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原子力施設の廃止措置は、原子力施設（通常は原子炉）を不可逆的に完全または部分的に閉鎖し、最終的には運転許可の終了を目指すプロセスです。このプロセスは通常、施設の全体または一部の解体と除染を含む廃止措置計画に従って実行され、理想的にはグリーンフィールド状態までの環境の回復につながります。廃止措置計画は、施設が承認された最終状態に達したときに実行されます。
このプロセスには通常約 15 ～ 30 年かかりますが、放射性崩壊のための暫定的な安全保管期間が適用される場合はさらに数十年かかります。廃止措置後に残った放射性廃棄物は、所有者の管理下にある敷地内の保管施設に移されるか、別の場所にある乾式貯蔵容器または処分施設に移されます。過去および将来の廃止措置による核廃棄物の最終処分は、未解決のまま拡大しつつある問題です。
廃止措置は、行政的かつ技術的なプロセスです。施設は、放射線防護措置が不要になるまで解体されます。これには、放射性物質の除去が含まれます。施設が完全に廃止されると、放射線の危険はなくなります。ライセンスは終了し、サイトは規制管理から解放されます。その後、プラントのライセンス所有者は、原子力安全に対する責任を負わなくなります。
廃止措置の費用は、施設の初期認可の一部である 廃止措置計画で規定された資金によって賄われることになっており、信託基金などの廃止措置基金に貯蓄されることもあります。
また、世界中には医療、産業、研究目的の何十万もの小型原子力装置や施設があり、いずれは廃止されなければなりません。[1]
意味
原子力施設の廃止措置は、原子力発電所（NPP）、研究炉、同位体製造工場、粒子加速器、ウラン鉱山などの原子力施設の不可逆的な閉鎖につながる管理上および技術的なプロセスです。施設の敷地を再利用できるようにするために、施設から規制管理のすべてまたは一部を取り除くために講じられる管理上および技術的な措置を指します。廃止措置には、計画、除染、解体、資材管理が含まれます。[2]
廃止措置は原子力施設のライフサイクルの最終段階です。これには、停止、核物質の除去から施設の環境回復までの活動が含まれます。[3]廃止措置という用語は、原子力施設が廃止措置許可を与えられた後、原子力規制当局の監督が不要になるまでに行われるすべての措置を指します。理想的には、原子力発電所の建設前に存在していた自然な初期状態、いわゆるグリーンフィールド状態を回復することが目的です。[4]
廃止措置には、廃止措置計画に記載されているすべての手順が含まれ、原子力施設を規制管理から解放することにつながります。廃止措置計画は、施設の承認された最終状態に到達したときに実行されます。放射性廃棄物の処分施設は、廃止措置ではなく閉鎖されます。廃止措置という用語の使用は、施設（またはその一部）を既存の目的でこれ以上使用することが予見されないことを意味します。廃止措置には通常、施設の解体が含まれますが、廃止措置と除染後に既存の構造物が再利用される限り、必ずしも廃止措置の一部ではありません。[5] 、p. 49-50
所有者の視点から見ると、廃止措置の最終的な目的は、施設の放射線量が法的制限値を下回っていることを保証した後、操業許可を取り消すことです。米国では、施設を一般公開して無制限に使用する場合の年間被ばく量は25ミリレムです。[6]施設は、放射線防護措置が不要になるまで解体されます。施設が廃止されると、放射能の危険はなくなり、規制管理から解放されます。
完全なプロセスには通常約20年から30年かかります。[3]米国では、公衆衛生と安全を守るためにより長い時間が必要な場合を除き、原子力発電所の操業停止後60年以内に廃止措置を完了する必要があります。[6]最大50年は放射性崩壊に、10年は施設の解体に充てられます。[7]
廃止プロセスの手順
廃止プロセスには以下が含まれます。
- 廃止前
- 廃止
- 解体と除染
- 米国では、発電所のライセンスの終了予定日の2年前にライセンス終了計画（LTP）を提出する必要がある。 [8]
- 環境の回復
- 営業許可の終了、責任の引き継ぎ
- 現場の監視（解体延期/Safstorの場合）
- 使用済み燃料の中間貯蔵の監視と維持
- 放射性廃棄物の最終処分
廃止計画
IAEAの監督の下、加盟国はまず廃止措置の実現可能性を実証し、関連費用が賄われることを保証するための廃止措置計画を策定する。最終的な閉鎖時には、最終廃止措置計画で、廃止措置の実施方法、施設の安全な解体方法、作業員と公衆の放射線防護の確保、環境への影響への対処、放射性物質と非放射性物質の管理、規制認可の終了について詳細に記述する。[2] EUでは、廃止措置作業はユーラトムによって監督されている。加盟国は欧州委員会の支援を受けている。[3]
建物の段階的な解体と放射性物質の除去は、職業上危険で、費用がかかり、時間がかかり、環境リスクを伴うため、放射性物質を保管のために別の場所に輸送するか、安全な方法で敷地内に保管するために対処する必要があります。
核廃棄物の処分
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廃止措置後に残った放射性廃棄物は、発電所所有者の管理下にある敷地内貯蔵施設に移されるか、別の場所にある乾式貯蔵庫または処分施設に移される。[9]核廃棄物の長期処分の問題は未だ解決されていない。長期処分のための地層処分場が利用可能になるまで、暫定的な貯蔵が必要である。計画中のユッカマウンテン核廃棄物処分場は、世界の他の地域と同様に議論を呼んでいるため、米国では敷地内または敷地外の貯蔵は通常、独立使用済み燃料貯蔵施設（ISFSI）で行われている。 [10]
英国では、11基のマグノックス原子炉すべてがNDAの責任で廃止措置中である。使用済み燃料は取り出され、再処理のためカンブリアのセラフィールドに移送された。 [11]核廃棄物（主に「中レベル廃棄物」（ILW））を「一時的に」保管する施設は、英国では暫定貯蔵施設（ISF）と呼ばれている。 [12]
環境影響評価
原子炉の廃止措置は、関連法に基づいて適切な許可が交付された後にのみ実施できる。許可手続きの一環として、安全報告書、技術文書、環境影響評価（EIA）など、さまざまな文書、報告書、専門家の意見を作成し、管轄当局に提出する必要がある。欧州連合では、これらの文書は、ユーラトム条約第37条に基づく欧州委員会の意見であることが、そのような許可を交付するための前提条件となっている。[13]これらの一般データに基づいて、欧州委員会は、最も近い近隣諸国の人口の参照グループの被ばくを評価できる立場になければならない。
オプション
廃止にはいくつかの選択肢があります。
即時解体（米国ではDECON）
永久閉鎖後すぐに、施設の解体および/または除染が開始されます。放射性物質を含む機器、構造物、システム、コンポーネントは、施設の規制管理の終了と、無制限の使用または将来の使用に制限をつけての放出を許可するレベルまで除去および/または除染されます。[5] 、p. 50運転免許は失効します。[6]
延期解体（米国ではSAFSTOR
、英国では「保守・メンテナンス」（C&M））
最終的な廃止措置は、通常30年から50年と、より長期間延期される。多くの場合、施設の非核部分は解体され、燃料は直ちに除去される。放射性部分は、放射能が減衰できる状態で維持・監視される。その後、プラントは解体され、その土地は無制限または制限付き使用のために放出できるレベルまで除染される。[5]米国では、廃止措置は60年以内に完了する必要がある。[6]延期解体では、コストは将来に転嫁されるが、これは今後数十年間の支出増加や規則変更のリスクを伴う。[14]さらに、廃止措置が終了するまで敷地を再利用できず、生産による収益もなくなる。
部分的な埋設
米国は、いわゆる原位置解体（ISD）閉鎖を導入しました。地上構造物はすべて解体され、残りの地下構造物はすべて、すべての空間にグラウトを充填して埋設されます。利点は、解体コストが低く、より安全に実行できることです。欠点は、主要コンポーネントが解体されずに残り、完全にアクセスできないことです。サイトは無期限に監視する必要があります。
この方法は、サウスカロライナ州のサバンナリバーサイトでP原子炉とR原子炉の閉鎖時に実施されました。この方法では、原子炉1基あたりの廃止措置費用は約7,300万ドルでした。比較すると、従来の方法を使用した原子炉1基あたりの廃止措置費用は推定2億5,000万ドルでした。これにより、コストが71%削減されました。[15]他の例としては、ハラム原子炉と実験増殖炉IIがあります。
完全封じ込め
施設は解体されない。その代わりに施設は無期限に封じ込められ維持され、封じ込められた放射性廃棄物がライセンスの終了と資産の無制限の放出を許可するレベルまで崩壊するまで監視が続けられる。ライセンス所有者は以前に発行されたライセンスを維持する。[16]このオプションは、原子炉が破壊され、解体が不可能または危険すぎる原子力災害の場合に唯一可能な選択肢である可能性が高い。完全封じ込めの例としては、チェルノブイリ原子炉がある。
IAEAの用語では、核災害などの例外的な状況を除き、計画的な永久停止後の施設の廃止措置として、封じ込めは受け入れられる戦略とは見なされていません。その場合、放射性物質がライセンスの終了と構造物の無制限の放出を許可するレベルまで減衰するまで、構造物は維持され、監視が続けられなければなりません。[5] 、p. 50
費用
廃炉の総費用の算出は困難である。廃炉に伴う燃料や放射性廃棄物の現地保管、非放射性建物や構造物の解体、放射性廃棄物の輸送や（最終）処分など、特定の費用を算定に含めるかどうかに関して国によって大きな違いがあるからである。[17] 、61ページ
さらに、延期された廃止措置の将来コストを見積もることは、インフレやコスト上昇が予測できない長い期間のため、事実上不可能である。原子力廃止措置プロジェクトは、高額で変動の大きいコスト、長いスケジュール、さまざまなリスクを特徴とする。非原子力廃止措置と比較すると、追加コストは通常、放射線の危険性や安全とセキュリティの要件に関連しているが、より高度な資格を持つ人員を必要とするため、より高い賃金も必要となる。異なる国のプロジェクトを比較するベンチマークは、廃止措置コストの見積りに役立つ可能性がある。たとえば、使用済み燃料と高レベル廃棄物の管理コストは廃止措置プロジェクトの予算とスケジュールに大きな影響を与えるが、廃止措置プロセスの開始点と終了点を明確にする必要がある。[18]
効果的な廃止措置は、廃止措置対象となるプラントエリアからすべての核燃料が取り除かれた後に開始され、これらの活動は廃止措置前の作業の重要な要素を形成するため、廃止措置計画に組み込む必要があります。選択されたオプション（即時廃止措置または延期廃止措置）は、全体的なコストに影響します。他の多くの要因もコストに影響します。廃止措置コストに関する2018年のKPMGの記事では、多くの企業が、廃止措置対象となるプラントエリアから取り除かれた使用済み核燃料（米国ではISFSIに定期的に保管）の管理コストを含めていないと指摘しています。[19]
2004年、ウィーンでの会議で、国際原子力機関はすべての原子力施設の廃止措置にかかる総費用を推計した。世界中のすべての原子力発電所の廃止措置には1,870 億ドルが必要となる。燃料サイクル施設には710億ドル、すべての研究炉には70億ドル未満、兵器級プルトニウム生産用のすべての軍用原子炉、研究燃料施設、核再処理化学分離施設などの解体には6,400億ドルが必要となる。世界の核分裂産業の廃止措置にかかる総費用（2001年から2050年まで）は1 兆ドルと推計された。[20] Market Watchは、（2019年）原子力部門の世界の廃止措置費用を1,000メガワットの発電所あたり10億ドルから15億ドルの範囲と推計した。[21]
核廃棄物の（地質学的）長期処分のための研究開発にかかる莫大な費用は、企業ではなく、各国の納税者によって共同で負担されている。
廃止資金
廃止措置の費用は、操業開始前に施設の初期認可の一部である廃止措置計画で定められた資金で賄われる。こうすることで、施設の最終的な廃止措置に十分な資金が確保されることが保証される。これは、例えば信託基金への貯蓄や親会社からの保証を通じて行われる可能性がある[22]
スイスには、5基の原子力発電所の廃炉のための中央基金と、核廃棄物の処分のための別の基金がある。[23]ドイツにも、発電所の廃炉と放射性廃棄物の管理のための国営基金があり、原子炉所有者が費用を負担する。英国政府（納税者）は、原子力発電所の廃炉と既存の廃棄物の両方の費用のほとんどを負担する。 [24]すべてのマグノックス原子炉の廃炉は、国が全額負担する。[25]
2010年以降、オランダでは新規原子力発電所の所有者は建設開始前に廃炉基金を設立することが義務付けられている。[26]
資金不足
耐用年数を迎える資産が増えるにつれて廃止措置にかかる経済的コストは増加するが、十分な資金を確保している事業者はほとんどいない。[21]
2016年に欧州委員会は、欧州連合の原子力発電所の廃止措置債務が約1180億ユーロの深刻な資金不足に陥っており、原子力発電所の解体と放射性部品や廃棄物の保管の両方を含む予想される廃止措置費用2680億ユーロをカバーするための指定資産はわずか1500億ユーロであると評価した。[27]
2017年2月、フランス議会の委員会は、国営のEDFが廃炉費用を過小評価していると警告した。フランスは58基の原子炉の廃炉と廃棄物貯蔵のために230億ユーロしか確保しておらず、これは予想費用740億ユーロの3分の1にも満たない額だった[27] 。一方、英国のNDAは、英国の17の原子力施設の浄化には1090億～2500億ユーロかかると見積もっている。EDFは総費用を540億ユーロと見積もっている。議会委員会によると、フランスの原子炉の浄化にはEDFが予想するよりも時間がかかり、困難で、費用もはるかにかかるという。EDFは廃炉に関して「過度の楽観主義」を示したと委員会は述べている[24]。EDFは原子炉1基あたり約3億5000万ユーロと見積もっているが、欧州の事業者は原子炉1基あたり9億～13億ユーロと見積もっている。 EDFの見積もりは、すでに解体されたチョーズA原子炉という唯一の歴史的例を主にベースにしていた。委員会は、敷地の修復、使用済み燃料の除去、税金、保険、社会保障費などの費用も含めるべきだと主張した。[28]
資金不足に関する同様の懸念は米国にも存在し、米国原子力規制委員会は廃炉資金の保証が明らかに不足していることを発見し、18の原子力発電所にその問題に対処するよう要請した。[29]小型モジュール炉の廃炉費用は大型原子炉の2倍になると予想されている。[30]
国別の例
フランスでは、比較的小規模な70MWのブレニリス原子力発電所の廃止措置にすでに4億8000万ユーロ（推定費用の20倍）が費やされており、20年経ってもまだ保留となっている。解体を確実にするために巨額の投資が行われたにもかかわらず、プルトニウム、セシウム137、コバルト60などの放射性元素が周囲の湖に漏れ出した。[32] [33]
英国では、民生用原子力資産の廃止措置にかかる費用は990億～2,320億ポンド（2020年）と推定されているが、2005年初頭には200億～400億ポンドと過小評価されていた。セラフィールドサイト（カルダーホール、ウィンズケール、再処理施設）だけで、廃止措置費用と費用増加の大部分を占めており、[21] 2015年時点で、費用は532億ポンドと推定されている。[25] 2019年には、推定額はさらに高くなり、970億ポンドとなった。[34]英国原子力廃止措置庁による2013年の推定では、既存の英国原子力施設19か所の廃止措置には少なくとも1,000億ポンドの費用がかかると予測されている。[35]
ドイツでは、 100MWの発電所であるニーダーライヒバッハ原子力発電所の廃止措置に1億4,300万ユーロ以上が費やされた。[要出典]
リトアニアは、廃止措置費用の予測を2010年の2019百万ユーロから2015年には33億7600万ユーロに引き上げた。[21]
アメリカ合衆国
廃炉作業は、核廃棄物の敷地内保管が終了して初めて完了する。1982年の核廃棄物政策法に基づき、地層処分場を建設するために、電気税を財源とする「核廃棄物基金」が設立された。2014年5月16日、原子力発電所の所有者および運営者からの苦情を受けて、料金の徴収は停止された[36]。2021年までに、基金の残高は利息を含めて440億ドルを超えた。その後、基金は一般基金に戻され、他の目的に使用されている。ユッカマウンテン核廃棄物処分場の計画が中止されたため、エネルギー省は2021年に核廃棄物の暫定処分場を設立すると発表した。[37]
政府が中央貯蔵所を設立できなかったため、連邦政府は2021年現在、35州の80か所以上のISFSI施設での貯蔵費用を補填するため、罰金として公益事業会社に年間約5億ドルを支払っている。[38] 2021年現在、政府は暫定貯蔵費用として公益事業会社に90億ドルを支払っており、これは310億ドル以上に増加する可能性がある。[37]
2018年時点で、エネルギー省（DOE）の予算を通じて、核廃棄物はアメリカの納税者に年間約300億ドルの負担をかけており、その内訳は原子力発電に180億ドル、核兵器計画からの廃棄物に120億ドルとなっている。[38]
KPMGは、2018年時点での米国の原子力艦隊の廃止措置にかかる総費用を1500億ドル以上と見積もっている。このうち約3分の2はNRCの運転免許の失効にかかる費用、25%は使用済み燃料の管理、10%は敷地の復旧にかかる費用である。[19] 3つのウラン濃縮施設のみの廃止措置にかかる費用は（2004年）187～620億ドルと推定され、さらに大量の劣化六フッ化ウランの解体に20～60億ドルかかる。2004年のGAO報告書によると、廃止措置が予定されている3つの濃縮施設の「費用は（2004年のドル換算で）収益を35～57億ドル上回る」という。[39]
国際協力
原子力廃止措置に関する情報、知識、経験の国際共有を推進する組織には、国際原子力機関、経済協力開発機構原子力機関、欧州原子力共同体などがある。[40]さらに、米国エネルギー省の下で、廃止措置および廃炉知識管理情報ツールと呼ばれるオンラインシステムが開発され、アイデアや情報の交換を支援するために国際社会に提供されている。原子力廃止措置における国際協力の目標は、廃止措置のコストを削減し、労働者の安全性を向上させることである。[40]
船舶、移動式原子炉、軍用原子炉の廃止
多くの軍艦と少数の民間船は、推進力として原子炉を使用している。旧ソ連とアメリカの軍艦は退役し、原子力発電所は撤去または自沈した。ロシアの潜水艦と船舶、アメリカの潜水艦と船舶の解体が進行中である。ロシアには退役中の原子力船団があり、バレンツ海に投棄されている。2隻のK-27とK-159潜水艦の退役だけでも推定費用は3億ユーロ（2019年）[41] 、つまり3億3千万ドルである。[42]海洋発電所は一般に陸上の発電所よりも小さい。
兵器級プルトニウムを生産する最大のアメリカ軍核施設はハンフォード・サイト（ワシントン州）だったが、現在は燃料が取り外されているが、除染、廃止措置、解体のプロセスは遅く、問題も多い。PUREXプロセスでプルトニウムを化学的に抽出するための大きな構造物「キャニオン」がある。また、水、炭化水素、ウラン、プルトニウム、ネプツニウム、セシウム、ストロンチウム（すべて高放射性）の溶液が入った大きなコンテナや地下タンクも多数ある。現在、すべての原子炉から燃料が取り外され、一部はSAFSTOR （冷却塔が取り壊された状態）に保管されている。いくつかの原子炉は国定歴史建造物に指定されている。
休止または廃止された民生用原子炉のリスト
これまでに幅広い原子力施設が廃止されている。 原子炉リストのうち廃止された原子炉の数は少ない。2022年5月現在、約700基の原子炉がいくつかの初期段階および中期段階（冷温停止、燃料除去、SAFSTOR、内部解体）で運転を停止しているが、完全に「グリーンフィールド状態」に移行したのは約25基に過ぎない。[43]これらの施設の多くは、コンクリートを充填した鋼製ドラムに埋め込まれた乾式キャスクの形で、使用済み核燃料をまだ保管している。[44]
2017年現在、米国で稼働している原子力発電所のほとんどは、約30～40年の寿命を想定して設計されており[45] 、米国原子力規制委員会から40年間の運転許可を得ている。[46] [47] 2020年現在、これらの原子炉の平均年齢は約39年である。[47]多くの発電所が免許期間の終了に近づいており、免許が更新されない場合は、除染と廃止措置のプロセスを経なければならない。[45] [48] [43]
一般的に、使用済み燃料を含む核廃棄物の保管費用や、長期処分場の実現を待つ間の保管施設の維持管理費用は含まれません[17] 、p. 246（米国の独立使用済み燃料貯蔵施設（ISFSI）の場合）。[9]そのため、多くの団体は、廃止措置対象の原子力発電所区域から除去された使用済み核燃料の管理費用を含めていません。[19]ただし、廃止措置からの燃料や放射性廃棄物の現地保管、非放射性建物や構造物の解体、放射性廃棄物の輸送や（最終）処分などの特定の費用を含めるかどうかについては、国によって大きな違いがあります。[17] 、p. 61
費用の年は、その年までの為替レートとインフレーションを補正した値を指す場合があります（例：2020年のドル）。
リストに記載されている出力は、商用原子炉のリストと同様に、設計正味容量（基準単位出力）MWeで示されることが望ましい。
核廃棄物の敷地内保管を除き、廃止措置は完了
廃止作業進行中
部分的または完全な炉心溶融を経験した
[129] [130]
参照
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズにおける原子力廃止措置に関連するメディア- 経済協力開発機構原子力機関：原子力発電所の廃止措置にかかる費用（2016 年）
- 米国原子力規制委員会: 原子力発電所の廃止措置に関する背景情報
- ビジネスインサイダー – 英国：世界中の古い原子炉を撤去するには、人々が考えるよりもはるかに多くの費用がかかる
- ドイツの経済大臣ジグマール・ガブリエル氏、国は原子力発電所の廃炉費用を負担しないと発言（2014年5月18日）
- Nuclear Decommissioning Report (www.ndreport.com) は、原子力廃止措置業界向けのマルチメディア プラットフォームです。
- decommissioning.infoは原子力発電所の廃止措置に関する情報を掲載したポータルサイトです。
- 廃止措置中の米国の施設
- 原子力施設の廃止に関する欧州のウェブサイト
- EU における原子力施設の廃止措置基金の方法論、欧州委員会の委託を受けたドイツ・ヴッパータール研究所による報告書。2007 年 5 月。
- マスター「原子力エネルギー」 - 廃止措置と廃棄物管理 2019年4月12日、Wayback Machineにアーカイブ