福島事故と事故対応 〜アポロ13号に学べ〜

1Fは、1号機から6号機まで、6基のプラントを擁する大規模な発電所で、1～4号機は互いに近接して立地し、少し距離を置いて5、6号機が立地しています。それらは沸騰水型原子炉（BWR）で、原子炉格納容器（PCV ^(※1)以降PCVとします）の型は1～5号機はMarkⅠ型、6号機はMarkⅡ型で、いずれも1970年代に商業運転に入っています。事故当時、1～3号機が運転中でした。4～6号機は定期検査のため停止中で、4号機の燃料は使用済み燃料プールに保管された状態でした。

希ガス、ヨウ素、セシウムなどの放射性物質が大気中に放出され、食品・水道水・大気・海水・土壌などから事故由来の放射性物質が検出されました。住民避難、作付け制限、飲料水・食品に対する暫定規制値の設定や出荷制限といった施策がとられ、多岐にわたる影響を社会・経済に及ぼしました。

現在、安全確保を大前提として1F廃止措置の取り組みが進められていますが、発電所内には放射性物質によるリスク源がさまざまな形で残されており、取り組みの進捗を困難なものとしています。リスク源としては、汚染水、廃棄物、燃料、燃料デブリがあります。

汚染水は、津波、炉心冷却水の流入、雨水の侵入、地下水の浸透などにより原子炉建屋やタービン建屋などに滞留したもので、多核種除去設備（ALPS ^(※4)）など、複数の浄化設備で処理され、放射性物質が取り除かれています。処理水や放射性核種が濃縮された溶液はタンク等に保管されています。

廃棄物は、汚染水処理の二次廃棄物（使用済みの吸着塔、容器、フィルタ）、がれき、伐採木などの放射性固体廃棄物です。また、原子炉圧力容器（RPV ^(※5)　以降RPVとします）およびPCV内には、放射能で汚染された構造物や機器が存在しており、これらは解体作業に伴って廃棄物となります。

各号機の使用済燃料プールには、使用済燃料と未使用の燃料が保管されており、燃料デブリに先立ち、取り出す必要があります。4号機については、2014年に全ての燃料が取り出されています。

1F廃止措置をとりわけ困難としているものは燃料デブリの存在です。計画では、リスク源である燃料デブリを取り出す予定ですが、次のような点から取り出しには技術的困難さが伴っています。

・放射線源である点

事故から7年が経過し、放射性崩壊により線源が弱まっているとはいえ、依然強い放射能を持つため、人が近づくことはできません。そのため、燃料デブリの取り出しには遠隔技術や監視技術が必要となります。また、燃料デブリには核燃料物質が含まれているため、再臨界を防止するための対策が必要となります。

・施設内に分散している点

施設内部の状況は、シミュレーション、宇宙線ミュー粒子による内部の透視、カメラを使った内部調査によって少しずつ解明されてきています。事故によって炉心燃料が溶融し、RPV底部に落下して蓄積し、さらにRPV底部を破損してPCV底部に落下したと推定されており、この過程でPCV内に燃料デブリが広く分散したと考えられています。号機によって状況は異なりますが、燃料デブリは炉心部、RPV底部、PCV底部または周辺部に存在しているとされています。そのため、場所に応じた燃料デブリへのアプローチ方法を検討する必要があります。

また、燃料デブリは、シミュレーションで、1～3号機をあわせ600～800トン存在すると推定されており、膨大な量を取り出す必要があります。値に幅があるのは、シミュレーションの条件やモデルには不確実さが含まれており、使用する計算コードによって結果が変わってくるためです。なお、1979年に発生した米国TMI ^(※6)事故の燃料デブリは約20トンでした。TMI事故の場合、炉心溶融は限定的でRPV内にとどまったため、1F事故に比べ、燃料デブリ量は少なくなっています。

・性状がばらついている点

燃料デブリは、RPV内で溶融混合した炉心燃料と構造物が冷却固化したもの、溶融燃料が付着し破損した構造物、PCV底部に落下した溶融燃料がコンクリートとの相互作用により、コンクリート成分と混合して再び固まったものなど、形、大きさ、材質などさまざまなものが推定されており、燃料デブリの取り出しでは、その性状に応じた切削や収納などの技術が必要になります。

中長期ロードマップは、廃炉作業が終了するまでのマイルストーンを明示し目標となる工程を立てたものです。使用済燃料プール内の燃料取り出し開始 ^(※10)までの期間（第1期）、燃料デブリ取り出しが開始するまでの期間（第2期）、廃炉完了までの期間（第3期）に分けられており、現在は第2期にあたり、廃炉完了時期を2011年12月を起点として30～40年後としています。

当社は原子力安全に関わる調査・研究に取り組んできています。また、廃炉・汚染水対策事業事務局として、廃炉に必要な技術開発のための政府による補助事業のマネジメントを担当しており、今後も、1Fの廃止措置に貢献していきます。

最近、原子力安全関係で一緒に仕事をした米国の知人から一冊の本をもらいました。タイトルは、“Failure is not an Option（失敗は許されない）”。 3人の宇宙飛行士を乗せ、月面探査のため月に向かう途上で事故を起こしたアポロ13号を、無事、地球に帰還させた飛行管制主任ジーン・クランツの自伝でした。失敗の許されないミッションに長年取り組んできた方の重たい言葉です。廃炉・汚染水対策は失敗が許されません。リスク、コストを十分把握し、念には念を入れ、確実に廃止措置を進めていくことが重要であると認識しました。

最後に、ジーン・クランツが自身の仕事を通じて残した、十か条の教訓を紹介して、この稿を終えます。