課題番号：デブリ-206
段階：Design
廃炉プロセス燃料デブリ取り出し
検討対象放射性物質の閉じ込め
課題ダスト対策
ニーズ
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① デブリ切粉の抑制及び回収策を検討したい
望ましい状態とその理由
燃料デブリ取り出し時や解体作業時における周辺環境及び作業者の被ばく評価を行うために、燃料デブリ切削による多量のα核種を含む放射性飛散微粒子（αダスト）が発生した場合のαダストに係る性状及び気相中・液相中における挙動を把握することが望まれる。
また、α核種の存在の有無に依らず、燃料デブリ取り出し時の切削に伴う切粉の気相中または液相中への放出量を低減するために、燃料デブリの加工方法及び加工方法に応じた回収方法を確立し、廃棄物量を評価できることが望まれる。
ダストの飛散、抑制のために総合的な閉じ込め機能やその性能評価手法の確立があることが望ましい。
理想に対する現状
燃料デブリの切削等の加工（気中または液中で行われる）には、燃料デブリの特性に応じた加工性の要求と加工によって発生するダストの発生影響等を考慮して、コアボーリング、ディスクソー、チゼル等の機械的な方法、レーザー等の熱的な方法、高圧ジェットブラストによる方法等の適用が検討、開発されている。
廃炉・汚染水対策事業で燃料デブリ加工前後の塗布、散布等によって、加工中に発生するダストの飛散抑制効果を高める材料に関する要素技術の開発が実施されている。
ダストの気相部への移行抑制のため、可能な限り水中で燃料デブリを加工するが、全ての加工を水中でできるとは限らないため、水没していない燃料デブリについては水を掛け流すこと等によるダストの気相部への移行抑制が検討されている。
廃炉・汚染水・処理水対策事業では、現在切削工法として検討されている手法でダストの飛散率等のデータ取得及び燃料デブリ切削時のダスト飛散率評価技術の検討が進められている。また、ウラン含有模擬デブリを用いた飛散挙動評価試験も進められており、データの取得・整理が進められている。
解決すべき課題
燃料デブリを機械的又はレーザー等により高温で切削する場合，多量のダストが発生すると予測され，閉じ込め管理や監視、基準値の考え方の整理が必要となる。
燃料デブリ加工時に発生するダストを最小限に抑える加工方法の開発と、その加工時のダスト粒径分布の理論値検討、さらに発生したダストの抑制方法の確立が重要である。
燃料デブリ加工時に発生するダストのＰＣＶ内での挙動の予測に必要なＰＣＶ内部の気流解析とエアロゾル挙動の解析技術の組み合わせについて研究開発するとともに、Ｒ／Ｂ内での挙動予測を行うための解析モデルの拡張に関する開発が課題である。
1F 廃炉工程で発生する放射性飛散微粒子は、燃料デブリの取出し時に燃料デブリそのものから発生する微粒子及び汚染された構造物等から発生する微粒子がある。また、放射性物質の種類としてはα核種及びβγ核種がある。内部被ばくの観点ではプルトニウムを代表とするα核種の放射性飛散微粒子（αダスト）の抑制が重要であるが、総合的な被ばく評価の観点からは、セシウムなどのβγ 核種についても考慮する必要がある。
これまでαダストが発生した場合の飛散率等に関するデータは、日本原子力研究開発機構におけるJPDRの廃炉、核燃料サイクル工学研究所のグローブボックス解体などに際して取得されたデータであり、核燃料そのものから発生するαダストに関するデータなどが体系的に整理されていないことが課題である。
（参考）関連する研究課題
実施されている研究課題
廃炉・汚染水対策事業燃料デブリ・炉内構造物の取り出しに向けた技術の開発（燃料デブリのダスト集塵システムの技術開発）
廃炉・汚染水対策事業燃料デブリ・炉内構造物の取り出しに向けた技術の開発（燃料デブリ由来のダストの捕集・除去に関する技術開発）
廃炉・汚染水対策事業燃料デブリの取り出し工法の開発（燃料デブリ飛散抑制技術の開発）
廃炉・汚染水対策事業安全システムの開発（ダスト飛散率データ取得）
H30年度英知燃料デブリ取り出し時における放射性核種飛散防止技術の開発
R3年度英知アルファ微粒子の実測に向けた単一微粒子質量分析法の高度化
R3年度英知福島第一原子力発電所の廃止措置における放射性エアロゾル制御及び除染に関する研究
廃炉・汚染水・処理水対策事業安全システム（ダスト飛散率データ取得）
検討されている研究課題
特になし