管理であることから、使用年数を8年に延長した場合でもグローブ使用に伴う安全性の低下(リスクの上昇)は生じない。また、使用年数の延長に伴い、グローブの購入費、グローブ交換等の作業労力、廃棄物発生量を従来よりもそれぞれ約4割低減させることができ、定期のグローブ交換に伴う汚染発生のリスク、作業者の被ばくのリスクも低減され、グローブ管理の効率化・合理化が図られた。

Accurate and precise measurement of uranium content in uranium trioxide by gravimetry; Comparison with isotope dilution mass spectrometry and its uncertainty estimation

山本 昌彦; 堀籠 和志; 久野 剛彦

Applied Radiation and Isotopes, 190, p.110460_1 - 110460_7, 2022/12

https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2022.110460

加熱重量法によるUO中のU含有量の測定について検討した。測定条件を最適化し、加熱温度は900C、加熱時間は60分、サンプル採取量は1gに設定した。また、本法に係る不確かさを評価するとともに、加熱重量法によるU測定値について、同位体希釈質量分析法(IDMS)による測定値と比較して検証した。その結果、加熱重量法で得たUO中のU含有量は、0.782360.00051g/g (k=2)であり、IDMSによる測定値(0.782710.00049g/g)と不確かさの範囲内で一致した。これらの結果より、加熱重量法によりUO中のUを正確かつ高精度に測定できることが分かった。

核燃料物質を取扱うグローブボックスからの廃棄物等の搬出操作に用いる局所排気装置の開発

石橋 篤; 三枝 祐; 青谷 樹里; 山本 昌彦; 田口 茂郎; 久野 剛彦

日本保全学会第18回学術講演会要旨集, p.241 - 244, 2022/07

核燃料物質を取扱うグローブボックス(GB)から廃棄物等を搬出するバッグアウト操作(搬出物を入れた塩化ビニル製の筒状袋を熱溶着により密閉状態とし、GB外に搬出する操作)において、汚染発生時にその拡大を防止するための局所排気装置を開発した。本排気装置は、バッグアウト操作に使用する既存の作業台と同形状でその内部にHEPAフィルター等による放射性物質の集塵機能を配備し、バッグアウト操作時の汚染拡大リスクを低減した。

Thermally altered subsurface material of asteroid (162173) Ryugu

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.

Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03

https://doi.org/10.1038/s41550-020-01271-2

2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。

Visual Basic for Applicationsを利用した放射性試料分析のための前処理法の自動化技術

山本 昌彦; 家老 克徳*; 小高 典康; 久野 剛彦

JAEA-Technology 2019-014, 68 Pages, 2019/10

JAEA-Technology-2019-014.pdf:2.93MB

グローブボックス, 遮蔽セル内で実施している放射性試料分析の前処理法であるカラム分離操作を自動化するため、Microsoft製Excel Visual Basic for Applications(VBAマクロ)でプログラムを作成し、シリンジポンプ, 電動ビュレット, フラクションコレクター, 電動バルブを制御した。各機器に合わせてケーブルを製作し、通信設定を調整した結果、プログラム通りに操作できることがわかった。そこで、VBAマクロで各機器を逐次的に制御した自動コンディショニング装置と自動分離装置を製作した。自動コンディショニング装置では最大8本のカラムへ、硝酸の添加と静置の操作を繰り返し自動で行うことができた。また、自動分離装置では、Srを吸着・溶離可能なEichrom Technologies製Srレジンを用いて、模擬高放射性廃液中のSrを良好に分離・回収することができた。汎用ソフトであるVBAマクロを利用した本法は、作業の省力化、作業者の被ばく低減、分析の誤操作を防止することができ分析操作の自動化に有効であると共に、自動化に係るコストの大幅な削減も期待できる。