デブリ取り出しツール
ここでは、TMI-2事故炉からの燃料デブリ取り出しに用いられた様々なツールについてまとめる。
コアボーリングマシン
コアボーリングマシンの概念図を図１に示す。高線量下で使用可能で、経済的にも合理的、という観点で、コアボーリングシステムについて、アイダホ国立研究所でモックアップ試験が行われた。モックアップ試験では、ジルカロイ被覆でSiO2ペレットからなる模擬燃料棒、インコネル製のスペーサーグリッド、ステンレス製の端栓、コンクリートブロック、砂利、アルミナ板などが用いられた。モックアップ試験に基づいて、ドリルの先端やカッターが選定された。[1]
プラズマアーク切断機
プラズマアーク切断機の概念図を図２に示す。この装置は、炉心下部構造物（LCSA: Lower Core Support Assembly）の切断/解体に用いられた。プラズマアークトーチは、様々な切断方法（ウォータージェット、シャーリング、アークソー、酸素燃焼、超音波破断、レーザー切断など）の中から選定され、デブリ取り出し初期に、炉心上部格子や端栓の解体に利用されていた。LCSAは、約１年かけて約50個のパーツに解体された。解体作業自体は短時間であったが、システムの不具合や設計変更に時間を要した。[1]
プラズマアーク切断機では、トーチの焼け付きの他に、電気系統、シール、などのトラブルが発生した。およそ10回の切断に1回の割合でトーチが焼け付き、交換が必要となった。これは、ホウ酸水の電導性がよいために発生した。焼きつきのたびに、装置をSWPに引き上げ、交換/整備する必要があった。構造物に燃料デブリが固着している個所では、プラズマアークでの切断は困難であった。トーチの振動や汚染も課題であった。また、アーク溶融による副生成物として、核燃料物質の蒸発、Kr-85の放出、CO発生、水素発生、NOx発生、Niカルボニール蒸発等が課題となった。特に窒素酸化物発生は重要課題となった。Kr-85についてはモニターする必要があった。これらのうち、Kr-85以外は、SWPに取り付けたオフガス処理系で回収した。凝集性のガス成分は、圧力容器内の冷却水中に戻した。
参考文献
[1] Three Mile Island Accident of 1979 Knowledge Management Digest, NUREG/KM-0001, Supplement 1, 2 and 3, USNRC, 2020.
[2] A.W. Marley, D.W. Akers and C.V. Mclsaac, Sampling and Examination Methods Used for Three Mile Island Unit 2, Nucl. Technol. 87 (1989) 845-856.