TMI-2の内部調査とデブリ取り出しの時系列

　図１に、事故後のTMI-2圧力容器の断面模式図を示す[1]。図２に、事故前の圧力容器の断面模式図[2]を、図３に下部炉心支持構造（LCSA: Lower Core Support Assembly）の断面模式図[3]を示す。上部炉心支持構造（UCSA: Upper Core Support Assembly）は、炉心の周囲を円筒状に取り囲んでおり、内側にバッフル板、その外側にコアフォーマー領域、さらに熱遮蔽版が配置されている。熱遮蔽版と圧力容器槽の間には円環状の隙間が存在している。LCSAは、ステンレス製の５層構造からなっている。表１に、内部調査とデブリ取り出しの観点でまとめた時系列を示す[1]。図１～３を参照することで、燃料デブリ取り出しの進捗を確認できる。

図１　TMI-2圧力容器の概略（上部構造物取り外し時点） [1]

図２　TMI-2圧力容器の断面図 [2]

図３　TMI-2の下部炉心支持構造の模式図 [3]

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表１　TMI-2事故炉での内部調査とデブリ取り出しの主要な時系列

年月日	実施者	イベント	内部調査	デブリ取り出し
79.3.28		事故発生
79.5	廃炉プロジェクト	圧力容器の状態評価タスクフォース設置	〇
79.8.24	オークリッジ国立研究所 （ORNL: Oak Ridge National Laboratory）	原子炉建屋地階の水サンプル採集	〇
79.11.10	廃炉プロジェクト	建屋内のTV観察、線量測定	〇
80.3.4	原子力規制委員会 （NRC: Nuclear Regulatory Commission）	建屋エアロックの開放を承認	〇
80.3.13	廃炉プロジェクト	エアロック開放調査	〇
80.4.23	国立労働安全衛生研究所 （NIOSH: National Institute of Occupational Safety and Health）	自給式呼吸装置（SCBA）使用での建屋内立ち入りを非承認 （SCBA: Self-Contained Breathing Apparatus）	〇
80.5	NRC	建屋パージの環境影響評価レポートを発行	〇
80.5.16	NRC	建屋内立ち入りを承認	〇
80.5.20	廃炉プロジェクト	建屋内立ち入り、内側エアロックドアの損傷により中止	〇
80.6.28~7.11	廃炉プロジェクト	建屋パージ、約46,000CiのKr-85を環境に放出	〇
80.7.22	NRC	建屋パージ後の建屋立ち入りを承認	〇
80.7.23	廃炉プロジェクト	最初の建屋立ち入り	〇
80.7.23~81.9.24	廃炉プロジェクト	のべ16回の建屋立ち入り： サーベイ、写真撮影、除染試験、サンプリング ポーラークレーンの点検と動作確認 アクセスルートの整備、などを実施	〇
81.2	廃炉プロジェクト	最初の燃料取り出しシークエンス計画公表		〇
81.5	GENDグループ （GEND: GPU社、EPRI、NRC、DOEの専門家グループ）	事故炉の状態に関する基本予測レポート（GEND-007）公開	〇	〇
81.7	米国エネルギー省（DOE: Department of Energy）	総合除染試験を提案	〇
81.8	廃炉プロジェクト	早期の燃料取り出しに向けた、除染の優先順位に関するプログラム計画公開		〇
81.10.29~	廃炉プロジェクト	加速化プログラムの下での立ち入り開始 立ち入り頻度・人員数が大幅に増加	〇
82.3.4~3.19	廃炉プロジェクト	総合除染試験	〇
82.6.23	NRC	炉心物質の計量に関するガイドライン公表		〇
82.6.23	廃炉プロジェクト	軸方向出力調整棒（APSR）の、圧力容器上部からの再挿入試験 （APSR: Axial Power Shaping Rod）	〇	〇
82.6.23	廃炉プロジェクト、ORNL	地下階からの汚泥サンプル採集	〇
82.7.19	廃炉プロジェクト	ポーラークレーンタスクチーム設置		〇
82.7.21~8.12	廃炉プロジェクト	圧力容器上部の、Quick Look調査（第一回ビデオ調査）	〇	〇
82.10	廃炉プロジェクト	建屋内線量低減タスクフォース設置	〇
82.11.18~83.8	廃炉プロジェクト	圧力容器上部ヘッド取り外しに向けた準備作業： 制御棒駆動メカニズム（CRDM: Control Rod Drive Mechanism）の リードスクリューとりはずし、 圧力容器内の線量測定：約500R/hr、 インコア熱電対挿入、APSR取り外し、 蒸気発生器（OTSG: Once-Trough Steam Generator）復水、再循環 圧力容器ヘッドフランジの接続部検査 使用済み燃料プールの検査、汚染レベル測定、などを実施	〇
83.1	廃炉プロジェクト	ポーラークレーン作動試験		〇
83.2	廃炉プロジェクトの技術サポートグループ （TAAG: Technical Assistance and Advisory Group）	付着物の空中での自然発火性が、圧力容器ヘッド取り外しの課題と指摘	〇	〇
83.4	DOE/GPU社	燃料輸送キャスクに関する第一回会合		〇
83.7	廃炉プロジェクト⇒INEL	CRDMリードスクリューの切り出しと輸送		〇
83.8	廃炉プロジェクト	圧力容器上部空洞の超音波Topography調査	〇	〇
83.9.9	廃炉プロジェクト	圧力容器内サンプルの最初の回収	〇	〇
83.10	廃炉プロジェクト	圧力容器上部の第二回ビデオ調査	〇	〇
83.11	廃炉プロジェクト	TMI-2炉心物質の輸送技術ワーキングチーム設置		〇
83.12.13	日本、FEPC	TMI-2クリーンアップ計画に参加を発表（５年間、1800万ドル拠出）	〇	〇
84.2	廃炉プロジェクト	建屋地階の遠隔探査ビークル配備 (RRV-1: Remote Reconnaissance Vehicle)	〇
84.2	廃炉プロジェクト	デブリ取り出しの臨界性評価タスクフォース設置	〇	〇
84.2.29	廃炉プロジェクト	ポーラークレーン、圧力容器上部ヘッド取り外しの最終負荷試験通過		〇
84.3.30	DOE/GPU社	TMI-2炉心物質の輸送、貯蔵、処分に関する契約に署名		〇
84.4	廃炉プロジェクト	圧力容器上部空洞のパノラマビュー写真撮影	〇	〇
84.4	NRC、廃炉プロジェクト	デブリ取り出し時の冷却水ホウ素濃度：4350ppmを承認		〇
84.5.29	廃炉プロジェクト	長借ツールを用いた燃料デブリ取り出し工法を最終決定		〇
84.6.28~7.24	廃炉プロジェクト	上部ヘッドのボルト、スタッブ撤去、CRDリードスクリューの仮止め 圧力容器ヘッド取り外し（２日間）		〇
84.7.27	廃炉プロジェクト	圧力容器フランジ上に、水位上昇のため、IIF（Internal Indexing Fixture）設置		〇
84.8	廃炉プロジェクト	デブリ取り出しツールのモックアップ試験準備		〇
84.11.9	廃炉プロジェクト	RRV-1が建屋地階の調査開始	〇
84.12	廃炉プロジェクト	圧力容器外デブリの探査に向けた長期計画立案	〇
84.12	廃炉プロジェクト	作業員の訓練開始		〇
84.12	廃炉プロジェクト	使用済み燃料プールの除染完了		〇
84.12.11	廃炉プロジェクト	上部プレナム構造物つり上げ、内部調査	〇
85.1	廃炉プロジェクト	燃料デブリ取り出しシステムの最終デザインレビュー		〇
85.1	廃炉プロジェクト	OTSGのA系統の配管上部シートに<2.5kgの堆積物を確認、分析で燃料成分がほとんど含まれていないことを確認	〇
85.2.20	廃炉プロジェクト	コアフォーマー領域外側の円環領域を通じたビデオ調査（第一フェーズ）で、下部ヘッドに溶融凝固デブリの堆積を確認	〇	〇
85.3	NRC	TMI-2で発生する一般的でない廃棄物の貯蔵施設をINELに設置することを承認		〇
85.3	廃炉プロジェクト	デブリ取り出しに直接かかわる線量低減作業の終了		〇
85.4	廃炉プロジェクト	燃料取り出し用の遮蔽付き作業プラットフォームと収納缶の真空吸引システム受け入れ		〇
85.4	廃炉プロジェクト	つり上げた上部プレナム構造物を圧力容器内で高圧水で洗浄		〇
85.5	廃炉プロジェクト	建屋内燃料様相システムの再稼働試験終了		〇
85.5.14	廃炉プロジェクト	燃料輸送用運河（canal）水没		〇
85.5.15	廃炉プロジェクト	上部プレナム構造物を取り外し、燃料輸送運河内で貯蔵		〇
85.6	廃炉プロジェクト	建屋のエアエンベロープ運用開始		〇
85.6.28	廃炉プロジェクト	燃料貯蔵プールへの冷却水供給システムのホウ酸水化完了（1.5か月を要した）		〇
85.7	廃炉プロジェクト	同上（第二フェーズ）、下部ヘッドデブリサンプリング	〇
85.7	廃炉プロジェクト	コアボーリング装置受け入れ	〇	〇
85.7.1	廃炉プロジェクト	燃料取り出しプラットフォームを圧力容器の上に据え付け		〇
85.7.10	廃炉プロジェクト	圧力容器内冷却水処理系（DWCS）の下流に浸漬脱塩システム（SDS）配管をとりつけ （DWCS: Defueling Water Cleanup System） （SDS: Submerged Demineralizer System）
85.7.11	廃炉プロジェクト	燃料輸送運河のろ過システム運用開始		〇
85.7.23	廃炉プロジェクト	デブリ取り出し用の水圧スプレーノズル使用開始	〇	〇
85.8	廃炉プロジェクト	収納缶取り扱いのブリッジと貯蔵ラック受け入れ		〇
85.8.1	廃炉プロジェクト⇒NRC	修正された炉心物質の計量計画を提出、NRC承認（10.17）		〇
85.9	廃炉プロジェクト	収納缶受け入れ開始		〇
85.10	NRC	TMI-2に限定した燃料取り出しオペレーションのライセンスを認可		〇
85.10.21	廃炉プロジェクト	使用済み燃料プールが浄化水で満水に		〇
85.10.30	廃炉プロジェクト	燃料デブリ取り出し開始（上部ルースデブリから）		〇
85.11.12	廃炉プロジェクト	デブリの収納缶への格納開始		〇
85.11.13	廃炉プロジェクト	圧力容器内冷却水のDWCSでのろ過処理開始
85.11.26	廃炉プロジェクト	RRV-1が建屋地階のコンクリートサンプル回収	〇
85.11.28	廃炉プロジェクト	使用済み燃料プールに過酸化水素水添加、微生物対策開始		〇
86.1.14	廃炉プロジェクト	圧力容器内で微生物繁殖を確認、２月ごろからデブリ取り出し中断		〇
86.2	廃炉プロジェクト	微生物対策タスクフォースを設置		〇
86.2.8	廃炉プロジェクト	プールフィルター試験うまくいかず		〇
86.3	廃炉プロジェクト	建屋内の放射線3Dマップ作成	〇
86.3	廃炉プロジェクト	輸送キャスク受け入れ開始		〇
86.4	廃炉プロジェクト	蒸気発生器A系統の上部配管シート上の堆積物中に燃料成分がほとんど含まれていないことを確認		〇
86.4.11	NRC⇒DOE	鉄道輸送キャスクの適合証明を発行		〇
86.4.25	廃炉プロジェクト	冷却水ろ過、微生物除去運転開始（殺微生物剤、死骸の凝固剤、フィルター、など）		〇
86.5.22	廃炉プロジェクト	ある程度水質改善、デブリ取り出し再開		〇
86.7.3~7.27	廃炉プロジェクト	圧力容器内溶融凝固層のコアボーリング作業、燃料デブリ取り出し中断 （ここまでに、上部ルースデブリと上部格子付着デブリを回収）	〇	〇
86.7.20	廃炉プロジェクト⇒INEL	構外キャスク輸送開始、以降の22回の輸送ですべてのデブリをINELに輸送 （#１回の輸送で、収納缶を7本か14本、デブリ重量数トン分、後半には規定を変えて収納缶を21本に増やした。） （# 87.3月に、セントルイスで列車事故発生したが、デブリ輸送にほとんど影響は出ていない。） （# 87.8月に、米国政府とRRとの論争により、デブリ輸送が一時中断との記載あり。RRとは何か調査中） （# 88.2.22に、ミズーリ州上院議員が燃料輸送に懸念を表明し一時中断との記載あり。） （# 第15~17回に輸送重量が少ない理由は未確認。炉心部のデブリ取り出しが完了し、残留していた 粒子状デブリや、炉心下部構造物に付着していたデブリをブラシツールで回収して輸送した可能性。） （# 88.8月に、首脳間のThaxtonプラグに問題が発生し、輸送に一時的な遅れ発生。） 第一回(86.7.20)：収納缶７体、デブリ重量約1.1トン、第二回(86.8.31)：収納缶14体、デブリ重量約4.4トン 第三回(86.12.14)：収納缶14体、デブリ重量約8.4トン、第四回(87.1.11)：収納缶７体、デブリ重量約4.1トン 第五回(87.2.1)：収納缶７体、デブリ重量約3.7トン、第六回(87.2.15)：収納缶７体、デブリ重量約3.9トン 第七回(87.3.22)：収納缶14体、デブリ重量約8.5トン、第八回(87.6.21)：収納缶14体、デブリ重量約5.9トン 第九回(87.7.26)：収納缶14体、デブリ重量約5.3トン、第十回(87.9.13)：収納缶７体、デブリ重量約5.7トン 第11回(87.10.25)：収納缶14体、デブリ重量約6.4トン、第12回(87.11.15)：収納缶７体、デブリ重量約3.5トン 第13回(87.12.20)：収納缶21体、デブリ重量約10トン、第14回(88.2.7)：収納缶21体、デブリ重量約9.3トン 第15回(88.4.10)：収納缶21体、デブリ重量1.9トン、第16回(88.5.22)：収納缶21体、デブリ重量約4.7トン 第17回(88.12.18)：収納缶21体、デブリ重量約2.7トン、第18回(89.2.19)：収納缶21体、デブリ重量約5.9トン 第19回(89.6.18)：収納缶21体、デブリ重量約9.5トン、第20回(89.8.13)：収納缶21体、デブリ重量約14.3トン 第21回(89.12.17)：収納缶21体、デブリ重量約10.8トン、第22回(90.4.15)：収納缶20体、デブリ重量約7.8トン
86.7.31	廃炉プロジェクト⇒NRC	事故由来水（AGW: Accident Generated Water）の蒸発処理を提案		〇
86.8.11	廃炉プロジェクト	コアボーリング装置で、溶融凝固層の破砕作業開始		〇
86.9	廃炉プロジェクト	水浄化グループ設置		〇
86.10	廃炉プロジェクト	デブリ取り出しマスタープラン改定（87.12月までにデブリ取り出し完了）		〇
86.10.20~11.15	廃炉プロジェクト	コアボーリング装置で、溶融凝固層の穴あけ作業（#デブリのスイスチーズ化と称している）
86.11	廃炉プロジェクト	長借ツールの作動油を水系から炭素系に交換、微生物持ち込み対策		〇
86.11.21	廃炉プロジェクト	溶融凝固層以下のデブリ取り出し再開		〇
87.1.8	廃炉プロジェクト	圧力容器内のDWCS運転再開、水質の大幅改善へ（87.2.9に濁り度0.75NTUに到達）		〇
87.1.26	廃炉プロジェクト	圧力容器内でエアリフト装置を初使用		〇
87.2.4~87.5	廃炉プロジェクト	補助建屋散布からの堆積物除去		〇
87.2.10~2.23	廃炉プロジェクト	下部ヘッド内とコアフォーマー領域のビデオ調査	〇
87.2.24	廃炉プロジェクト	炉心周辺部の残留燃料集合体の上部を取り出し開始		〇
87.3.18	廃炉プロジェクト	切り株燃料集合体の取り外しと回収を開始、A6集合体から		〇
87.3.23	GENDグループ	今後、追加実施が必要な内部調査項目の検討会合	〇
87.4.15	廃炉プロジェクト⇒NRC	圧力容器ヘッドのサンプリング計画をNRCに提案	〇
87.5	廃炉プロジェクト	燃料デブリの1/3を取り出し		〇
87.6	廃炉プロジェクト	プラズマアークトーチ受け入れ （ACES: Automated Cutting Equipment System）		〇
87.5.20	廃炉プロジェクト	一般的でない廃棄物（糸巻フィルター）をINELに初輸送		〇
87.6.30	GENDグループ	AGWに関するPEISレポート追補を発行		〇
87.9	廃炉プロジェクト	燃料デブリの1/2を取り出し		〇
87.9	廃炉プロジェクト	蒸気発生器A系統の配管シート上からデブリ除去完了		〇
87.10	廃炉プロジェクト	同じくB系統の配管シートからデブリ取り出し開始		〇
87.11	廃炉プロジェクト	デブリ取り出しマスタープラン改定（88年第４四半期内にデブリ取り出し完了、89年第２四半期にPDMS終了） （PDMS: Post Defueling Monitored Storage Safety Analysis）		〇
87.12	廃炉プロジェクト	炉心部からのデブリ取り出し完了、177体中176体の切り株燃料集合体を取り外し		〇
88.1.16	廃炉プロジェクト	下部炉心支持構造（LCSA: Lower Core Support Assembly）の解体開始 （#記述がないが、おそらく、最初にコアボーリングマシンで粗く解体している。）		〇
88.1.18	原子力安全許認可協議パネル（ASLB） （Atomic Safety and Licensing Board）	AGW処理で順守すべきルールを制定		〇
88.3.28~6.14	廃炉プロジェクト	ミニローバー潜水艦を用いて、加圧器からデブリ取り出し		〇
88.3	NRC⇒OECD/NEA	下部ヘッドサンプリング計画に対するOECD/NEAの支援に関する会合	〇
88.4.11	廃炉プロジェクト	LCSAを13個に分割、コアボーリングマシン撤去		〇
88.4.23	廃炉プロジェクト	Core Flood Tankに分割したLCSA格子をつり上げ輸送		〇
88.5.10~6.9	廃炉プロジェクト	プラズマアークトーチで、分割したLCSA格子の切断作業		〇
88.5.18	廃炉プロジェクト	圧力容器内で、コアフォーマーボルトの取り外しツール使用試験		〇
88.6.18~7.2	廃炉プロジェクト	LCSAの流量分配板を４個に分割(合計で88か所の切断作業)		〇
88.7.8	廃炉プロジェクト	Core Flood Tankに分割した流量分配板を輸送、89.2.28~3.31に26個に分割後に、切断物貯蔵庫に輸送		〇
88.8.8	廃炉プロジェクト	LCSAの下部構造の切断開始		〇
88.8.11	廃炉プロジェクト⇒ORNL	炉心下部構造物の廃棄物を、圧縮処理のため、ORNLに初輸送		〇
88.9	NRC	１号機と２号機を連結させた修正安全計画を承認		〇
88.10	廃炉プロジェクト	燃料デブリ取り出し完了まで、デブリ取り出しをサポートする目的以外の除染作業を延期		〇
88.11	廃炉プロジェクト	燃料デブリの2/3を取り出し		〇
88.12.22~89.1.7	廃炉プロジェクト	インコアガイドチューブ支持板をアークプラズマトーチで切断（４分割）、撤去		〇
89.2.2	ASLB	AGWの蒸発処理を承認		〇
89.2.15	廃炉プロジェクト	下部ヘッド堆積デブリのTopography調査		〇
89.2.21	廃炉プロジェクト	下部ヘッド堆積デブリの探針調査		〇
89.2.21	廃炉プロジェクト	下部ヘッドルースデブリの探針調査	〇
89.4.12	廃炉プロジェクト	バッフル板を縦に８分割（32か所切断、プラズマアークトーチ使用）		〇
89.5	廃炉プロジェクト	月単位でのデブリ取り出し記録更新（12.4トン/月）		〇
89.5	廃炉プロジェクト	下部ヘッドハードデブリをスライドハンマーで破砕・分割（#安物スーツケースのような外観と記載）		〇
89.5.1	廃炉プロジェクト	下部ヘッドルースデブリをエアリフトで回収開始		〇
89.5.29	廃炉プロジェクト	新型の圧力容器内ろ過システム装荷		〇
89.6	廃炉プロジェクト	バッフル板とLCSAからの燃料デブリ回収ツールの現場テスト（#ブラシ状ツール）		〇
89.7	廃炉プロジェクト	下部ヘッドのインコアノズル複数本で広範囲な損傷を発見	〇
89.7	廃炉プロジェクト	燃料デブリの95%を取り出し		〇
89.7.3	廃炉プロジェクト	下部ヘッドの被覆管にクラック発見、デブリ取り出し作業の荷重制限を設定		〇
89.7.14~8.8	廃炉プロジェクト	バッフル板からボルト取り外し作業（864本中831本を取り外し）		〇
89.8.10~8.14	廃炉プロジェクト	圧力容器ホットレグからの燃料デブリ取り出し		〇
89.8.14	廃炉プロジェクト	AGWの蒸発処理水をサイト内に放出開始		〇
89.8.26	廃炉プロジェクト	下部ヘッドクラックのカラー写真撮影		〇
89.8.28	廃炉プロジェクト	圧力容器内で、切断したバッフル板の切断面研磨作業開始		〇
89.9.26~10.27	廃炉プロジェクト	切り出したバッフル板取り出し		〇
89.9.26~10.29	廃炉プロジェクト	コアフォーマー領域からの燃料デブリ取り出し		〇
89.11.7	廃炉プロジェクト	デブリが付着していたLCSAのフラッシングとデブリ除去作業		〇
89.11.28	廃炉プロジェクト	作業員の計画外被ばく発生、デブリ取り出し作業が10日間中断		〇
89.12.16	廃炉プロジェクト	下部ヘッド残留デブリのエアリフト作業と粒子状/粉末状デブリの真空吸引作業終了 午前11:54に、圧力容器内のバルクデブリ取り出し完了		〇
89.12.24	廃炉プロジェクト	Core Flood Line、圧力容器ホットレグ/コールドレグからのデブリ取り出し終了 圧力容器外デブリの回収完了	〇	〇
90.1.30	廃炉プロジェクト	圧力容器内の最終クリーンアップと検査終了（朝８時）	〇	〇
90.1.30~	VIPプロジェクト（VIP: Vessel Inspection Program、OECD/NEA）	圧力容器調査プログラム開始、下部ヘッドのサンプリング（約２か月間）	〇
90.3	廃炉プロジェクト	VIP後のクリーンアップ、燃料デブリの建屋内残留量は、全体の<1%と評価	〇	〇
90.4.26	廃炉プロジェクト	TMI-2廃炉は、モード２に移行（燃料デブリ取り出しの完了）		〇
90.4.27	廃炉プロジェクト	TMI-2廃炉は、モード３に移行（燃料デブリの構外輸送の完了）		〇

参考文献

[1] The Cleanup of Three Mile Island Unit 2 A Technical History 1979 to 1990, EPRI NP-6931.

[2] R.C. Schmitt, G.J. Quinn, M.J. Tyacke, Historical Summary of the Three Mile Island Unit 2 Core Debris Transportation Campaign, DOE-ID-10400, 1993.

[3] J. Adams and R. Smith, Lower plenum video data survey, EGG-TMI-7429, July 1987.