東京電力福島第一原子力発電所燃料デブリ分布の放射線計測に基づく推定方法に関する研究（令和7年度～令和11年度）

研究課題

東京電力福島第一原子力発電所（以下「1F」という。）の廃炉作業においては、2011年の事故が起こった際に原子炉の内部にあった核燃料が溶けてさまざまな構造物と混ざりながら冷えて固まった燃料デブリが、放射線管理等の観点から大きなリスク源となっています。過剰な被ばくを防止し、燃料デブリの取出しを含む廃炉作業を着実に進めるためには、燃料デブリがどこにどのように広がっているかを把握することが重要です。そのために、燃料デブリが発する放射線を計測することにより燃料デブリの分布を推定する方法等を事業者が検討しており、原子力規制庁はその推定方法の成立性や妥当性について理解を深め、実験的・解析的に検証することを研究課題としています。

図1　格納容器内の燃料デブリ分布のおおまかな推定状況（左から、1号機、2号機、3号機）

【出典】東京電力ホールディングス株式会社HP

研究項目

燃料デブリに含まれるウラン等の核燃料物質は中性子を放出することから、本プロジェクトでは中性子を利用した燃料デブリ分布の推定方法として、(1)中性子検出器による計測に基づく燃料デブリ分布の推定方法、(2)中性子による放射化の計測に基づく燃料デブリ分布の推定方法に着目し、これらの成立性や妥当性について研究を実施します。

研究内容

• (1)中性子検出器による計測に基づく燃料デブリ分布の推定方法では、燃料デブリが放出する中性子の特徴に適した検出器を用いて、中性子の数や飛行方向等を測定し、その測定結果から中性子放出源である燃料デブリの位置や分布を推定する方法を検討します。
• (2)中性子による放射化の計測に基づく燃料デブリ分布の推定方法では、燃料デブリ近傍に設置した試験片を燃料デブリから放出される中性子により放射化（注1）させ、試験片の放射能強度から中性子放出源である燃料デブリの位置や分布を推定する方法を検討します。この二つの推定方法に対して、中性子照射が可能な実験施設において検証実験を実施することで、推定方法の成立性や妥当性を確認します。

注1（放射化）：中性子が物質の原子核に衝突・吸収されると別種の原子核に変換され、放射線を出す能力が備わることがあります。この現象を放射化といいます。

成果の活用先

本研究で得られた成果は、1Fの燃料デブリ取出し作業の安全性や炉内環境の適切な管理・監視を確認するために活用されます。また、同発電所の事故時における燃料デブリ生成過程等の分析にも活用されます。

上記のより詳しい内容については、研究計画をご覧ください。

準備中

安全研究に係る事前評価結果【PDF：13MB】
（1、6、38～40ページ）

プロジェクト終了後に掲載予定