FiR 1
FiR 1 のホウ素中性子捕捉療法施設。

FiR 1（フィンランド原子炉1号、オタニエミ研究炉、オタニエミ原子炉、TKK原子炉、またはVTT原子炉とも呼ばれる）は、フィンランド初の原子炉である。エスポー市のオタニエミ・キャンパスエリアに位置していた研究用原子炉である。熱出力250キロワットのTRIGA Mark II原子炉であった。1962年に稼働を開始し、2015年に永久に停止した。当初はヘルシンキ工科大学（TKK）によって運営され、1971年以降はVTTフィンランド技術研究センターによって運営されている。[ 1 ]

研究に加え、この原子炉は産業計測用の放射性同位元素の製造にも使用されました。また、地質学的および生物学的材料の中性子放射化分析にも使用されました。アポロ12号の月の土壌サンプルは、FiR 1で分析されました。機器への放射線損傷は、この原子炉を用いて調査されてきました。例えば、ITER核融合炉の磁力計はFiR 1で照射されました。大学の学生たちは、この原子炉を用いて実習を行いました。2000年以降、この原子炉の最も重要な用途は、頭部または頸部の癌患者に対するホウ素中性子捕捉療法でした。 [ 2 ]

テクノロジー

FiR 1は、米国ゼネラル・アトミックス社製のTRIGA Mark II型原子炉でした。当初の熱出力は100キロワットでした。1967年に250キロワットに増強されました。原子炉は1日に数時間しか稼働しなかったため、熱は何の用途にも利用されませんでした。[ 1 ]

原子炉の炉心は、上部が開放された深さ6メートル（20フィート）の水プールの底に位置していた。[ 3 ]水は冷却材、中性子減速材、そして放射線防護材として機能した。炉心の直径は44センチメートル（17インチ）、高さは36センチメートル（14インチ）であった。炉心には約15キログラム（33ポンド）のウランが含まれていた。 [ 4 ]

原子炉には79本の燃料棒が備えられていた。燃料物質はウランジルコニウム水素化物（UZrH）で、ウランの含有量は8～12%であった。燃料濃縮度はウラン235で20%であった。原子炉炉心の上下および周囲には黒鉛反射体が設置されていた。反射体は炉心から漏れ出した中性子の一部を炉心内に反射させた。原子炉プールはコンクリート製の生物遮蔽体で囲まれており、水平方向の放射線防護として機能していた。[ 4 ]原子炉には炭化ホウ素製の制御棒が4本設置されていた。[ 5 ]

燃料物質であるウランジルコニウム水素化物の特徴は、温度と反応性の間に強い負のフィードバックが存在することです。その結果、制御不能な連鎖反応は物理的に不可能となります。[ 4 ]この強いフィードバックは、電力パルスの発生に利用できます。制御棒を加圧空気とともに炉心から排出することで、原子炉出力は1000倍の250メガワットにまで上昇しました。これにより燃料温度が上昇し、負のフィードバックによって連鎖反応が停止しました。電力パルスの持続時間はわずか30ミリ秒でした。[ 5 ]

歴史

1962 年に FiR 1 を開始したウルホ ケッコネン大統領。

研究炉の購入契約は1960年に締結されました。この買収に最も尽力したのは、ペッカ・ヤウホ、エルッキ・ラウリラ、ヘイッキ・レートネンでした。研究炉プロジェクトは、フィンランドにおける原子力発電所建設の準備でした。発電用原子炉の職員の訓練には研究炉が必要でした。[ 3 ]

FiR1は1962年に稼働を開始し、1967年には出力が100キロワットから250キロワットに増強されました。[ 5 ]当初、この原子炉はヘルシンキ工科大学によって運営されていました。1971年にフィンランド政府はこの原子炉をフィンランド技術研究センター（VTT）に移管しました。原子炉建屋と土地は、アールト大学キャンパス＆不動産が所有しています。[ 6 ]

1990年代には、原子炉の隣にホウ素中性子捕捉療法（BNCT）施設が建設されました。1999年から2011年にかけて、300人以上の癌患者に放射線治療が施され、患者の腫瘍制御と生存率が向上しました。この治療を運営していたボネカ社は2012年1月に倒産しました。その後、VTTは原子炉の運転に年間約50万ユーロの費用がかかることから、原子炉の閉鎖を決定しました。原子炉は2015年に炉心から複数の燃料棒を取り外すことで永久的に閉鎖されました。[ 2 ]

解体

FiR1の原子炉建屋

解体プロジェクトの第一段階は、原子炉から燃料を取り出すことでした。次に、その他の放射性部品（炉心内部、原子炉プール、コンクリート製生物遮蔽体、BNCT施設、一次冷却回路）の解体が行われました。使用済み燃料と炉心の大部分は高レベル廃棄物です。その他の放射性解体廃棄物は、低レベルおよび中レベル廃棄物に分類されます。解体作業員の集団放射線量を10ミリマンシーベルト以下に抑えることが目標でした。原子炉建屋は、将来の使用に制限がないように清掃されました。[ 4 ] [ 6 ]

原子炉建屋には合計103本の使用済み燃料棒があり、それらには合計21.4キログラム（47ポンド）のウランが含まれていました。原子炉の出力は非常に低く、1日に数時間しか稼働していなかったため、燃料の使用量はごくわずかでした。燃料棒の一部は、53年間の稼働期間全体にわたって原子炉内にありました。使用済み燃料は崩壊熱が非常に低かったため、冷却の必要はありませんでした。[ 4 ]使用済み燃料に加えて、24本の未使用の燃料棒が建屋に保管されていました。それらには合計5.7キログラム（13ポンド）のウランが含まれていました。[ 6 ]

FiR 1燃料は米国産で、米国の海外研究炉使用済み核燃料受入プログラムに属していた。このプログラムは核物質の拡散防止を目的としている。フィンランドの原子力法は核廃棄物の輸出を禁止している。しかし、この法律には例外があり、研究炉からの廃棄物にはこの禁止は適用されない。[ 6 ] 2021年2月、原子炉の燃料はデンバーに輸送され、米国地質調査所が数年間、同原子炉で使用する予定である。その後、米国はアイダホ国立研究所で使用済み燃料を処理する。使用済み燃料の危険な放射能の大部分は1000年で消滅する（ただし、ある程度の放射能ははるかに長く残留する）。[ 7 ] [ 8 ]

原子炉の解体工事はフォルトゥム社が主契約者で、2023年6月に始まり2024年4月に完了した。廃止措置の総費用は約2,400万ユーロだった。原子炉の解体により、主にコンクリート製の低・中レベル廃棄物が約60立方メートル（2,100立方フィート）発生した。 [ 9 ]原子炉が小型だったため、廃棄物の発生量も少なく、特に実物大の原子力発電所の廃止措置で発生する廃棄物の量と比較すると少なかった。[ 6 ]解体廃棄物はロヴィーサの低・中レベル廃棄物最終処分場[ 9 ]に輸送され、フィンランドの岩盤に埋設された。廃止措置廃棄物は最終処分のためにコンクリート製の箱に詰められたが、廃止措置廃棄物には長寿命放射性同位元素が含まれていないため、この箱の耐用年数は500年程度と設計されている。[ 8 ]

FiR 1は、フィンランドで最初に解体された原子力施設である。研究炉解体プロジェクトから得られた教訓は、フィンランドの原子力発電所の廃止措置の準備に活用される。[ 2 ]フィンランド政府は2018年、研究炉の解体のためにVTTに1,350万ユーロの特別補助金を与えることを決定した。[ 10 ]フィンランド国務院は、2021年6月に廃止措置ライセンス（フィンランドの原子力法で義務付けられている）を付与した。原子炉と関連部品の解体後、原子炉建屋は除染され、徹底した検査と測定を行って放射線の安全性を確認した後、他の目的での使用が可能になった。原子炉の解体作業開始前は、原子炉建屋は汚染されておらず、放射線レベルは背景放射線レベルと同じであった。フィンランドの多くの建物は、岩盤（特にラドンガス）や建築材料（例えば花崗岩）といった自然発生源の影響で、原子炉建屋よりもはるかに高いレベルの放射線にさらされています。解体工事が始まる前は、原子炉の敷地には土壌汚染はありませんでした。 [ 8 ]

参考文献

  1. ^ a b「FiR 1原子炉の廃止措置」 VTTフィンランド技術研究センター. 2019年. 2019年3月17日閲覧。
  2. ^ a b cアイリラ、マルクス;オーテリネン、イロ。コティルオト、ペトリ。ヴァントラ、ティモ。ヴィルカモ、オーリ (2015-12-22)。「フィンランド初の原子炉の輝きが消えていく」。原子力工学インターナショナル。2019年3月17日に取得。
  3. ^ a bヒルボネン、カタリナ (2014-06-19)。「Ydinreaktorin säreilevät hautajaiset」。Yle (フィンランド語) 。2019年3月17日に取得。
  4. ^ a b c d e "FiR 1 -tutkimusreaktorin käytöstäpoisto" (PDF) (環境影響評価) (フィンランド語)。フィンランドの VTT 技術研究センター。 2014年。2025 年 8 月 17 日に取得。
  5. ^ a b c Auterinen, I; Salmenhaara, SEJ (2008). 「250kW FiR 1 TRIGA研究炉 - ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）における国際的な役割と同位体製造、教育、訓練における地域的な役割」（PDF） .国際研究炉会議：安全管理と有効利用. 2019年3月17日閲覧。
  6. ^ a b c d e「VTTのFiR 1研究炉の廃止措置。ライセンス申請」（PDF）。VTTフィンランド技術研究センター。2017年6月20日。2023年4月5日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2019年3月17日閲覧。
  7. ^ 「VTTの研究用原子炉の使用済み燃料、米国でさらに利用へ」 VTT、2021年2月10日。 2021年2月11日閲覧。
  8. ^ a b c「FiR 1原子炉の廃止措置」 VTTフィンランド技術研究センター. 2021年. 2021年11月3日閲覧。
  9. ^ a b「フィンランド最古の原子炉、エスポーで廃止」 VTT、2024年6月18日。 2024年6月18日閲覧。
  10. ^ 「Julkisen talouden suunnitelma vuosille 2019–2022」（フィンランド語）。財務省。 2018年4月13日。 p. ３２．2019年3月17日に取得。

60°11′15.72″N24°49′51.41″E / 60.1877000°N 24.8309472°E / 60.1877000; 24.8309472

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