ポーツマスガス拡散プラント

ポーツマス気体拡散工場はオハイオ州パイク郡サイオト郡区に位置し、オハイオ州パイクトンのすぐ南にある。かつては米国原子力委員会(AEC)、米国の核兵器計画、海軍の原子力推進用に、兵器級の高濃縮ウランを含む濃縮ウランを生産していた。後年は、商業用原子力発電炉の燃料用の低濃縮ウランを生産していた。この施設で原子炉が稼働したことは一度もない。

北緯39度00分30秒 西経83度00分00秒 / 北緯39.00833度 西経83.00000度 / 39.00833; -83.00000この工場は、敷地から約22マイル南にあるオハイオ州ポーツマス 市に近いことからその名が付けられ、テネシー州オークリッジのK-25工場、ケンタッキー州パデューカ近郊のパデューカガス拡散工場とともに、米国にある3つのガス拡散工場の1つでした。この工場は1952年から1956年にかけて建設され、最初の濃縮セルは1954年に稼働を開始しました。

旧プラント施設は現在、除染と廃止措置（D&D）の段階にある。敷地内の一部施設は、セントラス・エナジーの子会社であるユナイテッド・ステイツ・エンリッチメント・コーポレーションが管理している。敷地を将来的に利用できるようにするための旧施設のD&D作業は2024年まで続く予定で、フルーア・B&W・ポーツマスLLCが実施している。

旧ガス拡散工場は、3,777エーカー（1,528ヘクタール）の敷地のうち640エーカー（260ヘクタール）を占めています。最大の建物であるプロセス建物は、全長約1.5マイル（2.4キロメートル）、約93エーカー（38ヘクタール）の敷地に1000万平方フィート（0.93平方キロメートル）のスペースがあります。使用中、この工場はピーク時の電力需要として2,100メガワットを消費しました。^[1]

1952年8月、米国原子力委員会（AEC）は、軍用原子炉や核兵器製造に使用する高濃縮ウラン（ウラン235）を生産するための新しいガス拡散工場の建設地として、家族経営の農場が立ち並ぶ農村地帯であるサイオト・タウンシップを選定した。サイオト川とオハイオ川の合流点近くに位置するこの場所は、電気エネルギーの経済的利用可能性、工場の稼働に必要な水の利用可能性、十分な潜在的労働力、適切な輸送施設、地理的特徴、地形の比較的平坦さなどの理由で選定された。^[2]

このプロジェクトは優先的に進められました。この優先化により、敷地の建築図面がすべて完成する前に敷地の建設を開始する必要がありました。テネシー州オークリッジの AEC 事業部は、工場の建設と運営を指揮し、エンジニアと建設請負業者を選択し、重要な資材の配送やその他の不測の事態をスケジュールするために、「ポーツマス地区」と呼ばれる組織を設立しました。労働組合と経営陣の間で統一された協定が締結され、停止回数を最小限に抑えました。初期の計画と組織化は、州兵兵器庫、エルクス シティ クラブ、敷地内の古い農家など、ポーツマス市の建物に作られた即席のオフィスで行われました。9 つの建築エンジニア会社が工場の設計を分担し、12,000 の設計図、40,000 の建設図、16,000 の施工図を作成しました。工場は、建物の他の部分で建設が継続されている間に、プロセス ビルディング内の各ユニットまたはセグメントが完成するとすぐに稼働、つまり「オン ストリーム」するように設計されていたため、事前の計画とスケジュール設定が極めて重要でした。

工場の起工式は 1952 年 11 月 18 日でした。同日、土木機械が建物の基礎工事のために起伏のある農地を整地し始めました。3 つのプロセス建物の建設には、10 万ショートトン (91,000 メートル トン) の構造用鋼、コンクリートの床の 14,500 ショートトン (13,200 メートル トン) の鉄筋、600 マイル (970 キロメートル) のプロセス配管、および 1,000 マイル (1,600 キロメートル) の銅管が使用されました。さらに 1,000 マイル (1,600 キロメートル) の配管が工場の残りの部分と制御室まで伸びていました。プロジェクトを完了するには 50 万立方ヤード (380,000 立方メートル) のコンクリートが必要でした。これをサポートするために、すべての請負業者にサービスを提供するために工場敷地内に別のコンクリート バッチ処理工場が建設されました。 1時間あたり200立方ヤード（150立方メートル）のコンクリートを生産し、建設には合計7,000万時間の労働時間が費やされました。

2 つの鉄道会社が独自の資金で建設工事を行い、建設資材や重機を運び込むために、敷地内に 22 マイル (35 キロメートル) の線路を含む支線を建設しました。工場敷地内には 25 マイル (40 キロメートル) の道路が敷設され、工場を取り囲む 7 マイル (11 キロメートル) の外周道路も敷設されました。

当初の建設期間は 4 年、費用は 12 億ドルと見積もられていました。建設はピーター・キーウィット・アンド・サンズ・オブ・ネブラスカ社によって 7 億 5,000 万ドルの費用で行われました。敷地は当初の見積りより 34% 低い費用で予定より数か月早く完成し、4 億ドルの節約となりました。

ポーツマス工場の操業は建設工事が進行中だった1954年に始まり、工場は予定より数か月早い1956年初頭に全面的に稼働しました。

濃縮の主な方法は、六フッ化ウランを気体拡散させて、軽い核分裂性同位体であるウラン235（U-235）を重い非核分裂性同位体であるウラン238から分離することであった。この工場は当初、米国の核兵器計画のために高濃縮ウランを生産していたが、1960年代半ばに、商業用原子力発電所向けの低濃縮ウラン燃料生産に転換し、パデューカ工場から2.75%のU-235に濃縮された物質を取り出し、商業用原子力発電所で使用するために約4～5%にさらに濃縮した。^{[3] [4]}

1984年、このプラントは4,080段階で年間830万SWU（分離作業単位/年）の処理能力があった。3つの建物（X-326、X-330、X-333）にはガス拡散装置が設置され、^[5] 3つの冷却塔複合施設（X-626、X-630、X-633）はプロセス熱を除去するために使用された。1日あたり6億8,900万米ガロン（26億1,000万リットル）の水が11基の冷却塔を通過し、そのうち2,000万米ガロン（7,600万リットル）が空気中に蒸発した。水はシオト川に設置された井戸場から供給され、フル稼働時には1日4,000万ガロンを供給した。

運営をサポートするため、AEC は当時の電力業界史上最大の単一消費者/顧客となる契約を締結しました。この発電所は、単一顧客サイトの使用量が年間 180 億キロワット時、需要がピーク時に 2,000 メガワット以上という新記録を樹立しました。当時世界最大の 2 つの民間発電所がこの施設に電力を供給するために建設されました。1 つはインディアナ州マディソンのクリフティ クリーク、もう 1 つはオハイオ州ガリポリスのカイガー クリークです。これらは世界で最も効率的な石炭火力発電所でもあり、0.7 ポンド (0.32 キログラム) の石炭から 1 キロワット時の電力を生産していました。発電所は運営をサポートするために、年間 750 万ショートトン (680 万メートルトン) の石炭を使用していました。

ユナイテッド ステイツ エンリッチメント コーポレーション (USEC、現在のセントラス) は、 2001 年 5 月にケンタッキー州パデューカ工場に業務を統合した後、ポーツマス工場でのガス濃縮業務を停止しました。翌年、移送および出荷業務もパデューカに統合されました。USEC には 9 年の猶予があり、資金も受け取っていたにもかかわらず、拡散セルをパージすることなく、ポーツマス濃縮カスケードを汚いパワーダウンで停止しました。^[6]ジェフリー シーは 2013 年 9 月に、USEC の終焉は債権者 (2014 年 10 月のローン返済期限まで)、「背骨を見つけた規制当局」、または「議会による USEC 民営化法の廃止」のいずれかによって起こるだろうと書いています。^[7]

工場の労働者は石油化学原子力労働組合（OCAW）によって代表された。^[8]

このプラントは、グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニーによって立ち上げから1986年まで運営され、その後マーティン・マリエッタが契約を引き継ぎました。 1993年、USECはパデューカとポーツマスの濃縮プラントの全体的な責任を引き継ぎ、マーティン・マリエッタとの運営契約を継続しました。1995年、マーティン・マリエッタと合併し、ロッキード・マーティンが運営者となりました。2001年5月、プラントはガス拡散濃縮操作を中止し、コールドスタンバイ状態になりました。2006年、現場作業は将来の除染および廃止措置（D＆D）に備えてコールドシャットダウン移行に移行しました。2011年、濃縮施設を安全なシャットダウン状態に維持し、サイト全体の一般的なサービスを提供してから10年後、USECはガス拡散プラント施設を除染および廃止措置のために米国エネルギー省に返還しました。^{[9] [10]}

劣化ウラン（六フッ化ウラン（DUF6）の形で処理された後、核分裂性同位体U-235の割合が減少したウラン物質）は、継続処理のために敷地内に残されます。DUF6変換施設は、ポーツマス気体拡散工場とパデューカ気体拡散工場の両方にあります。各施設は、変換棟、管理棟、倉庫、水酸化カリウム（KOH）再生棟の4つの建物と、レールヘッド、5つの大型酸貯蔵タンク、DUF6鋼製シリンダーの保管エリアで構成されています。2002年、DOEはUranium Disposition Services、LLC（UDS）に、DUF6を酸化ウランとフッ化水素酸に変換するDUF6変換プラントの設計、構築、運用の契約を授与しました。 2010年12月、エネルギー省はバブコック・アンド・ウィルコックス・コンバージョン・サービスLLC（BWCS）に、2016年3月までDUF6コンバージョンプラントを運営する契約を授与し、2011年3月にDUF6プロジェクトの初期運用の契約移行を完了した。両プラントは2011年秋に全面稼働する予定であった。^{[11] [12]} 2022年6月現在、ミッドアメリカ・コンバージョン・サービスが施設の運営者である。^[13]

第二次世界大戦以前、ガス遠心分離技術を使用していくつかの元素の同位体の濃縮が進められていました。エネルギー省は、1960年代初頭にウラン濃縮の大量生産のためにガス遠心分離技術の開発を開始しました。

1980 年代初頭、エネルギー省はポーツマスの敷地に DOE ガス遠心分離濃縮プラント (GCEP) として知られる遠心分離濃縮プラントの建設を開始したが、1985 年 6 月に 30 億ドルを費やした後、プロジェクトを中止した。GCEP 用に建設された主要な建物は、プロジェクト中止後もそのまま残された。

USECは2000年にDOEと協力し、ポーツマスサイトでのガス遠心分離機による濃縮活動の再開に取り組み始めた。これには、以前に建設されたプラントの一部と旧GCEP施設の使用も含まれていた。^[14] USECは2002年後半、ポーツマスサイトに鉛カスケードテストプログラムを設置した。原子力規制委員会（NRC）は2004年に、アメリカ遠心分離鉛カスケード施設として知られるこの実証施設に材料ライセンスSNM-7003を付与した。このライセンスにより、施設は最大250キログラムの六フッ化ウラン（UF6）を保有し、最大240台の稼働中の実物大遠心分離機をカスケード構成で配置することが許可された。^{[15] [16]}プロトタイプマシンを使用した鉛カスケードの運用は、ガス拡散プロセス建物の南西に位置する施設で2007年8月に開始された。鉛カスケード施設には、稼働中の遠心分離機、関連プロセス配管、計装および制御装置、コンピュータシステム、補助サポート機器を収容するX-3001（PB1）プロセスビルが含まれていました。X-3001ビルとそのすぐ東にある同一のX-3002ビルは、GCEPプログラムの一環として開発されました。X-3001は、天井高87フィートの平屋建ての建物で、4つの630 x 104フィートのベイで構成され、各ベイには天井移動クレーンが装備されています。^[17]プロトタイプの遠心分離機、施設、機器は開発とテストに使用され、最小限の化学サンプルを除いて、カスケードから濃縮UF6は取り出されませんでした。

規制措置の直後、2004年8月23日、USECは、鉛カスケードと同じ複合施設に、さらにいくつかの新規建設を加えた、より大規模で商業規模のアメリカ遠心分離プラントを建設および運営するライセンスを申請した。NRCは、2007年4月に、ポーツマスの敷地に計画されているプラ​​ントを建設および運営するための特別核物質ライセンスSNM-2011をドケット70-7004でUSECに発行し、建設は翌月に始まった。^{[18] [19]} 2009年7月、エネルギー省は、パイケトンの計画中のウラン濃縮施設に対する20億ドルの融資保証を付与しなかったため、「この取り組みは財政破綻に陥った」とUSECの広報担当エリザベス・スタックル氏は述べ、「現在、プロジェクトを中止する措置を開始せざるを得ない」と付け加えた。^[20] 2009年7月28日、同社は、エネルギー省が融資保証を提供しない決定を下したため、プロジェクトの作業を一時停止すると発表した。 DOEは、提案されたプラントは商業生産の準備が整っておらず、したがって融資保証の対象外であると述べた。同省は当時、USECが申請を取り下げた場合、DOEが有望と見なしている遠心分離機技術のさらなる研究開発を行うために、今後18か月で4500万ドルを受け取ることになると述べた。^[21] DOEとUSECによる2009年の決定により、その期間に想定されていた商業規模のAmerican Centrifuge Plantプロジェクトは事実上終了した。

2010年3月、USECは、米国で設計・製造され、商用化可能なAC-100遠心分離機の新しいテストカスケードをアメリカン・セントリフュージ・リードカスケード施設で運用し始めた。アメリカン・セントリフュージ・プロジェクトと呼ばれることもあるこのデモンストレーションは、2015年にオバマ政権によって終了された。^[22]セントラスはポーツマスサイトでの濃縮開発作業を中止し、遠心分離機とプロセス配管の撤去を含む施設の除染と廃止措置作業を開始した。^[23] 2018年8月9日、施設のライセンシーでありセントラスの子会社であるアメリカン・セントリフュージ・オペレーティングLLC（ACO）は、アメリカン・セントリフュージ・リードカスケード施設NRC材料ライセンスSNM-7003の終了を要請した。^{[24] [25]}

2019年1月7日、ロブ・ポートマン上院議員は、 トランプ政権がセントラス遠心分離施設を再開し、60人を雇用するために1億1500万ドルを割り当てたと発表した。この施設にはウラン濃縮用の遠心分離機カスケード16台が設置される予定で、EPAの最終承認が必要だ。 ^[26] 2019年6月、セントラスは、アメリカ遠心分離鉛カスケード施設NRC物質ライセンスSNM-7003の終了を求める以前の要請を撤回し、書簡でNRCの検討から終了要請を取り下げた。NRCは、2019年6月の要請撤回の時点では、2018年8月の終了要請について決定を下していなかった。

2019年10月31日、ACOはDOEと3年契約を締​​結し（HALEU実証契約番号89303519CNE000005）、高濃縮ウラン（HALEU）の生産を実証するために遠心分離機カスケードを配備しました。このHALEUの想定される用途は、このより高い（ただし兵器級よりははるかに低い）濃縮を必要とする将来の先進原子炉の燃料です。HALEU実証プログラムと呼ばれるこの契約に基づき、ACOは16台のAC-100M遠心分離機をカスケードに配備し、ウラン235の濃縮度19.75％でHALEUを生産します。この実証は米国の国家安全保障にとって重要です。2020年代初頭の時点で、米国は米国発の運用可能なウラン濃縮技術を持っていません。セントラスは、2020年4月に計画されているHALEU物質を保有できるように、アメリカンセントリフュージプラントの既存のNRC物質ライセンスSNM-2011の修正を要請した。^[27] 2021年初頭の時点で、公開されている計画では、ライセンス承認を受け取り、改良されたAC-100Mマシンを2021年末までに設置する予定です。ACPライセンスSNM-2011がHALEU物質を保有するように修正された後、鉛カスケードライセンスSNM-7003に基づいて実施されたライセンシープログラムとNRCの監督はACPライセンスSNM-2011に移行され、SNM-7003は終了します。2021年6月11日、NRCはセントラスに改訂版ライセンスを発行し、2022年5月31日までHALEUの生産を実証するために16台の遠心分離機を操作することを承認しました。^{[28] [27] [29] [30] [31] [32]}

操業開始からほぼ60年の間に、この施設のプロセス機器の清掃、保守、交換により放射性核種汚染、使用済み溶剤、その他の化学汚染物質が発生し、これらは敷地内の埋立地や地上貯蔵施設に廃棄された。現在までに、プロセス施設、旧冷却塔、埋立地、廃水池、その他の建物など、敷地内のさまざまな場所で汚染が見つかっている。埋立地からの地下水も噴出している。合計415の建物、敷地、施設が浄化対象として特定されている。オハイオ州環境保護庁は、1989年の同意判決に基づき、浄化作業を監視している。^{[33] [34] [35] [36] [37]}

2005 年 6 月 27 日、DOE は LATA/Parallax Portsmouth LLC (LPP) に契約を授与しました。これは DOE がポーツマス サイトで締結した最初の中小企業契約です。サイトの環境修復の一環として、LPP は 31 の施設を撤去しました。これには 160 基の塔、18 基の大型変圧器、10 基の同期コンデンサ、2 つのスイッチ ハウス、1 つの 2 階建て制御室、その他多数の構造物を含む 18 エーカーのスイッチヤード コンプレックスが含まれます。LPP の契約は、2009 年のアメリカ復興・再投資法 (ARRA) 景気刺激策プロジェクトの一環として延長され、2011 年 3 月 29 日に契約が終了しました。

2008 年には、382 個の古いプロセス機器コンバーター シェルを切断して処分することで、7,640 ショート トン (6,930 メートル トン) のスクラップ材料を除去する大規模なプロジェクトが完了しました。2003 年から 2010 年の間に、210 万立方フィート (59,500 立方メートル) を超える旧来の廃棄物が現場から除去されました。

2010年9月、エネルギー省は12億ドルの追加契約をFluor-B&W Portsmouth LLCに発注し、同社は2020年代初頭現在も引き続き主要なD&D請負業者として機能している。^{[38] [39]}

ポーツマスの敷地では原子炉は一度も稼働していない。この敷地は、エネルギー省の次世代原子力発電所プロジェクトの一環として、アレバ、デューク・エナジー、USEC、ユニスター・ニュークリア・エナジーを含むコンソーシアムによって原子力発電所の候補地として評価された。このプロジェクトは2010年代初頭に終了したが、ポーツマスの敷地については何の対策も講じられなかった。^[40]

2010年代の数年間にわたる取り組みで、エネルギー省は関係者と協力し、清掃が完了した後のポーツマスの敷地の将来の利用に関するコミュニティのビジョンを理解しました。PORTSfutureプロジェクトの支援と、サザンオハイオ多様化イニシアチブ（SODI）、ポーツマス敷地特定諮問委員会、選出された役人、経済開発の専門家などとの交流により、コミュニティはポーツマスの敷地の適切な部分を再工業化するという合意されたビジョンを表明しました^[41]。経済開発と地元の雇用創出は、この敷地に対する地元住民の要望の大部分を占めていました。^[42]

SODIは1995年にDOEからポーツマスサイトのコミュニティ再利用組織に指定されました。SODIは経済の多様化、開発、資産の移行、ビジネス開発を通じて明確な使命を持ってパイク、ロス、サイオト、ジャクソンの各郡にサービスを提供しています。2018年に、この敷地の最初の土地がSODIに譲渡され、追加の土地の譲渡が検討されています。SODIとの契約により、DOEは、工場周辺の4つの郡の経済発展のために再利用、販売、リサイクルできる適格な資産をSODIに譲渡することができます。^[42]

このサイトは、大規模な工業施設向けに設計された既存のインフラストラクチャ（電気配電所、給水など）を備えているという利点があり、さまざまな産業やその他の用途での再利用を促進します。

2020年4月28日、DOEは、SODIが率いるチームが「先進炉の包括的設計支援活動」と題するプロジェクトに4,956,589ドルの費用分担資金を受け取るために選ばれたと発表した。DOEの発表によると、チームは「オハイオ州ポーツマスサイトでの先進炉の潜在的な導入を支援するために、特性評価、許可、除染および廃止措置の研究を開始する。この作業には、先進炉の幅広い技術を網羅する早期サイト許可テンプレートの開発が含まれ、2020年代後半までに先進炉を実証するというDOEの目標をサポートする可能性がある」とのことだ。SODIチームには、電力研究所（EPRI）、サザン・ニュークリア・デベロップメントLLC、オラノ・フェデラル・サービス、オラノ・デコミッショニング・サービス、バテル・エナジー・アライアンスが運営するアイダホ国立研究所が含まれている。注目すべきは、このプロジェクトはサイトの施設を特定、承認、認可、または建設することではなく、将来の意思決定者に役立つ可能性のある情報を準備することを目的としていることである。^{[43] [44]}

オハイオ州パイケトンのザーンズコーナー中学校に隣接するエネルギー省の空気モニターは、発電所からわずか2マイル（3.2キロメートル）の距離にあり、2017年と2018年にそれぞれ空気中のネプツニウム237とアメリシウム241を検出した。これらの検出は、2017年と2018年の年次サイト環境報告書で報告された。^{[45] [46]}

2019年5月13日、北アリゾナ大学のマイケル・ケテラー博士の報告書によると、学校内に濃縮ウランと超ウラン放射性核種が存在することが示され、サイオトバレー地方学区委員会は2018年から2019年の学年度の残り期間、学校を閉鎖することを決定した。当時、地域の企業、住宅、地面、地下水もさらに検査中だった。^{[47] [46]}

DOEの国立研究所と国家核安全保障局の認定保健物理学者チームが、オハイオ州保健局の代表者とパイケトン地域の関心のあるメンバーとともに、学校で調査を実施した。放射線安全専門家チームは、2019年のメモリアルデーの週末に、天井タイルの上など、地域から検査を要請された特定のエリアを含む44の表面サンプルを収集した。空気サンプルも学校の内外から収集された。ケテラー博士の報告書で言及されたエリアからサンプルが採取され、DOEによる分析用のサンプルに加えて、地方および州の当局に独立した分析のために提供された。DOEの報告によると、「サバンナリバー国立研究所の専門家が実施したサンプル分析の結果、自然発生レベルを超える放射能は検出されず、公衆衛生上の懸念の原因にはならないことが示された」とのことである。^{[45] [46]}

この事件は、有害物質による不法行為の専門家であるスチュアート・スミスが率いる弁護士団が地域住民を代表して集団訴訟を起こす結果となった。^[48]

学校は2020年から2021年の学年度時点で閉鎖されたままでした。^[49]

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• エネルギー省ポーツマス/パデューカプロジェクトオフィス
• エネルギー省ポーツマスガス拡散プラントバーチャル博物館
• 南オハイオ多様化イニシアチブ
• オハイオ大学のPORTSfutureプロジェクトは、この場所の将来について地域社会と関わることを目的としている。
• 廃止措置および除染の元請業者 Fluor-BWXT Portsmouth LLC
• Centrus Energy Corp. (旧 USEC Inc.) のガス遠心分離濃縮施設ライセンスに関する原子力規制委員会のページ

• オークリッジ国立研究所ガス遠心分離機実証プログラム
• Security.org: 大量破壊兵器 - ガス遠心分離機によるウラン濃縮
• USEC 施設: ポーツマスガス拡散プラント