今後の内部調査に向けて、実デブリサンプルの採取に向けて（開発中）

　日米CNWG（Japan-US Civil Nuclear Energy Research and Development Working Group）における、１F事故解析分野での情報交換（1F Forensics Expert Meeting）での米国側提案を踏まえて、東京電力HDは、１F１～３号機について、内部調査が望まれる部位と調査項目を整理している[1]。ここでは、それを参考にしつつ、１F事故進展に関する最近の進捗を考慮して、デブリ/FPふるまいに係る内部調査の部位と項目を整理した。

RPV内部の調査、実デブリサンプル採取に向けて（１～３号機共通）

・この項目では、１F１～３号機に関する、RPV内事故フェーズの理解に関する最近の進捗を考慮して、デブリ/FPふるまいんい係るRPV内部の調査部位と調査項目を整理した。

・以下では、それぞれの部位ごとの調査・観測項目と、その目的を整理した。さらに、RPV内デブリふるまいで特に重要な２課題について、内部調査とサンプル分析で拡充したい知見を整理した。

RPV内部調査での、デブリ/FPふるまいに係る調査部位と調査項目

・１～３号機共通で、RPV内部調査・サンプリングの注目部位は、①RPV内の上部構造物、②シュラウド、③本来炉心があった部位（本来炉心支持板や支持金具があった部位を含む）、④下部プレナム（本来炉心支持板があった部位の下）、に大別できる（図１）。

図１　RPV内部の主な調査部位

表１　RPV内部の調査部位、調査方法・項目、現状推定、調査の目的のまとめ

部位、調査方法	主な構造物・堆積物	破損状態に関する現状での推定	調査項目	調査の目的
RPV内の上部構造物 #炉心側から画像調査、線量測定 #残留構造物のスミア採取 #破損の痕跡があった場合、接近調査 #付着物があった場合、サンプリング #調査装置のスミア採取	気水分離器 シュラウドヘッド 支持格子 スプレイノズル スパージャ、等	上部構造物はほぼ残留 支持格子などに一部溶融の痕跡や付着物がある可能性	〇 本来位置からの変位 〇 構造材表面の溶融・凝固などの痕跡 〇 表面の腐食状態 〇 線量分布 〇 付着物のスミア、U粒子の探索、付着成分の同定	〇 事故時の上部構造材の健全性確認 〇 事故時のピーク温度推定 〇 海水影響 〇 FPと核物質の移行・付着ふるまい 〇 事故時の化学環境、U粒子、FP、ホウ素の移行・付着ふるまい
本来、炉心があった部位 炉心支持板支持金具があった部位を含む #炉心中央から上下周方向を画像観察、線量測定 #堆積物があった場合、接近調査 #同、サンプリング #調査装置のスミア採取	#炉心外周底部に残留の可能性 燃料集合体、チャンネルボックス 制御棒ブレード #炉心支持板部位に残留の可能性 燃料集合体の下部構造物 炉心支持金具 炉心支持板		〇 残留物（切り株燃料集合体、炉心支持板等）の有無 〇 線量分布 残留物があった場合、 〇 マクロな堆積・残留状態、堆積物分布 〇 堆積・残留物表面の溶融・凝固などの痕跡 〇 同、腐食状態 〇 同、線量分布 〇 堆積・付着物サンプルの分析	〇 事故シナリオ、デブリふるまい 〇 FPと核物質の移行・付着ふるまい さらに、 〇 事故シナリオ、デブリふるまい 〇 事故時のピーク温度推定 〇 海水影響、水蒸気酸化の進展程度 〇 FPと核物質の移行・付着ふるまい 〇 事故時の化学環境、U/Zr/Feの相互作用の進展、FP、ホウ素のふるまい
シュラウド（内側表面） #炉心中央側から全周を画像観察、線量測定 #シュラウドのスミア採取 #付着物や破損の痕跡があった場合、接近調査 #付着物や破損個所周辺のサンプリング #調査装置のスミア採取	シュラウド		〇 本来位置からの変位 〇 表面の溶融・凝固などの痕跡 〇 表面の腐食状態 〇 線量分布 〇 付着物のスミア、U粒子の探索、付着成分の同定	〇 事故時のシュラウド健全性確認 〇 事故時のピーク温度推定 〇 海水影響 〇 FPと核物質の移行・付着ふるまい 〇 事故時の化学環境、U粒子、FP、ホウ素の移行・付着ふるまい
シュラウド（RPV壁との隙間） #遠隔調査 #破損孔があった場合、破損孔内部の侵入調査 #破損孔内部堆積物のサンプリング #調査装置のスミア採取	冷却水循環や計測用の機器		〇 遠隔測定による、破損状態の確認 破損孔があった場合、 〇 破損状態、規模 〇 堆積・付着物の様子 〇 破損孔周辺の溶融・凝固などの痕跡 〇 付着・堆積物サンプルの分析	〇 事故時のシュラウド健全性確認 さらに、 〇 デブリ移行経路、移行量の解明 〇 デブリ移行経路の解明、デブリ移行時の化学環境、ピーク温度の推定 〇 ピーク温度の推定、周辺の健全性確認 〇 事故時の化学環境、デブリ状態、FP、ホウ素の移行・付着ふるまい
下部プレナム 本来の炉心支持板の下 #炉心中央側から画像観察、線量測定 #堆積・破損物の分布、3D画像 #堆積・破損物の接近調査 #堆積物のサンプリング #残留構造物があった場合、スミア採取 #調査装置のスミア採取	#燃料集合体の一部 切り株燃料集合体、その崩落物 #構造物（鋼材） 炉心支持板 炉心支持金具 CRGT #デブリ（破損・溶融した炉心物質） ルースデブリ 多孔質デブリ（再溶融・凝固物） 金属デブリ スラリー、スラッジ		〇 構造物の破損・デブリの堆積状態の確認 〇 RPV底部の変位・変形、破損孔の位置・サイズ 〇 各種堆積物のサンプル分析（特に界面領域）	〇 推定図の更新、事故シナリオ、デブリふるまいの理解精緻化 〇 事故時のRPV底部健全性確認、事故シナリオ、デブリふるまい 〇 デブリ移行・再溶融・RPV破損のメカニズム解明。 〇 事故時の化学環境、U/Zr/Feの相互作用の進展、FP、ホウ素のふるまい

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RPV内でのデブリふるまいにおける重要２課題

① 炉心部でのデブリいったん堆積～下部プレナムへのデブリ移行

• いったん堆積したデブリの堆積状態（堆積物による水蒸気透過度の程度）、堆積物中での溶融プール形成・拡大の有無

• デブリ溶融プール中の化学状態（U-Zr-Fe-O系メルトでの、(亜)酸化度、組成、温度）

• デブリ移行シナリオ、以降経路（TMI-2型、あるいは、BWRドレナージ型）

② 下部プレナムでのデブリ再溶融～RPV破損・デブリのペデスタル内移行開始

• 崩落したデブリが、下部プレナム、炉心支持板周辺で、いったん堆積した状態の痕跡調査

• デブリ溶融過程（金属デブリと酸化物デブリの相互作用、鋼材の溶融）

• デブリ溶融状態（(亜)酸化度、金属/酸化物メルトの成層化程度、温度、粘性、RPV内壁との間のクラスト層の状態）

• デブリとRPVとの伝熱、デブリによるRPV局所破損の有無

• RPV破損孔の位置、サイズ

• ペデスタル内への崩落時の、デブリ温度、酸化度、粘性

デブリサンプリングへの期待

• 多様なサンプルの採取（g規模で、外観や堆積状態の異なるデブリをできるだけ多種類採取）

• ボーリング調査：深さ方向調査（堆積物の深さ方向分布、特に、異なる堆積物の界面サンプル） # ボーリング困難な場合でも、深さ方向のサンプリングが採取されるのが望ましい、

参考：重要課題①（ 炉心部でのデブリいったん堆積～下部プレナムへのデブリ移行）について

１号機（炉心部でのデブリ崩落～下部プレナムへのデブリ移行シナリオ）

• いったん堆積したデブリの堆積

図１　１号機でのRPV内デブリふるまいシナリオ

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参考文献

[1] https://www.meti.go.jp/earthquake/nuclear/decommissioning/committee/osensuitaisakuteam/2022/08/4-1.pdf