福島第一原子力発電所燃料デブリのための制約条件に基づく受動安定化フレームワーク ― INIC（超重量現地固定化容器）の代表的実装例 ―

抄録

要旨

福島第一原子力発電所の燃料デブリは、最終処分方法、材料組成、回収条件などに大きな不確実性が残されており、その長期安定化は依然として重要な工学的課題である。本研究は、単一の容器設計を提案するものではなく、未臨界性、受動的除熱、機械的安定性、および長期閉じ込めという複数の制約条件を同時に満足する設計領域を対象とする**制約条件に基づく受動安定化フレームワーク（Constraint-Based Passive Stabilization Framework）**を提案する。

このフレームワークの代表的実装例として、INIC（In-Situ Ultra-Heavy Immobilization Container）を提示する。INICは、不活性ガス封入・全周溶接した内部カートリッジを超重量鉄筋コンクリートモジュール内に収納する構成を採用し、リスクの局在化と段階的な安定化を実現することを目的とする。本文で示す数値は設計領域を例示するスクリーニング値であり、今後の臨界、安全、熱、構造および耐久性解析による検証を前提としている。

本研究は、従来の輸送前提の保管思想とは異なり、リスク局在化、段階的検証、および技術的ロックインの回避を重視する。さらに、モジュール数、コンクリート使用量、保管面積の概算を示し、本概念が燃料デブリ全量を対象とした場合にも工学的評価が可能であることを示した。ただし、これらの値は運用条件に応じて変化する設計変数であり、概念固有の固定値ではない。

本論文は、完成設計を提示するものではなく、将来の詳細解析と実証研究の基盤となる概念的工学フレームワークを提案することを目的とする。