東電 福島第一原発 初のデブリ試験的取り出し 完了

東京電力は7日、事故を起こした福島第一原子力発電所で初めて行われていた核燃料デブリの試験的な取り出しを完了したと発表しました。

廃炉の完了に向けては、総量で880トンにのぼると推定される核燃料デブリの取り出しが「最大の難関」とされ、今回取り出したのは数グラムとみられますが、東京電力は今後の分析で得られるデータは、本格的な取り出し工法の検討に欠かせないとしていて、事故から13年半を経て廃炉は新たな段階に入ります。

福島第一原発2号機では、事故で溶け落ちた核燃料と周囲の構造物が混ざり合った核燃料デブリの試験的な取り出し作業が、ことし9月から行われてきました。

細いパイプ状の装置を格納容器の内部に入れ、底にある核燃料デブリをつかんで回収する計画で、10月30日には大きさが5ミリほど、重さ数グラムとみられるデブリをつかみ、その後、格納容器の外まで出して放射線量を測定した結果、表面から20センチの距離で1時間あたり0.2ミリシーベルトと、作業員の被ばくを抑える上での基準としていた24ミリシーベルトを大きく下回っていることが確認されました。

核燃料デブリは6日までに運搬用の容器に収納されていて、東京電力によりますと、7日午前11時40分、容器を専用のコンテナに移し、試験的取り出しが完了したということです。

核燃料デブリを回収する様子(11月6日撮影)

福島第一原発の1号機から3号機の格納容器の内部には、あわせておよそ880トンの核燃料デブリがあると推定されていて、その取り出しは廃炉の完了に向けた「最大の難関」とされ、実際に取り出されたのは、原発事故から13年半で初めてです。

当初は、事故から10年となる2021年に取り出しを始める計画でしたが、装置の開発が難航するなどして、およそ3年遅れての開始となっていました。

今回取り出した量もわずかですが、東京電力は今後、分析して得られるデータは本格的な取り出し工法の検討に欠かせないとしていて、事故から13年半を経て、廃炉は新たな段階に入ります。

【動画で詳しく】デブリ取り出しの意義と今後の課題

試験的取り出しの意義は

福島第一原発の1号機から3号機にある核燃料デブリの量はあわせて880トンと推計されるのに対して、今回取り出すのは数グラムとわずかな量ですが、東京電力は、少量でも分析することで本格的な取り出しの工法を決める上で欠かせないデータが得られるとしています。

政府と東京電力が示している廃炉の工程表では、2051年までの廃炉完了を念頭に、2030年代初めには核燃料デブリを、一定の規模で継続して取り出す本格的な取り出しを始めることを目指していますが、どういった工法で取り出すのかはまだ決まっていません。

国の専門機関は2024年3月、充填材を流し込んでデブリごと固めて取り出す工法を一部で活用することを提案し、東京電力が来年度上期にかけてその実現性を検証するなどして、工法を具体化するとしています。

ただ、具体的な計画づくりや取り出しに使う装置の開発などを進めるには、試験的な取り出しで得られるデブリの性質や状態などのデータが欠かせないとしています。

デブリは1号機から3号機のそれぞれで溶け落ちている量や広がり方も異なっているほか、同じ号機でも場所によって性質や状態は異なると考えられていて、具体的な工法を決めるには、今回のような試験的な取り出しを積み重ねて、データを増やしていく必要があります。

東京電力は今年度中にも、新たにロボットアームを使った試験的な取り出しを行うことにしています。

デブリ 1年程度かけて詳しい分析へ

今回採取した核燃料デブリは、茨城県大洗町にある日本原子力研究開発機構の研究施設に運ばれ、1年程度かけて詳しい分析が行われる予定です。

原子力機構によりますと、デブリを分析することで、溶け落ちた核燃料のほかにどういった部材が混ざり合っているかや、その硬さ、粘りけといった性質や状態がわかるほか、今後、再び核分裂反応が連鎖的に起きる「臨界」の状態になるリスクがどの程度あるかといった情報が得られるとしています。

こうした情報は、デブリが1グラム程度あれば十分得られるとしています。

大きく分けて3段階の分析

分析は大きく分けて3段階で行われます。

1. はじめに、電子顕微鏡でデブリの表面を観察する「非破壊分析」をしたあと、専用の装置で切断したり研磨したりして内部の構造を調べた上で、一部については、液体の状態に溶かして、元素比率などを詳しくみる「化学分析」を行う計画です。

はじめの「非破壊分析」では、最大で数十万倍レベルの高倍率で観察ができX線を捉えられる電子顕微鏡でデブリの表面を見て、どの部分にウランが多くあるかや鉄の成分があれば酸化してさびているかなど元素の分布や状態を把握し、次の工程でどの部分を詳しく分析するか狙いを定めます。

2. 次の工程では、デブリを細かく分けて内部の構造を分析します。

表面のさびを磨いて削ったり、資料を透かして見られるよう1ミリの100万分1にあたる「ナノ」の単位で、数十ナノメートルほどの薄さまで細断したりしてから高倍率の電子顕微鏡で観察し、混ざり合った元素がどのような結晶構造になっているか調べて硬さや粘りけといった性質や状態についての情報を集めます。

こうした情報は、核燃料デブリを切ったり砕いたりするのに、どのような装置が必要か検討する上で必要になるということです。

3. 最後に、一部のデブリは硝酸で溶かして液体にして化学的な特徴を調べます。

放射性物質の種類ごとの濃度やウラン元素の比率などを測定し、どういった構造物が材料となっているかや、どの程度あるのかを把握します。

目的のひとつは、デブリを取り出す際や保管中に、再び核分裂反応が連続する「臨界」が発生し、大量の放射線が出る事故に至るリスクを把握することです。

こうした情報は、デブリを取り出す工法とともに、安全な保管方法を決めることにも活用することが想定されています。

研究施設の職員は「デブリはどんな物質がつながっているのかや、化学的な特徴などはわかっていない。それがわかれば、今後どう取り扱えばいいかがわかってくる」と話していました。

また、デブリの内部を詳しく分析しその成り立ちを把握することで、2011年3月の事故で原子炉内の温度がどのように上昇したかや溶け落ちたデブリが広がり固まった状況など、事故の実態の解明にも役立つことが期待されます。

分析プロジェクトを統括するJAEA廃炉国際共同センターの荻野英樹技術主席は「今回のサンプル採取だけで全体を把握するのは難しいが、さらに多くのデブリが取れてくると、具体的な取り出し計画も立てていけると思う。採取と分析を積み重ねて徐々に中身がわかっていくのできちんと与えられた物を分析し廃炉に貢献していきたい」と話しています。

2051年までに廃炉を終える目標

政府と東京電力は、福島第一原発の事故から40年となる2051年までの廃炉完了を目指しています。

政府と東京電力は、事故が起きた2011年に廃炉完了までの工程表を策定していて、工程は使用済み核燃料の取り出し開始までの第1期、核燃料デブリの取り出し開始までの第2期、それに建屋の解体や廃棄物の処分を含む廃炉の完了までの第3期の大きく3つの期間に分けられています。

ことし9月に核燃料デブリの試験的な取り出しに着手したことで、現在は第3期に入っています。

ただ当初の工程表では、核燃料デブリの取り出しは事故から10年となる2021年までに着手し、その後10年から15年で1号機から3号機のすべての核燃料デブリの取り出しを完了する計画でした。

取り出しに使う予定だったロボットアームの開発が難航するなどして、計画はすでに3年遅れていて、現在の工程表からはデブリ取り出しを完了する時期の目標は記載がなくなっています。

また、1号機から4号機の燃料プールに保管されていた使用済み核燃料の取り出しも遅れています。

当初の工程表では、あわせて3108体について2021年までにすべて取り出すとしていましたが、これまでに取り出しが完了しているのは3号機と4号機だけで、1号機と2号機はがれきの撤去や除染に時間がかかり、取り出しを始めることもできていません。

現在の工程表では、当初の計画から10年遅れとなる2031年の取り出し完了を目指しています。

2051年までに廃炉を終えるという目標は堅持していますが、その具体的な道筋は描かれていません。

東京電力は、核燃料デブリの取り出しの規模を段階的に拡大していく方針で、2030年代初めに3号機で本格的な取り出しを始める計画ですが、具体的な工法については、ことし3月に国の専門機関からの提言を受けて検討を続けている段階です。

残る大きな課題とは

さらに、核燃料デブリを取り出せたとしても大きな課題が残ります。

福島県など地元自治体からは、デブリを含む大量の放射性廃棄物は県外で処分するよう求められているものの、東京電力は処分方法などは第3期に入ってから検討するとしていて、先行きは不透明なままです。

そもそも政府と東京電力は、検討するためのデータが限られているなどとして「廃炉の完了」がどのような状態になることを意味しているのかも明らかにしていません。

今回、少量ながら核燃料デブリを取り出したことで、さまざまな情報を得るとともに「廃炉の完了」をどうするかという議論が進むかも注目されます。

東京電力担当者「データを蓄積し知見を得ていきたい」

東京電力の広報担当者は、7日夕方の記者会見で、核燃料デブリの試験的な取り出しが完了したことについての受け止めを聞かれて「分析機関への運搬予定もあることから、きょうで終わったということではなく、地域の方々にご心配をおかけすることがないよう、引き続き安全を最優先に慎重に取り組みたい」と話しました。

その上で「今回は数グラムと極めて小さいデブリだが、分析して得られる情報は取り出し装置の開発や保管容器の開発などいろいろなところにいかせると考えている。ただ、今回の取り出しだけですべてが網羅できるとは思っていないので、さらに内部の調査を進めたり少量のデブリを取り出したりしながらデータを蓄積して今後しっかりとデブリを取り出すための知見を得ていきたい」とコメントしていました。

福島第一原発がある双葉町や大熊町の関係者は

原発が立地する双葉町から福島県内の郡山市に避難する渡邊光一さん(73)は「取り出せたことはいいことだと思うが、耳かき一杯くらいのものではないか。原発事故の恐ろしさも見てきているので、また何か起きたらと思うと心配でならない」と心境を語りました。

その上で「すべての取り出しには長い年数がかかると思うが最後まできちんと取り出して、孫やひ孫の代までかかっても廃炉を進めてほしい」と話していました。

浪江町出身で、半年前に福島第一原発が立地する大熊町で飲食店をオープンさせた池田孝代さん(63)は核燃料デブリの試験的な取り出しが完了したことについて「やっとスタートラインにこぎつけましたが、この先の取り出しには50年くらいかかるだろうと思っています」と話していました。

その上で、今後の廃炉作業について「順調に進んでいくことを期待するしかありません。地元の人も県外の人もともに作業をバックアップできたらと思います」と話していました。

双葉町と大熊町の町長コメント

福島第一原発が立地する福島県双葉町と大熊町の町長は、それぞれコメントを発表しました。

双葉町の伊澤史朗町長は「廃炉作業は一歩前進という認識。今後くれぐれも安全を最優先に東京電力が先頭に立って作業を進めてほしい」と述べました。

また、大熊町の吉田淳町長は「町が復興する大前提は廃炉作業が着実に進むことであり、安全を最優先に、また進捗状況を丁寧に情報発信しながら、いち工程ずつ確実に作業を進めるよう強くお願いしたい」と述べました。

福島 内堀知事「廃炉に向けた重要な一歩」

福島第一原子力発電所で行われている核燃料デブリの試験的な取り出し作業が完了したことを受けて、福島県の内堀雅雄知事はコメントを発表しました。

この中で内堀知事は「前例のない取組である福島第一原発の廃炉に向けた重要な一歩であると受け止めている」としています。

その上で、9月に始まった取り出し作業が2度にわたって中断したことについて「県民の皆さんからも廃炉に対する不安の声が寄せられている。廃炉が安全かつ着実に進められることが福島県の復興の大前提で、改めて『廃炉の実施者は東京電力である』との使命感を胸に刻み、安全を最優先に、着実に廃炉作業に取り組んでください」と求めています。

【専門家QA】「大事な一歩だが まだまだ情報収集の段階」

福島第一原子力発電所2号機で初めてとなる核燃料デブリの試験的な取り出しが作業が完了したことについて、前の原子力規制委員会委員長で、現在は福島第一原発の廃炉に技術的な助言を行う専門機関の検討委員会委員長も務めている、東京大学大学院の更田豊志上席研究員に話を聞きました。

Q.今回の試験的取り出し完了をどのように受け止めているか?
「難しいですね。たしかに、ずっと耳かき1杯分でもほしいと思っていたことがやっと実現したんだから『大きな1歩だ』というふうに思える気持ちもある一方で、いろんな多様なデブリがたくさんある中で、まだ1点のデータにすぎない。

多様なものがある中で分布や組成について議論しようと思ったら、通常の実験データでもやっぱり20点とかあって初めて傾向がつかめるわけです。それがまだ1点ですから『やっと取れたか』という思いがある一方で『まだまだこれから』っていうそっちの気持ちの方が強い」

Q.長い時間がかかるとされる「核燃料デブリの取り出し」において、今回の試験的な取り出しの意義は何だと考えるか?
「まずは、試験的取り出しの経験が将来の本格的な取り出しに生かせるような部分があるか。核燃料物質を閉じ込めている格納容器の中に手を加えた経験は今後の参考になると思われる。

また、遠隔操作での作業がどれだけ難しいかということを身にしみて経験することは重要でしょう。それに、中がどういう状態であるかを早く知りたいのは当然ある。

今後のデブリの取り出しを考えたとき、どれだけの核燃料物質が原子炉から格納容器へ溶け落ちているのか、床の上などに広がっているのか、一定の感触を持っておきたい。

1号機、2号機、3号機ではやっぱりそれぞれ状況が違う。号機ごとにどんな状況なのかを捉えるのは大切なので、いくつもの地点からなるべく違う場所からいろいろ採取するというのはしばらく続けてほしいと思う。

もうひとつは、2011年の事故がどのように進行したかということに対する情報が分析結果を通して得られる、一種の事故の現場検証みたいなそういった位置づけでも強い関心がある。例えば、これから先、分析が進んで採取したデブリが核燃料の成分を多く含んでいたら、炉心から溶けた燃料が原子炉の底を抜けて格納容器の底まできたということがはっきりするし、その程度もわかってくる。

あるいは金属の成分が主なら、溶けた炉心は原子炉の底でいったん固まってから再び溶け落ちたかもしれない、といった考察を与えてくれます」

Q.核燃料デブリは事故のあと水を注ぎ冷却し続けている。
今はどういう状態で、どういうリスクがあるのか?
「現在の状態で、デブリが安定しているということはよく言われますが、例えば水をかけなくてもいまの炉心の状態であればすぐ危険というわけではない。

しかし、例えば原子炉建屋のコンクリート構造物の耐震性はもちろん余裕はあるとしても耐久性はたかだか60年から80年、100年程度であって、1回あれだけ大きな地震と事故で損傷して(1号機と3号機は)水素爆発を経験しているわけだから、そんなに長い間放っておけるものではない。

もう1つは、やっぱり地震がまた来るかもしれないわけです。今度の地震が前の東日本大震災より小さいというのは期待であってそんな保証はどこにもなく、確率的にはどんなに小さくても非常に大きな地震に見舞われる可能性はあるわけで10年後かもしれないし100年後かもしれない。

だから、今の状態で危険が差し迫っているという言い方をするつもりはないが、長期的に考えればやはり取り出して安全に保管できる状況にしてもらいたいと思います」

Q.そもそも13年半余り「試験的な取り出し」すらできなかったように、核燃料デブリを取り出すのは難しい。
すべて取り出す必要はないのではないか、という声もあるが、どう考えるか?
「基本姿勢としては、いまの現世代として先送りすることなしに今の時点でできる最大の努力はするべきだろうと考えている。

例えばチェルノブイリ原発事故では取り出さないでおこうという選択をしているわけですが、福島第一原発でデブリを取り出さずにしばらく今の状態でという判断をするにはまだ時期尚早でしょう。

今後そういった判断をする可能性はゼロだとは言わないけれど、試験的取り出しにもちょっととはいえ成功したわけなので、どんな歩みになるかはまだ予測がつかないにしても、できるだけの努力をするのが正しい姿勢ではないか。

それにいったん、例えば30年ぐらい置いておくという発想をしたら、もうなかなか取り出しは始まらないと思います。ですからその時点その時点での最大限の努力をするというのは廃炉に向けて大事な姿勢だと捉えています」

Q.廃炉の完了に向けて、この先の課題というのはどういうものがあるか?
「将来の本格取り出しに向けてはまず取り出しで使うための構造物を建てるための片づけ、つまり準備のさらに前段階にあります。建物をたてて装置を付けてという準備が始められるようになるまでかなりの期間がかかるんじゃないかというのが徐々に見えてきている。

例えば、いくつかの建屋にはヘドロなどの湿った(放射性)廃棄物が手がつかない状態であり、これも早くなんとかしたい。

10年間手をつけられなかったことは、まだこの先10年も手をつけられない可能性があるわけで、甘く見ないほうがいいです。本格的な取り出しの準備に着手するための片づけが今の最大の関心事です。

それから、取り出した核燃料デブリを含む放射性廃棄物の問題ですね。廃炉の最後の姿に向けた議論を曖昧にしておくのはよくない。廃棄物は当然消えてなくなるわけではないので、そういう(廃棄物をどうするかという)議論が残っていることは常に意識されるべきだと思う。

それは福島第一原発の敷地の最終的な姿とも関連する議論なので、まずはいま私たちがどういう段階にいるかということと、どういった議論を将来しなきゃいけないのか、どういった合意を得なければならないのかということをきちんと洗い出して、はっきり見えるようにしておくことは、とても大事なことだと思います」

林官房長官「一部遅れも工程に影響は生じない」

林官房長官は7日午後の記者会見で「より本格的な廃炉作業を迎える段階にあり、東京電力は今回の経験や分析により得られる知見も生かしながら、安全確保に万全を期し、一歩一歩着実に作業を進めていくことが重要だ」と述べました。

一方、原発事故から40年となる2051年までの廃炉の完了を目指すとした目標について「一部遅れが生じた作業もあるが現時点ではロードマップに基づく廃炉全体の工程に影響は生じないものと考えている。安全かつ着実な廃炉に向け、最後まで責任を持って対応していく」と述べました。

武藤経産相「本格的な廃炉作業に向けた重要な一歩」

武藤経済産業大臣は8日の閣議のあとの記者会見で「今回試験的な取り出し作業が完了したことは、本格的な廃炉作業に向けた重要な一歩だと受け止めている」と評価しました。

その上で「東京電力には、今後も安全確保に万全を期しながら、今回の作業の経験や燃料デブリの分析によって得られる知見も生かし、廃炉の根幹となる作業に取り組んでいただきたい。政府としても、安全かつ着実な廃炉に向けて、最後まで責任を持って対応していきたい」と述べ、東京電力に対し、本格的な取り出しに向け高い緊張感をもって取り組むよう求めました。

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