燃料デブリサンプルの採集と分析 - 版の履歴

Kurata Masaki: /* 一部形状を維持した燃料デブリサンプル（上部格子からのぶらさがりサンプル）回収と分析までの経緯 */

2025-11-14T03:56:37Z

一部形状を維持した燃料デブリサンプル（上部格子からのぶらさがりサンプル）回収と分析までの経緯

← 古い版		2025年11月14日 (金) 12:56時点における版
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	===一部形状を維持した燃料デブリサンプル（上部格子からのぶらさがりサンプル）回収と分析までの経緯 ===		===一部形状を維持した燃料デブリサンプル（上部格子からのぶらさがりサンプル）回収と分析までの経緯 ===

	*1982年６月：'''APSR挿入試験'''。Quick Look調査前に８本のAPSRを挿入し、一部はほぼ全挿入、一部はほとんど移動せず。炉心上部に損傷ありと判断。		*1982年６月：<span style="color:blue">'''APSR挿入試験'''</span>。Quick Look調査前に８本のAPSRを挿入し、一部はほぼ全挿入、一部はほとんど移動せず。炉心上部に損傷ありと判断。
	*1982年7-8月：'''Quick Look調査'''実施。その準備作業としてリードスクリュー取り外し（前述）。H8,E9,B8集合体位置からCCTVを吊り下げて、上部ヘッドの内側から炉心上部にかけてビデオ観察。上部空洞、ルースデブリベッド、炉心周辺の燃料集合体残留、などを確認。		*1982年7-8月：<span style="color:blue">'''Quick Look調査'''</span>実施。その準備作業としてリードスクリュー取り外し（前述）。H8,E9,B8集合体位置からCCTVを吊り下げて、上部ヘッドの内側から炉心上部にかけてビデオ観察。上部空洞、ルースデブリベッド、炉心周辺の燃料集合体残留、などを確認。
	*1983年8月：上部空洞内の超音波Topography調査。'''上部空洞の３Dマップ作成'''。上部空洞の容積（本来炉心の約26%）と深さ（最深で約1.5m）、上部空洞底部や炉心周辺部のデブリや燃料の残留・堆積状態を確認。		*1983年8月：上部空洞内の超音波Topography調査。<span style="color:blue">'''上部空洞の３Dマップ作成'''</span>。上部空洞の容積（本来炉心の約26%）と深さ（最深で約1.5m）、上部空洞底部や炉心周辺部のデブリや燃料の残留・堆積状態を確認。
	*1984年7月：'''圧力容器上部ヘッドの取り外し'''。		*1984年7月：<span style="color:blue">'''圧力容器上部ヘッドの取り外し'''</span>。
	*1984年12月：プレナム構造物の初期リフト。上部格子からぶらさがりデブリ、端栓などを除去。		*1984年12月：プレナム構造物の初期リフト。上部格子からぶらさがりデブリ、端栓などを除去。
	*1985年5月：'''プレナム構造物の最終リフト'''。		*1985年5月：<span style="color:blue">'''プレナム構造物の最終リフト'''</span>。
	*1985年11月～1986年1月：初期の燃料デブリ取り出し。18個の燃料集合体サンプル。110個の上部端栓と制御棒or可燃性毒物棒のスパイダー、5個の炉心周辺に残留していた燃料集合体の上部、ルースデブリの一部、を回収。		*1985年11月～1986年1月：初期の燃料デブリ取り出し。18個の燃料集合体サンプル。110個の上部端栓と制御棒or可燃性毒物棒のスパイダー、5個の炉心周辺に残留していた燃料集合体の上部、ルースデブリの一部、を回収。
	*1986年8月：INELで収納缶２個を開封、ぶら下がりデブリサンプルの分析開始。		*1986年8月：INELで収納缶２個を開封、ぶら下がりデブリサンプルの分析開始。

Kurata Masaki: /* 上部ヘッド内、上部プレナム構造物内から採集したサンプル */

2025-11-14T03:54:42Z

上部ヘッド内、上部プレナム構造物内から採集したサンプル

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	=== リードスクリューサンプルの分析 ===		=== リードスクリューサンプルの分析 ===
	~~このうち、リードスクリューサンプルについては、~~<span style="color:blue">'''Quick Look調査'''</span>~~の準備段階で回収されたH8（炉心中央）とB8（炉心外周）位置のCRDMリードスクリュー（全長7~~.~~3m）と付着デブリが、INEL（Idaho~~ National Engineering Laboratory）で分析された[3,4]~~。H8リードスクリューの一部が小分けされ、Pacific~~ Northwest ~~Laboratory（PNL）、B~~&~~W社、GPUラボに輸送、分析された。分析項目は、目視観察、硬度測定、微細組織観察、化学・放射化学分析であり、~~(a)~~リードスクリュー全長にわたっての事故時のピーク温度の推定、~~(b)上部プレナム構造物の付着デブリの由来推定（炉心物質、構造物、FP）と物量評価、も行われた。あわせて、初めて圧力容器内から回収されたサンプルの分析であったことから、分析技術の試行錯誤的な検討も行われた。その結果、選定された分析結果に基づく、ピーク温度や物量の推定方法は技術的にフィージブルであると判定された。		リードスクリューサンプルについては、<span style="color:blue">'''Quick Look調査'''</span>の準備段階で回収された'''H8'''（炉心中央）と'''B8'''（炉心外周）位置の'''CRDMリードスクリュー'''（全長7.3m）と'''付着デブリ'''が、INEL（Idaho National Engineering Laboratory）で分析された[3,4]。H8リードスクリューの一部は、さらに小分けされ、PNL（Pacific Northwest Laboratory）、および、B&W社とGPU社のホットラボに輸送・分析された。分析項目は、目視観察、硬度測定、微細組織観察、化学・放射化学分析であり、分析結果から、'''(a)リードスクリュー全長にわたっての事故時のピーク温度の推定'''、'''(b)上部プレナム構造物の付着デブリの由来推定（炉心物質、構造物、FP）と物量評価'''、も行われた。あわせて、初めて圧力容器内から回収されたサンプルの分析であったことから、'''分析技術の試行錯誤的な検討'''も行われた。それらの結果から、選定された分析結果に基づく、ピーク温度や物量の推定方法は、技術的にフィージブルであると判定された。

	==== 主な分析結果 ====		==== 主な分析結果 ====
	*~~硬度測定と微細組織分析に基づき、プレナム内の軸方向に大きな温度勾配ありと推定された。H8位置（炉心中央上）~~: 427～982℃）、B8（炉心外周上）: 482～843℃、評価誤差：28～56℃。		*硬度測定と微細組織分析に基づき、'''事故進展中にプレナム内の軸方向に大きな温度勾配が発生'''していたと推定された。H8位置（炉心中央上）: 427～982℃）、B8（炉心外周上）: 482～843℃、評価誤差：28～56℃。
	*~~酸溶解処理について、H8の付着デブリは固着成分が多く強酸にも難溶であった（~~#~~このため、アルカリ溶融法が推奨された）。一方、B8の付着デブリはルース成分が多く強酸に可溶であった。~~		*'''酸溶解処理'''について、H8の付着デブリは、ルースデブリと固着デブリが層状になっており、このうち固着デブリは強酸にも難溶であった（#このため、アルカリ溶融法が推奨された）。一方、B8の付着デブリはルースデブリ成分が多く強酸に可溶であった。
	*~~化学分析により、炉心に近い側（リードスクリュー下部）の付着デブリ中に、やや多い量のUO~~<sub><small>2</small></sub>とZrが検出された。		*'''化学分析'''により、炉心に近い側（リードスクリュー下部）の付着デブリ中に、やや多い量のUO<sub><small>2</small></sub>とZrが検出された。
	*放射化学分析により、上部プレナム構造物の上部に相当するリードスクリュー位置で高い線量が検出された。付着デブリの組成が軸方向に変化していると示唆された。		*'''放射化学分析'''により、上部プレナム構造物の上部に相当するリードスクリュー位置で高い線量が検出された。付着デブリの組成が軸方向に変化していると推定された。
	*~~上部プレナムに付着している炉心物質とFPは、炉心に装荷された初期量に対し、最大に見積もっても~~<2%と評価された。		*'''上部プレナムに付着している炉心物質とFP'''は、炉心に装荷された初期量に対し、最大に見積もっても<2%と評価された。

	=== リードスクリュー案内管サンプルの分析 ===		=== リードスクリュー案内管サンプルの分析 ===
	リードスクリュー案内管については、<span style="color:blue">'''Quick Look調査'''</span>~~の準備でH8位置の案内管の一部（9cm）を切り出して、主に付着物の分析が、Battelle研究所で行われた~~[5]。分析方法は、γ線分光、SIMS、EPMA、ICP-~~AES、XRD等、酸洗浄による支持管からの除染係数も測定された。~~		リードスクリュー案内管については、<span style="color:blue">'''Quick Look調査'''</span>の準備仮定において、'''H8'''位置の案内管の一部（9cm）を切り出し、その付デブリの分析が、Battelle研究所で行われた[5]。分析方法は、γ線分光、SIMS、EPMA、ICP-AES、XRD等であった。案内管の酸洗浄によるFP除染係数も測定された。

	==== 主な分析結果 ====		==== 主な分析結果 ====
	*金属状の付着物が同定され、γスキャンと断面観察により、Cs-134とCs-137がほぼ均質に分布、Co-60,Sb-125,Ce-144を含有、付着形態はルース（外側）とタイト（内側）、ルース層の一部に金属状粒子が存在、などが示された。この傾向は、リードスクリューサンプルの分析結果と整合していた。		*金属状の付着物が同定され、γスキャンと断面観察により、Cs-134とCs-137がほぼ均質に分布、Co-60,Sb-125,Ce-144を含有、付着形態はルース（外側）とタイト（内側）、ルース層の一部に金属状粒子が存在、などが示された。この傾向は、'''リードスクリューサンプルの分析結果と整合'''していた。
	*~~化学分析により、外側ルース層でFe~~,Ag,In,Cd,Bが、内側タイト層でFe,Cr,Ni,Oが主に検出された。金属状粒子の主成分は、Ag-In-Cdであった。Iは検出されなかった。		*'''化学分析'''により、外側ルース層でFe,Ag,In,Cd,Bが、内側タイト層でFe,Cr,Ni,Oが主に検出された。金属状粒子の主成分は、Ag-In-Cdであった。Iは検出されなかった。
	*~~XRDにより、Fe~~-Ni系合金が検出された。微量のAg単体が検出された。		*'''XRD測定'''により、Fe-Ni系合金が検出された。微量のAg単体が検出された。
	*~~SIMSにより、微量のCs~~,I,U,Zrが検出された。特に分布上の特徴は見られなかった。		*'''SIMS'''により、微量のCs,I,U,Zrが検出された。特に分布上の特徴は見られなかった。
	*~~微細組織観察では、結晶粒界に炭化物相の析出が検出され、510～732℃を経験したと推定された。~~		*'''微細組織観察'''では、結晶粒界に炭化物相の析出が検出され、510～732℃を経験したと推定された。

	=== ~~デブリの自然発火性確認試験~~ ===		=== デブリの自然発火性の確認試験 ===
	~~付着デブリサンプルを用いて、~~<span style="color:blue">'''自然発火性確認試験'''</span>が行われた[6]。元素分析で自然発火性物質の候補（Zr等）の濃度の調査、および、XRDで自然発火性のある化学形を持っているかどうかの調査が行われたが、自然発火性の候補物質は発見できなかった。さらに、DSC熱分析では、空中で500℃まで加熱しても発熱反応は見られなかった。金相観察と遮光粒度分析により、付着物の粒子サイズが調査された。付着デブリ重量の大半は10μm以上の粒子がしめていたが、10μm以下の微粒子が多く混入していた。γ分光では、線源の主成分はCs-137とCs-134であった。さらに、テスラコイルやプロパンガスを用いた着火試験、カナトコとハンマーによる打撃試験が行われたが、自然発火性は見られなかった。これらの結果から、'''付着デブリが自然発火する可能性は極めて低いと判断された'''。		上述の付着デブリサンプルを用いて、<span style="color:blue">'''自然発火性確認試験'''</span>が行われた[6]。

			* '''元素分析'''では、自然発火性物質の候補（Zr等）の濃度の調査、および、XRDで自然発火性のある化学形を持っているかどうかの調査が行われたが、自然発火性の候補物質は発見できなかった。
			* '''DSC熱分析'''では、空中で500℃まで加熱しても発熱反応は見られなかった。
			* '''金相観察と遮光粒度分析'''により、付着物の粒子サイズが調査された。付着デブリ重量の大半は10μm以上の粒子がしめていたが、10μm以下の微粒子が多く混入していた。
			* '''γ線分光分析'''では、線源の主成分はCs-137とCs-134であることが確認された。
			* さらに、テスラコイルやプロパンガスを用いた着火試験、カナトコとハンマーによる打撃試験が行われたが、自然発火性は見られなかった。これらの結果から、'''付着デブリが自然発火する可能性は極めて低いと判断された'''。

	<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>		<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>
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	==上部空洞周辺に残留していた燃料集合体==		==上部空洞周辺に残留していた燃料集合体==
	上部空洞周辺に残留していた燃料集合体については、プレナム構造物撤去後に、ビデオカメラでの観察が行われた[7]。周辺燃料集合体サンプルからは、事故進展途中の情報（燃料破損過程、水素発生量、FP放出量など）が得られると期待された。炉心南東部の３個の燃料集合体（L1,N2,M2）から、６個のサンプルが切り出されて回収された。これらのサンプルについて、中性子ラジオグラフィー、ガンマ線分光、外観観察により、追加で微細組織観察や化学分析などの詳細分析を実施するかどうか判断するための簡易分析が行われた[8]。しかし、簡易分析の結果は、事故進展解析からの予想に合致したものであり、追加で詳細な破壊分析する必要性は低いと判断された[8]。		上部空洞周辺に残留していた燃料集合体については、プレナム構造物撤去後に、ビデオカメラでの観察が行われた[7]。周辺燃料集合体サンプルからは、事故進展途中の情報（燃料破損過程、水素発生量、FP放出量など）が得られると期待された。炉心南東部の３個の燃料集合体（'''L1,N2,M2'''）から、６個のサンプルが切り出されて回収された。これらのサンプルについて、中性子ラジオグラフィー、ガンマ線分光、外観観察により、追加で微細組織観察や化学分析などの詳細分析を実施するかどうか判断するための簡易分析が行われた[8]。しかし、簡易分析の結果は、事故進展解析からの予想に合致したものであり、追加で詳細な破壊分析する必要性は低いと判断された[8]。

	<span style="color:blue">'''<big>参考：[[初期の燃料デブリ取り出し中に得られた知見]]</big>'''</span>		<span style="color:blue">'''<big>参考：[[初期の燃料デブリ取り出し中に得られた知見]]</big>'''</span>
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	==一部形状を維持した燃料デブリ（上部格子からのぶら下がりデブリ）==		==一部形状を維持した燃料デブリ（上部格子からのぶら下がりデブリ）==
	[[ファイル:QuickLook 45.png\|サムネイル\|503x503px\|'''<big>図２　上部格子から取り外した残留燃料集合体の部位 [9]</big>''']]		[[ファイル:QuickLook 45.png\|サムネイル\|503x503px\|'''<big>図２　上部格子から取り外した残留燃料集合体の部位 [9]</big>''']]
	~~上部空洞周辺に残留していた燃料集合体（本来形状を一部維持）の分析については、参考文献~~[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[9]~~に詳細が報告されている。分析結果から、事故進展中に炉心の径方向~~/軸方向の双方に大きな温度勾配があったと推定された。また、燃料集合体の上部にあるスペーサーグリッドの事故時ピーク温度は、1500~1700Kと推定された。事故進展中に溶融した制御材（Ag-In-Cd）は、その一部が、上部プレナムのスプリング部分にまで押し上げられていた。これは、制御材が溶融した時点では、圧力容器内が高圧に維持されていたため、制御棒が押しつぶされたためと推定された。一方で、上部格子からぶら下がっていた燃料集合体では、燃料棒が途中から、溶融ではなく機械的な破断により崩落した痕跡が観測された。破断面から上の燃料/被覆管ギャップ中には、溶融燃料や溶融制御材が数cm侵入していた。このことから、上部空洞の上の方では、事故進展中に破断面あたりが溶融物に浸されていた可能性が示唆された。なお、Quick Look調査の概要については参考文献[10]にまとめられている。		上部空洞上部に残留していた燃料集合体（本来形状を一部維持）の分析については、参考文献[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[9]に詳細が報告されている。

			* 分析結果から、事故進展中に炉心の径方向/軸方向の双方に大きな温度勾配があったと推定された。また、燃料集合体の上部にあるスペーサーグリッドの事故時ピーク温度は、150～1700Kと推定された。
			* 事故進展中に溶融した制御材（Ag-In-Cd）は、その一部が、上部プレナムのスプリング部分にまで押し上げられていた。これは、制御材が溶融した時点では、圧力容器内が高圧に維持されていたため、制御棒が押しつぶされたためと推定された。
			* 上部格子からぶら下がっていた燃料集合体では、燃料棒が途中から、溶融ではなく機械的な破断により崩落した痕跡が観測された。破断面から上の燃料/被覆管ギャップ中には、溶融燃料や溶融制御材が数cm侵入していた。このことから、上部空洞の上の方では、事故進展中に破断面あたりが溶融物に浸されていた可能性が示唆された。
			* なお、Quick Look調査の概要については参考文献[10]にまとめられている。

	'''<big><span style="color:blue">参考：[[Quick Look計画の概要\|Quick Look調査]]</big>'''</span>		'''<big><span style="color:blue">参考：[[Quick Look計画の概要\|Quick Look調査]]</big>'''</span>

Kurata Masaki: /* デブリサンプルの採集位置 */

2025-11-14T03:20:14Z

デブリサンプルの採集位置

Kurata Masaki: /* 観測結果のまとめ */

2025-10-07T00:09:19Z

観測結果のまとめ

差分を表示

Kurata Masaki: /* 炉心中央領域、溶融・凝固層、クラスト層 */

2025-10-06T23:27:27Z

炉心中央領域、溶融・凝固層、クラスト層

← 古い版		2025年10月7日 (火) 08:27時点における版
224行目:		224行目:

	==炉心中央領域、溶融・凝固層、クラスト層==		==炉心中央領域、溶融・凝固層、クラスト層==
	炉心中央領域のデブリ分析については、参考文献[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[12,13]に詳細が報告されている。上部ルースデブリの'''探針調査'''により、ルースデブリの下に硬い層が存在することが明らかになった。さらに、'''ボーリング調査'''により、硬い層は、'''クラスト層で囲まれた溶融・凝固層'''であることが確認された。		炉心中央領域のデブリ分析については、参考文献[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[12,13]に詳細が報告されている。上部ルースデブリの<span style="color:blue">'''探針調査'''</span>により、ルースデブリの下に硬い層が存在することが明らかになった。さらに、<span style="color:blue">'''ボーリング調査'''</span>により、硬い層は、'''クラスト層で囲まれた溶融・凝固層'''であることが確認された。

	<big>'''<span style="color:blue">参考：[[TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要#%E3%82%B3%E3%82%A2%E3%83%9C%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E8%AA%BF%E6%9F%BB\|コアボーリング調査]]'''</big>		<big>'''<span style="color:blue">参考：[[TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要#%E3%82%B3%E3%82%A2%E3%83%9C%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E8%AA%BF%E6%9F%BB\|コアボーリング調査]]'''</big>
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	===下部クラスト===		===下部クラスト===
	下部クラスト層中では、燃料ペレットのスタック構造が残留し、その隙間に金属メルトの凝固物が堆積している様子が見られた。金属メルトの溶融・凝固物中では、周辺クラスト中の金属相に比べてZr濃度が高いことが特徴であり、Zr-Fe-Ni-Cr系、Ag-In系、Zr-Ni-In系などの合金相が検出された。さらに、金属メルトの溶融・凝固物中に、100～200ミクロンサイズの微小なUO<sub><small>2</small></sub>析出物が観測された。金属メルトを構成していた主成分の融点（Zr-Fe,Zr-Ni共晶温度）からは、事故時のピーク温度は>1300Kと推定された。一方で、微小UO<sub><small>2</small></sub>析出物の形状から、炉心上部で金属メルトがUO<sub><small>2</small></sub>を一部溶融して崩落し、崩落過程での温度低下により、UO2が析出したと推定された。このことから、金属メルトの凝固物のピーク温度は約2200K以下と推定された。'''図７'''に、典型的な下部クラスト層の断面金相写真を示す。		下部クラスト層中では、燃料ペレットのスタック構造が残留し、その隙間に金属メルトの凝固物が堆積している様子が見られた。金属メルトの溶融・凝固物中では、周辺クラスト中の金属相に比べてZr濃度が高いことが特徴であり、Zr-Fe-Ni-Cr系、Ag-In系、Zr-Ni-In系などの合金相が検出された。さらに、金属メルトの溶融・凝固物中に、100～200ミクロンサイズの微小なUO<sub><small>2</small></sub>析出物が観測された。金属メルトを構成していた主成分の融点（Zr-Fe,Zr-Ni共晶温度）からは、事故時のピーク温度は>1300Kと推定された。一方で、微小UO<sub><small>2</small></sub>析出物の形状から、炉心上部で金属メルトがUO<sub><small>2</small></sub>を一部溶融して崩落し、崩落過程での温度低下により、UO2が析出したと推定された。このことから、金属メルトの凝固物のピーク温度は約2200K以下と推定された。'''図７'''に、典型的な下部クラスト層の断面金相写真を示す。

	==切り株燃料集合体==		==切り株燃料集合体==
	切り株燃料集合体サンプルの分析については、参考文献[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[12]に詳細が報告されている。ボーリング調査で、下部クラスト層の下に、ほとんど無傷の燃料集合体が存在していることが確認された。残留長は、炉心中央で約0.2～0.3m、炉心周辺で約1.5mであり、重量は約44.5トンと推定された。切り株燃料集合体と周辺に残留した燃料集合体、さらに下部クラスト層で、炉心中央に崩落（一部溶融）した燃料デブリを保持する構造となっていた。事故時のピーク温度は<1100Kと推定され、燃料棒には溶融の痕跡はほとんど見られなかった。一方で、下部クラスト層に近い領域では、制御棒中のAg-In-Cdに溶融・凝固の痕跡が見られた。また、計装案内管の一部に、Zrリッチ金属のメルトが侵入していた。メルトの一部は、下部格子まで到達していた。		切り株燃料集合体サンプルの分析については、参考文献[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[12]に詳細が報告されている。ボーリング調査で、下部クラスト層の下に、ほとんど無傷の燃料集合体が存在していることが確認された。残留長は、炉心中央で約0.2～0.3m、炉心周辺で約1.5mであり、重量は約44.5トンと推定された。切り株燃料集合体と周辺に残留した燃料集合体、さらに下部クラスト層で、炉心中央に崩落（一部溶融）した燃料デブリを保持する構造となっていた。事故時のピーク温度は<1100Kと推定され、燃料棒には溶融の痕跡はほとんど見られなかった。一方で、下部クラスト層に近い領域では、制御棒中のAg-In-Cdに溶融・凝固の痕跡が見られた。また、計装案内管の一部に、Zrリッチ金属のメルトが侵入していた。メルトの一部は、下部格子まで到達していた。

Kurata Masaki: /* デブリの自然発火性確認試験 */

2025-10-06T23:26:51Z

デブリの自然発火性確認試験

← 古い版		2025年10月7日 (火) 08:26時点における版
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	=== デブリの自然発火性確認試験 ===		=== デブリの自然発火性確認試験 ===
	付着デブリサンプルを用いて、<span style="color:blue">'''自然発火性確認試験'''</span>が行われた[6]。元素分析で自然発火性物質の候補（Zr等）の濃度の調査、および、XRDで自然発火性のある化学形を持っているかどうかの調査が行われたが、自然発火性の候補物質は発見できなかった。さらに、DSC熱分析では、空中で500℃まで加熱しても発熱反応は見られなかった。金相観察と遮光粒度分析により、付着物の粒子サイズが調査された。付着デブリ重量の大半は10μm以上の粒子がしめていたが、10μm以下の微粒子が多く混入していた。γ分光では、線源の主成分はCs-137とCs-134であった。さらに、テスラコイルやプロパンガスを用いた着火試験、カナトコとハンマーによる打撃試験が行われたが、自然発火性は見られなかった。これらの結果から、付着デブリが自然発火する可能性は極めて低いと判断された。		付着デブリサンプルを用いて、<span style="color:blue">'''自然発火性確認試験'''</span>が行われた[6]。元素分析で自然発火性物質の候補（Zr等）の濃度の調査、および、XRDで自然発火性のある化学形を持っているかどうかの調査が行われたが、自然発火性の候補物質は発見できなかった。さらに、DSC熱分析では、空中で500℃まで加熱しても発熱反応は見られなかった。金相観察と遮光粒度分析により、付着物の粒子サイズが調査された。付着デブリ重量の大半は10μm以上の粒子がしめていたが、10μm以下の微粒子が多く混入していた。γ分光では、線源の主成分はCs-137とCs-134であった。さらに、テスラコイルやプロパンガスを用いた着火試験、カナトコとハンマーによる打撃試験が行われたが、自然発火性は見られなかった。これらの結果から、'''付着デブリが自然発火する可能性は極めて低いと判断された'''。

	<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>		<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>
89行目:		89行目:

	==上部空洞周辺に残留していた燃料集合体==		==上部空洞周辺に残留していた燃料集合体==
	上部空洞周辺に残留していた燃料集合体については、プレナム構造物撤去後に、ビデオカメラでの観察が行われた[7]。周辺燃料集合体サンプルからは、事故進展途中の情報（燃料破損過程、水素発生量、FP放出量など）が得られると期待された。炉心南東部の３個の燃料集合体（L1,N2,M2）から、６個のサンプルが切り出されて回収された。これらのサンプルについて、中性子ラジオグラフィー、ガンマ線分光、外観観察により、追加で微細組織観察や化学分析などの詳細分析を実施するかどうか判断するための簡易分析が行われた[8]~~。しかし、簡易分析の結果は、事故進展解析からの予想に合致したものであり、追加分析の必要性は低いと判断された~~[8]。		上部空洞周辺に残留していた燃料集合体については、プレナム構造物撤去後に、ビデオカメラでの観察が行われた[7]。周辺燃料集合体サンプルからは、事故進展途中の情報（燃料破損過程、水素発生量、FP放出量など）が得られると期待された。炉心南東部の３個の燃料集合体（L1,N2,M2）から、６個のサンプルが切り出されて回収された。これらのサンプルについて、中性子ラジオグラフィー、ガンマ線分光、外観観察により、追加で微細組織観察や化学分析などの詳細分析を実施するかどうか判断するための簡易分析が行われた[8]。しかし、簡易分析の結果は、事故進展解析からの予想に合致したものであり、追加で詳細な破壊分析する必要性は低いと判断された[8]。

	<span style="color:blue">'''<big>参考：[[初期の燃料デブリ取り出し中に得られた知見]]</big>'''</span>		<span style="color:blue">'''<big>参考：[[初期の燃料デブリ取り出し中に得られた知見]]</big>'''</span>
95行目:		95行目:
	<span style="color:blue">'''<big>参考：[[炉心周辺に残留していた燃料集合体サンプルの分析データ]]</big>'''</span>		<span style="color:blue">'''<big>参考：[[炉心周辺に残留していた燃料集合体サンプルの分析データ]]</big>'''</span>

	==~~一部形状を維持した燃料デブリ（上部格子からのぶら下がりでぶり）~~==		==一部形状を維持した燃料デブリ（上部格子からのぶら下がりデブリ）==
	[[ファイル:QuickLook 45.png\|サムネイル\|503x503px\|'''<big>図２　上部格子から取り外した残留燃料集合体の部位 [9]</big>''']]		[[ファイル:QuickLook 45.png\|サムネイル\|503x503px\|'''<big>図２　上部格子から取り外した残留燃料集合体の部位 [9]</big>''']]
	上部空洞周辺に残留していた燃料集合体（本来形状を一部維持）の分析については、参考文献[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[9]に詳細が報告されている。分析結果から、事故進展中に炉心の径方向/軸方向の双方に大きな温度勾配があったと推定された。また、燃料集合体の上部にあるスペーサーグリッドの事故時ピーク温度は、1500~1700Kと推定された。事故進展中に溶融した制御材（Ag-In-Cd）は、その一部が、上部プレナムのスプリング部分にまで押し上げられていた。これは、制御材が溶融した時点では、圧力容器内が高圧に維持されていたため、制御棒が押しつぶされたためと推定された。一方で、上部格子からぶら下がっていた燃料集合体では、燃料棒が途中から、溶融ではなく機械的な破断により崩落した痕跡が観測された。破断面から上の燃料/被覆管ギャップ中には、溶融燃料や溶融制御材が数cm侵入していた。このことから、上部空洞の上の方では、事故進展中に破断面あたりが溶融物に浸されていた可能性が示唆された。なお、Quick Look調査の概要については参考文献[10]にまとめられている。		上部空洞周辺に残留していた燃料集合体（本来形状を一部維持）の分析については、参考文献[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[9]に詳細が報告されている。分析結果から、事故進展中に炉心の径方向/軸方向の双方に大きな温度勾配があったと推定された。また、燃料集合体の上部にあるスペーサーグリッドの事故時ピーク温度は、1500~1700Kと推定された。事故進展中に溶融した制御材（Ag-In-Cd）は、その一部が、上部プレナムのスプリング部分にまで押し上げられていた。これは、制御材が溶融した時点では、圧力容器内が高圧に維持されていたため、制御棒が押しつぶされたためと推定された。一方で、上部格子からぶら下がっていた燃料集合体では、燃料棒が途中から、溶融ではなく機械的な破断により崩落した痕跡が観測された。破断面から上の燃料/被覆管ギャップ中には、溶融燃料や溶融制御材が数cm侵入していた。このことから、上部空洞の上の方では、事故進展中に破断面あたりが溶融物に浸されていた可能性が示唆された。なお、Quick Look調査の概要については参考文献[10]にまとめられている。
105行目:		105行目:
	===一部形状を維持した燃料デブリサンプル（上部格子からのぶらさがりサンプル）回収と分析までの経緯 ===		===一部形状を維持した燃料デブリサンプル（上部格子からのぶらさがりサンプル）回収と分析までの経緯 ===

	*~~1982年６月：APSR挿入試験。Quick~~ Look調査前に８本のAPSRを挿入し、一部はほぼ全挿入、一部はほとんど移動せず。炉心上部に損傷ありと判断。		*1982年６月：'''APSR挿入試験'''。Quick Look調査前に８本のAPSRを挿入し、一部はほぼ全挿入、一部はほとんど移動せず。炉心上部に損傷ありと判断。
	*1982年7-~~8月：Quick Look調査実施。その準備作業としてリードスクリュー取り外し（前述）。H8~~,E9,B8集合体位置からCCTVを吊り下げて、上部ヘッドの内側から炉心上部にかけてビデオ観察。上部空洞、ルースデブリベッド、炉心周辺の燃料集合体残留、などを確認。		*1982年7-8月：'''Quick Look調査'''実施。その準備作業としてリードスクリュー取り外し（前述）。H8,E9,B8集合体位置からCCTVを吊り下げて、上部ヘッドの内側から炉心上部にかけてビデオ観察。上部空洞、ルースデブリベッド、炉心周辺の燃料集合体残留、などを確認。
	*~~1983年8月：上部空洞内の超音波サーベイ。上部空洞の３Dマップ作成。上部空洞の容積（本来炉心の約26~~%）と深さ（最深で約1.5m）、上部空洞底部や炉心周辺部のデブリや燃料の残留・堆積状態を確認。		*1983年8月：上部空洞内の超音波Topography調査。'''上部空洞の３Dマップ作成'''。上部空洞の容積（本来炉心の約26%）と深さ（最深で約1.5m）、上部空洞底部や炉心周辺部のデブリや燃料の残留・堆積状態を確認。
	*~~1984年7月：圧力容器上部ヘッドの取り外し。~~		*1984年7月：'''圧力容器上部ヘッドの取り外し'''。
	*1984年12月：プレナム構造物の初期リフト。上部格子からぶらさがりデブリ、端栓などを除去。		*1984年12月：プレナム構造物の初期リフト。上部格子からぶらさがりデブリ、端栓などを除去。
	*~~1985年5月：プレナム構造物の最終リフト。~~		*1985年5月：'''プレナム構造物の最終リフト'''。
	*1985年11月～1986年1月：初期の燃料デブリ取り出し。18個の燃料集合体サンプル。110個の上部端栓と制御棒or可燃性毒物棒のスパイダー、5個の炉心周辺に残留していた燃料集合体の上部、ルースデブリの一部、を回収。		*1985年11月～1986年1月：初期の燃料デブリ取り出し。18個の燃料集合体サンプル。110個の上部端栓と制御棒or可燃性毒物棒のスパイダー、5個の炉心周辺に残留していた燃料集合体の上部、ルースデブリの一部、を回収。
	*~~1986年8月：INELで収納缶２個を開封、サンプル分析開始。~~		*1986年8月：INELで収納缶２個を開封、ぶら下がりデブリサンプルの分析開始。

	<nowiki>#</nowiki>初期のデブリ回収作業では、炉心周辺部に残留していた燃料集合体どうしの固着箇所を切り離し、いったん上部空洞の底部に倒壊させてから、シャーリングで切断して収納缶内に回収した（49体の収納缶が使用され、第一回の構外輸送で21体がINELに移送された）。		<nowiki>#</nowiki>初期のデブリ回収作業では、炉心周辺部に残留していた燃料集合体どうしの固着箇所を切り離し、いったん上部空洞の底部に倒壊させてから、シャーリングで切断して収納缶内に回収した（49体の収納缶が使用され、第一回の構外輸送で21体がINELに移送された）。
224行目:		224行目:

	==炉心中央領域、溶融・凝固層、クラスト層==		==炉心中央領域、溶融・凝固層、クラスト層==
	炉心中央領域のデブリ分析については、参考文献[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[12,13]に詳細が報告されている。上部ルースデブリの探針調査により、ルースデブリの下に硬い層が存在することが明らかになった。さらに、ボーリング調査により、硬い層は、クラスト層で囲まれた溶融・凝固層であることが確認された。		炉心中央領域のデブリ分析については、参考文献[1,2]に分析結果の概略が、参考文献[12,13]に詳細が報告されている。上部ルースデブリの'''探針調査'''により、ルースデブリの下に硬い層が存在することが明らかになった。さらに、'''ボーリング調査'''により、硬い層は、'''クラスト層で囲まれた溶融・凝固層'''であることが確認された。

	<big>'''<span style="color:blue">参考：[[TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要#%E3%82%B3%E3%82%A2%E3%83%9C%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E8%AA%BF%E6%9F%BB\|コアボーリング調査]]'''</big>		<big>'''<span style="color:blue">参考：[[TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要#%E3%82%B3%E3%82%A2%E3%83%9C%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E8%AA%BF%E6%9F%BB\|コアボーリング調査]]'''</big>

Kurata Masaki: /* デブリの自然発火性確認試験 */

2025-10-06T23:22:35Z

デブリの自然発火性確認試験

← 古い版		2025年10月7日 (火) 08:22時点における版
82行目:		82行目:

	=== デブリの自然発火性確認試験 ===		=== デブリの自然発火性確認試験 ===
	~~付着デブリサンプルを用いて、自然発火性確認試験が行われた~~[6]。元素分析で自然発火性物質の候補（Zr等）の濃度の調査、および、XRDで自然発火性のある化学形を持っているかどうかの調査が行われたが、自然発火性の候補物質は発見できなかった。さらに、DSC熱分析では、空中で500℃まで加熱しても発熱反応は見られなかった。金相観察と遮光粒度分析により、付着物の粒子サイズが調査された。付着デブリ重量の大半は10μm以上の粒子がしめていたが、10μm以下の微粒子が多く混入していた。γ分光では、線源の主成分はCs-137とCs-134であった。さらに、テスラコイルやプロパンガスを用いた着火試験、カナトコとハンマーによる打撃試験が行われたが、自然発火性は見られなかった。これらの結果から、付着デブリが自然発火する可能性は極めて低いと判断された。		付着デブリサンプルを用いて、<span style="color:blue">'''自然発火性確認試験'''</span>が行われた[6]。元素分析で自然発火性物質の候補（Zr等）の濃度の調査、および、XRDで自然発火性のある化学形を持っているかどうかの調査が行われたが、自然発火性の候補物質は発見できなかった。さらに、DSC熱分析では、空中で500℃まで加熱しても発熱反応は見られなかった。金相観察と遮光粒度分析により、付着物の粒子サイズが調査された。付着デブリ重量の大半は10μm以上の粒子がしめていたが、10μm以下の微粒子が多く混入していた。γ分光では、線源の主成分はCs-137とCs-134であった。さらに、テスラコイルやプロパンガスを用いた着火試験、カナトコとハンマーによる打撃試験が行われたが、自然発火性は見られなかった。これらの結果から、付着デブリが自然発火する可能性は極めて低いと判断された。

	<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>		<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>

Kurata Masaki: /* デブリサンプルの採集場所 */

2025-10-06T23:21:35Z

デブリサンプルの採集場所

← 古い版		2025年10月7日 (火) 08:21時点における版
34行目:		34行目:
	*'''CRDMのリードスクリュー、リードスクリュー支持管、付着デブリ'''：　圧力容器ヘッド内とプレナム構造物には、自然発火の可能性があるデブリが付着していた。ヘッドとプレナム構造物撤去時に、初めて大気と接触するため、付着デブリの自然発火可能性は重要な安全評価項目とされた。Quick Look調査のために引き抜いたリードスクリューと付着デブリ、プレナムカバー上の付着デブリ、CRDM貫通部の支持管がサンプルとして採集された。		*'''CRDMのリードスクリュー、リードスクリュー支持管、付着デブリ'''：　圧力容器ヘッド内とプレナム構造物には、自然発火の可能性があるデブリが付着していた。ヘッドとプレナム構造物撤去時に、初めて大気と接触するため、付着デブリの自然発火可能性は重要な安全評価項目とされた。Quick Look調査のために引き抜いたリードスクリューと付着デブリ、プレナムカバー上の付着デブリ、CRDM貫通部の支持管がサンプルとして採集された。
	*'''上部空洞周辺の残留燃料集合体'''：　炉心周辺に残留した燃料集合体のうち、炉心南東側の燃料棒の破損箇所周辺からサンプルが採集された。また、上部格子からぶら下がっていた燃料集合体の上部のうち、炉心西側の２体が採集された。		*'''上部空洞周辺の残留燃料集合体'''：　炉心周辺に残留した燃料集合体のうち、炉心南東側の燃料棒の破損箇所周辺からサンプルが採集された。また、上部格子からぶら下がっていた燃料集合体の上部のうち、炉心西側の２体が採集された。
	*'''上部ルースデブリ'''：　本来'''H8,E9'''集合体があった位置（炉心中央、炉心中間領域）から深さ方向''</big>''~~に11個のサンプルが採集された（Core~~ Grab ~~sample）。~~		*'''上部ルースデブリ'''：　本来'''H8,E9'''集合体があった位置（炉心中央、炉心中間領域）から深さ方向''</big>''に11個のサンプルが採集された（<span style="color:blue">'''Core Grab sample'''</span>）。
	*'''</span>~~溶融凝固層と周辺のクラスト層~~'''~~：　馬蹄形リング構造の内側について、10本のコアボーリングが行われ、そのうち５本（本来~~'''D8,G8,K9,K9,N5'''集合体があった位置）で硬い'''クラスト層'''を貫通した。そのうち３本（'''G8,K9,K6'''）では、クラスト層が上下層に成層化し両者の間に多孔質酸化物のもろい層（'''溶融凝固層'''）が存在していた。やや周辺の２本（'''D8,N5'''）では、上下クラスト層が一体化していた。これらのボーリングサンプルから分析用のサンプルが分取された。		*'''溶融凝固層と周辺のクラスト層'''：　馬蹄形リング構造の内側について、10本の<span style="color:blue">'''コアボーリング'''</span>が行われ、そのうち５本（本来'''D8,G8,K9,K9,N5'''集合体があった位置）で硬い<span style="color:blue">'''クラスト層'''</span>を貫通した。そのうち３本（'''G8,K9,K6'''）では、クラスト層が上下層に成層化し両者の間に多孔質酸化物のもろい層（<span style="color:blue">'''溶融凝固層'''</span>）が存在していた。やや周辺の２本（'''D8,N5'''）では、上下クラスト層が一体化していた。これらのボーリングサンプルから分析用のサンプルが分取された。
	*'''~~</span>~~切り株燃料集合体'''：　コアボーリング調査により、サンプルが採集された。		*'''切り株燃料集合体'''：　コアボーリング調査により、サンプルが採集された。
	*'''炉心下部構造物'''：　炉心部の燃料デブリ取り出し後に、アークプラズマなどで切断し、サンプル採集された。		*'''炉心下部構造物'''：　炉心部の燃料デブリ取り出し後に、アークプラズマなどで切断し、サンプル採集された。
	*'''下部プレナムルースデブリ'''：　圧力容器上部ヘッドを撤去した際に開口した、バッフル板の外側の円環領域を通じて長尺ツールを挿入し、下部プレナム周辺部のビデオ観察とルースデブリのサンプリングが行われた。さらに、コアボーリング孔を通じて、下部プレナム中央部のビデオ観察とルースデブリのサンプリングが行われた。		*'''下部プレナムルースデブリ'''：　圧力容器上部ヘッドを撤去した際に開口した、バッフル板の外側の円環領域を通じて長尺ツールを挿入し、下部プレナム周辺部のビデオ観察とルースデブリのサンプリングが行われた。さらに、コアボーリング孔を通じて、下部プレナム中央部のビデオ観察とルースデブリのサンプリングが行われた。
	*'''下部プレナムハードデブリ'''：　下部プレナムルースデブリを回収した後に、残った凝固層をスライドハンマーで破砕し、その一部が分析サンプルとして分取された。国際協力（VIP計画）により分析が行われた。		*'''下部プレナムハードデブリ'''：　下部プレナムルースデブリを回収した後に、残った凝固層をスライドハンマーで破砕し、その一部が分析サンプルとして分取された。国際協力（<span style="color:blue">'''VIP計画'''</span>）により分析が行われた。
	*'''コアフォーマ領域'''~~：　バッフル板を縦に８分割した後、吊り上げて約90度回転し、付着サンプルがブラシ削り出して回収された。~~		*'''コアフォーマ領域'''：　バッフル板を縦に８分割した後、吊り上げて約90度回転し、付着サンプルがブラシ削り出して回収された。バッフル板裏側のコアフォーマ領域の堆積デブリが回収された。
	*'''下部ヘッド'''~~：　国際協力（VIP計画）により、圧力容器内面サンプルが切り出~~</span>~~され回収された。~~		*'''下部ヘッド'''：　国際協力（<span style="color:blue">'''VIP計画'''</span>）により、圧力容器内面サンプルが切り出され回収された。
	<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>		<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>

Kurata Masaki: /* ｄ王上デブリサンプルの採集位置 */

2025-10-06T23:17:36Z

ｄ王上デブリサンプルの採集位置

← 古い版		2025年10月7日 (火) 08:17時点における版
1行目:		1行目:
	==~~ｄ王上デブリサンプルの採集位置~~==		==デブリサンプルの採集位置==
	TMI-2事故では、内部調査やデブリ取り出しの進捗にともなって、原子炉圧力容器内の状態推定図が改定された（'''<span style="color:blue">参考：TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要'''</span>）。事故の最終形態として描図された（'''図１'''）が広く知られている[1,2他]。炉内状況の推定のために、様々な内部調査や採集したサンプルの分析が行われた。圧力容器内からは、上部プレナム構造物の付着デブリ、CRDM（Control Rod Driving Mechanism）リードスクリューとその付着デブリ、リードスクリュー案内管、上部格子からぶら下がっていた一部形状を維持していた燃料集合体上部、炉心周辺部に残留していた燃料集合体、炉心中央上部に堆積していたデブリベッド、その下に存在していた溶融凝固層とその周囲を囲むクラスト層（ボーリングサンプル）、さらにその下に残留していた切り株状の燃料集合体、炉心下部構造物（LCSA: Lower Core Support Assembly）と付着デブリ、下部プレナム堆積デブリ（表層のルースデブリ、その下のハードデブリ）、炉心外周のコアフォーマ領域に堆積していたデブリ、下部ヘッド（計装管、下部ヘッド内面）、から、それぞれサンプルが採集され、分析が行われた。得られた分析結果に基づいて、それぞれの領域ごとに、事故進展中のピーク温度、構成材料間の反応、デブリ組成、デブリ酸化度、FP残留状態などが評価された[1,2]。[[ファイル:TMI-2 endstate.png\|サムネイル\|500x500ピクセル\|'''<big>図１　TMI-2事故の最終形態 [1]</big>''']]		TMI-2事故では、内部調査やデブリ取り出しの進捗にともなって、原子炉圧力容器内の状態推定図が改定された（'''<span style="color:blue">参考：TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要'''</span>）。事故の最終形態として描図された（'''図１'''）が広く知られている[1,2他]。炉内状況の推定のために、様々な内部調査や採集したサンプルの分析が行われた。圧力容器内からは、上部プレナム構造物の付着デブリ、CRDM（Control Rod Driving Mechanism）リードスクリューとその付着デブリ、リードスクリュー案内管、上部格子からぶら下がっていた一部形状を維持していた燃料集合体上部、炉心周辺部に残留していた燃料集合体、炉心中央上部に堆積していたデブリベッド、その下に存在していた溶融凝固層とその周囲を囲むクラスト層（ボーリングサンプル）、さらにその下に残留していた切り株状の燃料集合体、炉心下部構造物（LCSA: Lower Core Support Assembly）と付着デブリ、下部プレナム堆積デブリ（表層のルースデブリ、その下のハードデブリ）、炉心外周のコアフォーマ領域に堆積していたデブリ、下部ヘッド（計装管、下部ヘッド内面）、から、それぞれサンプルが採集され、分析が行われた。得られた分析結果に基づいて、それぞれの領域ごとに、事故進展中のピーク温度、構成材料間の反応、デブリ組成、デブリ酸化度、FP残留状態などが評価された[1,2]。[[ファイル:TMI-2 endstate.png\|サムネイル\|500x500ピクセル\|'''<big>図１　TMI-2事故の最終形態 [1]</big>''']]

33行目:		33行目:
	=== デブリサンプルの採集場所 ===		=== デブリサンプルの採集場所 ===
	*'''CRDMのリードスクリュー、リードスクリュー支持管、付着デブリ'''：　圧力容器ヘッド内とプレナム構造物には、自然発火の可能性があるデブリが付着していた。ヘッドとプレナム構造物撤去時に、初めて大気と接触するため、付着デブリの自然発火可能性は重要な安全評価項目とされた。Quick Look調査のために引き抜いたリードスクリューと付着デブリ、プレナムカバー上の付着デブリ、CRDM貫通部の支持管がサンプルとして採集された。		*'''CRDMのリードスクリュー、リードスクリュー支持管、付着デブリ'''：　圧力容器ヘッド内とプレナム構造物には、自然発火の可能性があるデブリが付着していた。ヘッドとプレナム構造物撤去時に、初めて大気と接触するため、付着デブリの自然発火可能性は重要な安全評価項目とされた。Quick Look調査のために引き抜いたリードスクリューと付着デブリ、プレナムカバー上の付着デブリ、CRDM貫通部の支持管がサンプルとして採集された。
	*'''上部空洞周辺の残留燃料集合体'''：　炉心周辺に残留した燃料集合体のうち、炉心南東側からサンプルが採集された。また、上部格子からぶら下がっていた燃料集合体の上部のうち、炉心西側の２体が採集された。（''）''		*'''上部空洞周辺の残留燃料集合体'''：　炉心周辺に残留した燃料集合体のうち、炉心南東側の燃料棒の破損箇所周辺からサンプルが採集された。また、上部格子からぶら下がっていた燃料集合体の上部のうち、炉心西側の２体が採集された。
	*'''上部ルースデブリ'''：　本来'''H8,E9'''~~集合体があった位置（それぞれ炉心中央、炉心中間領域）から~~''</big>''~~深さ方向に11個のサンプルが採集された（Core~~ Grab sample）。		*'''上部ルースデブリ'''：　本来'''H8,E9'''集合体があった位置（炉心中央、炉心中間領域）から深さ方向''</big>''に11個のサンプルが採集された（Core Grab sample）。
	*'''</span>溶融凝固層と周辺のクラスト層'''：　馬蹄形リング構造の内側について、10本のコアボーリングが行われ、そのうち５本（本来'''D8,G8,K9,K9,N5'''集合体があった位置）で硬い'''クラスト層'''を貫通した。そのうち３本（'''G8,K9,K6'''）では、クラスト層が上下層に成層化し両者の間に多孔質酸化物のもろい層（'''溶融凝固層'''）が存在していた。やや周辺の２本（'''D8,N5'''~~）では、上下クラスト層が一体化していた。これらのボーリングサンプルから分析用のサンプルが分取された。（'''）'''~~		*'''</span>溶融凝固層と周辺のクラスト層'''：　馬蹄形リング構造の内側について、10本のコアボーリングが行われ、そのうち５本（本来'''D8,G8,K9,K9,N5'''集合体があった位置）で硬い'''クラスト層'''を貫通した。そのうち３本（'''G8,K9,K6'''）では、クラスト層が上下層に成層化し両者の間に多孔質酸化物のもろい層（'''溶融凝固層'''）が存在していた。やや周辺の２本（'''D8,N5'''）では、上下クラスト層が一体化していた。これらのボーリングサンプルから分析用のサンプルが分取された。
	*'''</span>切り株燃料集合体'''：　コアボーリング調査により、サンプルが採集された。		*'''</span>切り株燃料集合体'''：　コアボーリング調査により、サンプルが採集された。
	*'''炉心下部構造物'''：　炉心部の燃料デブリ取り出し後に、アークプラズマなどで切断し、サンプル採集された。		*'''炉心下部構造物'''：　炉心部の燃料デブリ取り出し後に、アークプラズマなどで切断し、サンプル採集された。

Kurata Masaki: /* 観測結果のまとめ */

2025-10-06T09:01:46Z

観測結果のまとめ

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← 古い版		2025年11月14日 (金) 12:20時点における版
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	==デブリサンプルの採集位置==		==デブリサンプルの採集位置==
	TMI-2事故では、内部調査やデブリ取り出しの進捗にともなって、原子炉圧力容器内の状態推定図が改定された（'''<span style="color:blue">~~参考：TMI~~-2での内部調査、デブリ取り出しの概要'''~~</span>）。事故の最終形態として描図された（~~'''図１'''~~）が広く知られている~~[1,2他]。炉内状況の推定のために、様々な内部調査や採集したサンプルの分析が行われた。圧力容器内からは、上部プレナム構造物の付着デブリ、CRDM（Control Rod Driving Mechanism）リードスクリューとその付着デブリ、リードスクリュー案内管、上部格子からぶら下がっていた一部形状を維持していた燃料集合体上部、炉心周辺部に残留していた燃料集合体、炉心中央上部に堆積していたデブリベッド、その下に存在していた溶融凝固層とその周囲を囲むクラスト層（ボーリングサンプル）、さらにその下に残留していた切り株状の燃料集合体、炉心下部構造物（LCSA: Lower Core Support Assembly）と付着デブリ、下部プレナム堆積デブリ（表層のルースデブリ、その下のハードデブリ）、炉心外周のコアフォーマ領域に堆積していたデブリ、下部ヘッド（計装管、下部ヘッド内面）、から、それぞれサンプルが採集され、分析が行われた。得られた分析結果に基づいて、それぞれの領域ごとに、事故進展中のピーク温度、構成材料間の反応、デブリ組成、デブリ酸化度、FP残留状態などが評価された[1,2]。[[ファイル:TMI-2 endstate.png\|サムネイル\|500x500ピクセル\|'''<big>図１　TMI-2事故の最終形態 [1]</big>''']]		TMI-2事故では、内部調査やデブリ取り出しの進捗にともなって、原子炉圧力容器内の状態推定図が改定された（'''<span style="color:blue">参考：[[TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要#:~:text%3DTMI-2%E3%81%A7%E3%81%AE%E5%86%85%E9%83%A8%E8%AA%BF%E6%9F%BB%E3%80%81%E3%83%87%E3%83%96%E3%83%AA%E5%8F%96%E3%82%8A%E5%87%BA%E3%81%97%E3%81%AE%E6%A6%82%E8%A6%81\|TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要]]'''）。事故の最終形態として描図された”'''図１'''”が広く知られている[1,2]。

			このような炉内状況の推定精度の向上に向けて、様々な内部調査や採集したサンプルの分析が行われた。圧力容器内からは、上部プレナム構造物の付着デブリ、CRDM（Control Rod Driving Mechanism）リードスクリューとその付着デブリ、リードスクリュー案内管、上部格子からぶら下がっていた一部形状を維持していた燃料集合体の上部、炉心周辺部に残留していた燃料集合体の一部、炉心中央上部に堆積していた上部ルースデブリベッド、その下に存在していた溶融凝固層とその周囲を囲むクラスト層（コアボーリングサンプル）、さらにその下に残留していた切り株状の燃料集合体、炉心下部構造物（LCSA: Lower Core Support Assembly）と付着デブリ、下部プレナム堆積デブリ（表層のルースデブリ、その下のハードデブリ）、炉心外周のコアフォーマ領域に堆積していたデブリ、下部ヘッド（計装管、下部ヘッド内面）、等から、それぞれサンプルが採集され、分析が行われた。得られた分析結果に基づいて、それぞれの領域ごとに、事故進展中のピーク温度、構成材料間の反応、デブリ組成、デブリ酸化度、FP残留状態などが評価された[1,2]。[[ファイル:TMI-2 endstate.png\|サムネイル\|500x500ピクセル\|'''<big>図１　TMI-2事故の最終形態 [1]</big>''']]

	=== 各領域の概要 ===		=== 各領域の概要 ===
	*'''上部ヘッドとプレナム構造物'''：　事故時に高温水蒸気に曝された。上部格子の底部を除き、ほぼ本来形状が維持されていた。付着デブリやぶら下がりデブリ（燃料集合体上部、上部端栓）が観察された。		*'''上部ヘッドとプレナム構造物'''：　事故時に高温水蒸気に曝された。上部格子板の底部を除き、ほぼ本来形状が維持されていた。プレナム構造物への付着デブリや、上部格子板からのぶら下がりデブリ（燃料集合体上部、上部端栓）が観察された。
	*'''上部空洞'''：　最深部で約1.5mの深さ、空間容積約9.3m<sup><small>3</small></sup>。空洞の周辺部に、本来炉心に装荷されていた177体の燃料集合体のうち42体が部分的に残留、うち2体のみは全長に対し90%以上無傷で残留していた。		*'''上部空洞'''：　最深部で約1.5mの深さ、空間容積約9.3m<sup><small>3</small></sup>。空洞の周辺部に、本来炉心に装荷されていた177体の燃料集合体のうち42体が部分的に残留、うち2体のみは全長に対し90%以上無傷で残留していた。
	*'''上部ルースデブリ（デブリベッド）'''：　上部空洞の底部に堆積していた（堆積厚さ約0.6～1m、重量約26.~~4トン）。表層には、破砕されたが、あまり溶融した痕跡のない燃料棒や制御棒スパイダー、上部端栓などの一部が堆積していた。~~		*'''上部ルースデブリ（デブリベッド）'''：　上部空洞の底部に堆積していた（堆積厚さ約0.6～1m、重量約26.4トン）。表層には、破砕されたが、あまり溶融した痕跡のない燃料棒や制御棒スパイダー、上部端栓などの一部が散乱・堆積していた。
	*'''馬蹄形リング構造'''：　上部ルースデブリの周辺部（炉心外周部に残留していた燃料集合体の内側）に、やや硬く、探針が貫通できない領域が存在していることが、初期のデブリ取り出し中に明らかになった。炉心の全周ではなく、炉心北東側が馬蹄形に一部かけた構造であった。		*'''馬蹄形リング構造'''：　上部ルースデブリの周辺部（炉心外周部に残留していた燃料集合体の内側）に、やや硬く、探針が貫通できない領域が存在していることが、初期のデブリ取り出し中に明らかになった。ほぼ円環状だが、炉心の全周ではなく、炉心北東側が馬蹄形に一部かけた構造であった。
	*'''溶融凝固層'''：　上部ルースデブリの下で、炉心中央周辺に約3m径の領域に漏斗状の形状で存在していた。中央で約1.5m深さ、炉心中間領域で約0.25m深さ、重量約32.7トンと推定された。		*'''溶融凝固層'''：　上部ルースデブリの下で、炉心中央周辺に約3m径の領域に漏斗状の形状で存在していた。中央で約1.5m深さ、炉心中間領域で約0.25m深さ、重量約32.7トンと推定された。
	*'''クラスト層'''：　溶融凝固層を、上下及び周辺で取り囲む、硬いクラスト層が発見された。数cm～10数cmの厚さであった。		*'''クラスト層'''：　溶融凝固層を、上下及び周辺で取り囲む、硬いクラスト層が発見された。数cm～10数cmの厚さであった。
	*'''切り株燃料集合体'''：　炉心下部構造物から約0.2～1.~~5m高さで残留していた。下部クラストの下で、溶融凝固層やルースデブリベッドの重量を支持していた。~~		*'''切り株燃料集合体'''：　炉心下部構造物から約0.2～1.5m高さで残留していた。炉心中央下部では残留長が短く、炉心周辺部では残留長が長かった。下部クラストの下で、溶融凝固層やルースデブリベッドの重量を支持していた。
	*'''炉心下部構造物：'''　~~ほとんど損傷を受けずに残留していた。周辺部に溶融デブリの移行経路が存在し、炉心周辺部近くの構造物表面にデブリが付着・堆積していた。~~		*'''炉心下部構造物：'''　ほとんど損傷を受けずに、本来の５層構造を維持して残留していた。周辺部に溶融デブリが下部プレナムに侵入した痕跡が見られた。炉心周辺部近くの構造物表面にデブリが付着・堆積していた。LCSA内に約6tのデブリが残留していた。
	*'''下部プレナムデブリ'''：　下部プレナム底部に約0.75～1m厚さで堆積していた（堆積範囲約4m径、重量約19.~~2トン）。堆積状態はシンメトリックでなく小山状であった。下層のハードデブリと上層のルースデブリが存在していた。~~		*'''下部プレナムデブリ'''：　下部プレナム底部に約0.75～1m厚さで堆積していた（堆積範囲約4m径、重量約19.2トン）。堆積状態はシンメトリックでなく小山状であった。下層のハードデブリと上層のルースデブリが存在していた。下部プレナムデブリと下部ヘッドの間には若干の隙間が存在していた。
	*'''コアフォーマ領域'''：　炉心周辺を囲むバッフル板の外側の円環状領域の一部（炉心南西側）が溶融デブリで破損し、そこを通過して溶融デブリが下部プレナムに移行していた。コアフォーマ領域内に約4tのデブリが残留していた。		*'''コアフォーマ領域'''：　炉心周辺を円筒状に囲むバッフル板の一部（炉心南西側）が溶融デブリで破損し、そこを通過して溶融デブリが、コアフォーマ領域を通過して下部プレナムに移行していた。コアフォーマ領域内に約4tのデブリが残留していた。
	'''<big><span style="color:blue">参考：[[TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要#:~:text%3DTMI-2%E3%81%A7%E3%81%AE%E5%86%85%E9%83%A8%E8%AA%BF%E6%9F%BB%E3%80%81%E3%83%87%E3%83%96%E3%83%AA%E5%8F%96%E3%82%8A%E5%87%BA%E3%81%97%E3%81%AE%E6%A6%82%E8%A6%81\|TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要]]</big>'''		'''<big><span style="color:blue">参考：[[TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要#:~:text%3DTMI-2%E3%81%A7%E3%81%AE%E5%86%85%E9%83%A8%E8%AA%BF%E6%9F%BB%E3%80%81%E3%83%87%E3%83%96%E3%83%AA%E5%8F%96%E3%82%8A%E5%87%BA%E3%81%97%E3%81%AE%E6%A6%82%E8%A6%81\|TMI-2での内部調査、デブリ取り出しの概要]]</big>'''

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	=== デブリサンプルの採集場所 ===		=== デブリサンプルの採集場所 ===
	*'''~~CRDMのリードスクリュー、リードスクリュー支持管、付着デブリ~~'''：　圧力容器ヘッド内とプレナム構造物には、自然発火の可能性があるデブリが付着していた。ヘッドとプレナム構造物撤去時に、初めて大気と接触するため、付着デブリの自然発火可能性は重要な安全評価項目とされた。Quick Look調査のために引き抜いたリードスクリューと付着デブリ、プレナムカバー上の付着デブリ、CRDM貫通部の支持管がサンプルとして採集された。		*'''CRDMのリードスクリュー、リードスクリュー案内管、プレナム付着デブリ'''：　圧力容器ヘッド内とプレナム構造物には、Zrの水素化物や金属を含む可能性があるデブリが付着していた。ヘッドとプレナム構造物撤去時に、付着デブリが初めて大気と接触するため、その自然発火可能性は重要な安全評価項目とされた。Quick Look調査のために引き抜いたリードスクリューと付着デブリ、プレナムカバー上の付着デブリ、CRDM貫通部の案内管がサンプルとして採集された。
	*'''上部空洞周辺の残留燃料集合体'''：　炉心周辺に残留した燃料集合体のうち、炉心南東側の燃料棒の破損箇所周辺からサンプルが採集された。また、上部格子からぶら下がっていた燃料集合体の上部のうち、炉心西側の２体が採集された。		*'''上部空洞周辺の残留燃料集合体'''：　炉心周辺に残留した燃料集合体のうち、炉心南東側の燃料棒の破損箇所周辺からサンプルが採集された。また、上部格子からぶら下がっていた燃料集合体の上部のうち、炉心西側の２体が分析に用に採集された。
	*'''上部ルースデブリ'''：　本来'''H8,E9'''集合体があった位置（炉心中央、炉心中間領域）から深さ方向''</big>''に11個のサンプルが採集された（<span style="color:blue">'''Core Grab sample'''</span>）。		*'''上部ルースデブリ'''：　本来'''H8,E9'''集合体があった位置（炉心中央、炉心中間領域）から深さ方向''</big>''に11個のサンプルが採集された（<span style="color:blue">'''Core Grab sample'''</span>）。
	*'''溶融凝固層と周辺のクラスト層'''：　馬蹄形リング構造の内側について、10本の<span style="color:blue">'''コアボーリング'''</span>が行われ、そのうち５本（本来'''D8,G8,K9,K9,N5'''集合体があった位置）で硬い<span style="color:blue">'''クラスト層'''</span>を貫通した。そのうち３本（'''G8,K9,K6'''）では、クラスト層が上下層に成層化し両者の間に多孔質酸化物のもろい層（<span style="color:blue">'''溶融凝固層'''</span>）が存在していた。やや周辺の２本（'''D8,N5'''~~）では、上下クラスト層が一体化していた。これらのボーリングサンプルから分析用のサンプルが分取された。~~		*'''溶融凝固層と周辺のクラスト層'''：　馬蹄形リング構造の内側について、10本の<span style="color:blue">'''コアボーリング'''</span>が行われ、そのうち５本（本来'''D8,G8,K9,K9,N5'''集合体があった位置）で硬い<span style="color:blue">'''クラスト層'''</span>を貫通した。そのうち３本（'''G8,K9,K6'''）では、クラスト層が上下層に成層化し両者の間に多孔質酸化物のもろい層（<span style="color:blue">'''溶融凝固層'''</span>）が存在していた。やや周辺の２本（'''D8,N5'''）では、上下クラスト層が一体化していた。これらのボーリングサンプルから分析用のサンプルが分取された。10本のうち1本からは、ボーリングサンプルが回収されなかった。
	*'''切り株燃料集合体'''：　コアボーリング調査により、サンプルが採集された。		*'''切り株燃料集合体'''：　コアボーリング調査により、サンプルが採集された。
	*'''炉心下部構造物'''：　炉心部の燃料デブリ取り出し後に、アークプラズマなどで切断し、サンプル採集された。		*'''炉心下部構造物'''：　炉心部の燃料デブリ取り出し後に、アークプラズマなどで切断し、サンプル採集された。
	*'''下部プレナムルースデブリ'''：　圧力容器上部ヘッドを撤去した際に開口した、バッフル板の外側の円環領域を通じて長尺ツールを挿入し、下部プレナム周辺部のビデオ観察とルースデブリのサンプリングが行われた。さらに、コアボーリング孔を通じて、下部プレナム中央部のビデオ観察とルースデブリのサンプリングが行われた。		*'''下部プレナムルースデブリ'''：　圧力容器上部ヘッドを撤去した際に開口した、バッフル板の外側の円環領域を通じて長尺ツールを挿入し、下部プレナム周辺部のビデオ観察と周辺部ルースデブリのサンプリングが行われた。さらに、コアボーリング孔を通じて、下部プレナム中央部のビデオ観察と中央部ルースデブリのサンプリングが行われた。
	*'''下部プレナムハードデブリ'''：　下部プレナムルースデブリを回収した後に、残った凝固層をスライドハンマーで破砕し、その一部が分析サンプルとして分取された。国際協力（<span style="color:blue">'''VIP計画'''</span>）により分析が行われた。		*'''下部プレナムハードデブリ'''：　下部プレナムルースデブリを回収した後に、残った凝固層をスライドハンマーで破砕し、その一部が分析サンプルとして分取された。国際協力（<span style="color:blue">'''VIP計画'''</span>）により分析が行われた。
	*'''コアフォーマ領域'''：　バッフル板を縦に８分割した後、吊り上げて約90度回転し、付着サンプルがブラシ削り出して回収された。バッフル板裏側のコアフォーマ領域の堆積デブリが回収された。		*'''コアフォーマ領域'''：　バッフル板を縦に８分割した後、吊り上げて約90度回転し、付着サンプルがブラシ削り出しで回収された。バッフル板裏側のコアフォーマ領域の堆積デブリが回収された。
	*'''下部ヘッド'''：　国際協力（<span style="color:blue">'''VIP計画'''</span>~~）により、圧力容器内面サンプルが切り出され回収された。~~		*'''下部ヘッド'''：　国際協力（<span style="color:blue">'''VIP計画'''</span>）により、圧力容器ヘッド内面からサンプルが切り出され回収された。
	<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>		<span style="color:blue"><big>'''参考：[[リードスクリューサンプルの分析と自然発火性試験\|リードスクリューサンプルの分析データ]]'''</big></span>