燃料デブリの分類について

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  C.M.Allison et al, Proceedings of ICAPP 2020, 15-19 March 2020 – Abu Dhabi (UAE), Paper 20221 (2020).
  TMI-2事故でのRPV内の最終形態

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  東北大学令和5年度『軽水炉安全セミナー（原子炉廃止措置編）』から抜粋

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  須藤彩子, 事故進展を考慮した模擬燃料デブリの凝固挙動評価,平生30年度福島研究開発部門成果報告会, JAEA, 2019年2月から抜粋
  　　　　　　　　　　燃料デブリの概念図

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  　　　　　　　　燃料デブリ中のFP分布の予想の例

燃料デブリ特性の分類（従来の検討）：

平成27/28年度廃炉・汚染水対策事業『燃料デブリの性状把握』において、

(i) TMI-2事故の情報（最終形態、デブリ分析データ）、

(ii) 1F模擬デブリ試験（BWR部材や海水成分とUO2反応試験、１F模擬コンクリートMCCI試験）、

(iii) 熱力学データベース解析、等により、RPV内とRPV外の燃料デブリ特性を整理した【燃料デブリ特性リスト】。

併せて、燃料デブリの特徴を、様々な専門家間で共有するため、予想される化学反応メカニズムに基づいて、燃料デブリの概念図を例示した。

また、照射燃料中でのFPふるまい等に基づいて、燃料デブリ中のFP分布の傾向を予想し整理した。

１F燃料デブリについての知見がほとんどない中で、これらは、デブリ取り出し方法の選定などの基礎知見として利用された。

燃料デブリ分布・特性の観測（内部調査）：

PCV内部調査で、破損状態が少しずつ明らかになっており、平成28/29年度廃炉・汚染水対策事業『総合的な炉内状況把握の高度化』で、

従来知見を整理して【炉内状況推定図】が取りまとめられ、廃炉工程の検討に利用されている（#東電が随時改定）。

炉内状況推定図では、廃炉工程の検討で参照しやすいように、マクロな観点で、デブリをいくつかのカテゴリーに分類している

（切り株燃料集合体、粒子状デブリ、金属リッチデブリ、溶融固化物、等）。

燃料デブリ分類のアップデートについて：

従来の燃料デブリ概念図は、マクロ/ミクロ視点が十分に整理されておらず、また、作成者or編集者の専門性に基づく恣意性が見られる。

内部調査や事故進展解析の最新情報が十分に反映されていない。

多分野の専門家が共有し、どこをどのように調査するか、どのようなデブリサンプルを採取して分析とどのような知見拡充が期待されるか、

等の議論に活用できるデータベースとして、アップデートする必要がある。

従来の燃料デブリ特性リスト

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  燃料デブリ特性リスト –形状の仮定（例：in-vessel debris）- （H28 IRID事業）

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  燃料デブリ特性リスト –形状の仮定（例：ex-vessel debris）- （H28 IRID事業）

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  燃料デブリ特性リスト –ミクロ性状表- （H28 IRID事業）

燃料デブリの構成成分、形状について：

燃料デブリを構成すると考えられる主要成分について、諸物性を文献調査し、リスト化【ミクロ性状表】。

TMI-2デブリのデータ（in-vessel debris）と、１F模擬コンクリートと溶融模擬デブリ（(U,Zr)O2）の反応試験の結果（ex-vessel debris）などから、想定される燃料デブリの形状や特徴を推定【特性リスト】

これらは、PCV内部調査があまり進んでいない段階で、TMI-2事故の知見や、TMI-2事故を参照した模擬試験の結果に基づいてまとめられた。

デブリ取り出しの検討に向けて、最近のPCV内部調査の結果や事故解析の検討結果を反映し、改定していく必要がある。