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| チェルノブイリの新たな安全収容施設 | |
|---|---|
Новий чорнобильський саркофаг | |
2017年10月、破壊された原子炉4号機の上に設置された新安全収容所 | |
ウクライナの廃墟都市プリピャチ近くのNSCの場所 | |
| 別名 | 新しいシェルター |
| 一般情報 | |
| 状態 | 不明、電源供給停止 |
| タイプ | 封じ込め構造 |
| 位置 | チェルノブイリ原子力発電所、プリピャチ、ウクライナ |
| 座標 | 北緯51度23分21秒 東経30度05分36秒 / 51.3893°N 30.0932°E / 51.3893; 30.0932 |
| 建設開始 | 2010年9月 |
| 完了 | 2016年11月[ 1 ] |
| 料金 | 21億ユーロ |
| クライアント | ウクライナ政府 |
| 身長 | 108メートル(354.3フィート)[ 1 ] |
| 寸法 | |
| 重さ | 31,000 トン[ 2 ] |
| その他の次元 | スパン260メートル(853.0フィート)、外部長さ165メートル(541.3フィート)[ 2 ] |
| 技術的な詳細 | |
| 構造システム | サンドイッチパネルで覆われたアーチ型の格子 |
| 材料 | スチール、ポリカーボネートのインナーパネル付き |
| 設計と建設 | |
| 主契約者 | Novarka と 50/50 のパートナーであるVinci Construction Grands Projets とBouygues Travaux Publics、および輸送用のMammoetと提携 |
| Webサイト | |
| https://www.chnpp.gov.ua/en/ | |
新安全閉じ込め施設(NSCまたは新シェルター、ウクライナ語:Новий безпечний конфайнмент、ローマ字: Novyy bezpechnyy konfaynment )は、1986年のチェルノブイリ原発事故で破壊されたウクライナのチェルノブイリ原子力発電所4号機の残骸を閉じ込めるために2016年に設置された構造物である。この構造物は、事故直後に原子炉の周囲に建設された一時的なシェルター構造物(石棺)も囲んでいる。新安全閉じ込め施設は、放射性汚染物質の放出を防ぎ、原子炉を外部の影響から守り、原子炉の解体と廃止措置を容易にし、浸水を防ぐために設計されている。[ 1 ]
新安全閉じ込め施設は、シェルター実施計画の一部であり、チェルノブイリ・シェルター基金によって支援されている大規模プロジェクトです。4号炉の放射性残骸を100年間閉じ込めることを主な目標として設計されました。 [ 1 ]また、設計基準を超える事故で原子炉が破壊された後、チェルノブイリの清算人が急いで建設した元の石棺を部分的に取り壊すことも目的としています。 [ 3 ]従来の格納容器ではなく閉じ込めという言葉が使用されているのは、ほとんどの原子炉格納容器の主な目的である放射性ガスの閉じ込めと、新安全閉じ込め施設の主目的である固体放射性廃棄物の閉じ込めとの違いを強調するためです。[ 1 ]
2015年、欧州復興開発銀行(EBRD)は、国際社会が1億ユーロの資金不足を解消することを目指しており、EBRDはチェルノブイリ廃炉基金の管理者としてその管理を行っていると発表しました。シェルター実施計画(その最も重要な要素である新安全収容施設)の総費用は約21億5000万ユーロ(23億米ドル)と推定されています。新安全収容施設の費用は15億ユーロです。[ 4 ]
フランスのコンソーシアムNovarkaは、パートナーのVinci Construction Grands ProjetsおよびBouygues Travaux Publicsと共同で、新しい安全な収容施設の設計と建設を行いました。[ 1 ]建設は2018年末に完了しました。[ 5 ]
2025年2月14日、ロシアによるウクライナ侵攻の際、ロシアの「ゲラン2」ドローン攻撃によりNSCに大きな損害が発生した。[ 6 ] [ 7 ]攻撃中に内部層と外部層の両方が破壊された。[ 8 ]
新安全格納容器の前身は、正式にはシェルター構造物と呼ばれ、しばしば石棺と呼ばれていました。1986年5月から11月にかけて建設されたシェルター構造物は、チェルノブイリ原子力発電所4号機内の放射性物質を閉じ込めるための緊急措置でした。シェルター構造物は放射能汚染を封じ込め、破壊された原子炉ユニットの事故後モニタリングを行うという点で、ある程度の成功を収めました。4号機の当初の放射性物質の最大95%が原子炉建屋の廃墟の中に残っていると推定されています。[ 9 ]
しかし、極限の状況と厳しい時間的制約の下で建設されたシェルター構造物は、恒久的な格納容器として使用されることを想定したものではありませんでした。[ 10 ] そのため、シェルターは長年にわたり劣化し、放射性物質が環境中に漏出するリスクが高まりました。さらに、シェルターは主に4号機建屋の残骸によって支えられていましたが、この建屋は最初の爆発によって損傷を受け、構造的に脆弱であると考えられていました。[ 11 ]
2004年から2008年にかけて、作業員はシェルターの屋根と西側の壁を補強しました。しかし、チェルノブイリ原子力発電所4号機の放射能汚染された残骸を引き続き封じ込めるためには、新たな封じ込めシステムの建設が必要と判断されました。
1992年、ウクライナ政府は石棺の建て替え案を募集する国際コンペを開催しました。様々な建設会社から394件の提案が提出されました。最終選考に残った19件のデザインが発表されましたが、明確な優勝候補はいませんでした。[ 11 ]
2006年にNew Civil Engineer誌の編集者に宛てた手紙の中で、英国の土木技師デビッド・ハスルウッドは、マンチェスターに拠点を置く彼の会社Design Group Partnershipが、建設作業員の放射線被曝を最小限に抑えるために現場外でアーチを建設するというアイデアを最初に考案し、その後、既存の石棺の上にアーチを滑らせたと主張している。ハスルウッドは、彼の会社がAEA Technologyと提携してウクライナ政府の設計コンペに提案を提出し、2位タイになったと主張している。[ 12 ]このアイデアは1996年に再び浮上し、欧州委員会プログラムTACISが実施した実行可能性調査で、シェルタープロジェクトの将来的な開発に関する一連の推奨事項の中に含まれた。[ 11 ]
1年後の1997年、G7原子力安全作業部会は、この研究の勧告を実施するための計画を策定するため、国際的な専門家チームを編成しました。その結果、シェルター建設に必要な手順を概説したシェルター実施計画(SIP)が策定されました。[ 13 ]
SIPは当初、1997年1月に着工し、2004年に完了する予定でした。しかし、立入禁止区域にはこのような複雑なプロジェクトを支えるインフラが不足しており、着工前にインフラ整備を行う必要があることがすぐに明らかになりました。官僚的な問題や、プロジェクトに関与する多数の組織間の調整問題がさらなる遅延を招きました。最終的に、ウクライナ政府と、プロジェクトの資金の大半を提供していた欧州復興開発銀行との間で請負業者選定をめぐる紛争が発生し、プロジェクトは1年以上も宙に浮いたままとなりました。[ 14 ]
その結果、プロジェクトの請負業者が選定されるまで2007年まで待たされました。9月17日、契約はフランスの建設会社であるヴァンシ・コンストラクション・グラン・プロジェクトとブイグ・トラヴォー・パブリックからなるコンソーシアム、ノヴァルカに授与されました。 [ 15 ] [ 16 ]ノヴァルカは単独で作業を行ったわけではありません。コンソーシアムは建設全体を通してウクライナ国内外の請負業者と協力し、最終的には24カ国の企業がプロジェクトに貢献しました。[ 17 ]
| 年 | 予定完了 |
|---|---|
| 2005 | |
| 2003年6月 | 2008年2月 |
| 2009 | 2012 |
| 2010年2月 | 2013年[ 18 ] |
| 2011年4月 | 2015年夏[ 4 ] |
| 2016年11月 | 2017年11月 |
| 2017年12月 | 2018年12月 |
主なプロジェクトマイルストーンは次のとおりです。
2022年2月24日、キエフの戦いの最中に、ロシア軍はチェルノブイリを占領した。[ 35 ]原子力発電所の占領は3月31日まで続き、ロシアはキエフ州から撤退を余儀なくされた。[ 36 ]占領によってその地域の放射線量は増加したが、これはロシア軍が赤い森の土壌をかき乱し、放射性粉塵を放出したためである。[ 37 ]新安全収容所は占領下でも無傷で生き残った。[ 38 ]
2025年2月14日、ロシアの攻撃ドローン「ゲラン2」 が新安全収容施設を攻撃し、甚大な被害を与えた。[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]発電所は声明を発表し、構造物の外側の被覆が貫通し、内側の被覆も損傷し、断熱層に火災が発生したと報告した。構造物の最内層は破損していなかった。ドローンはガントリークレーンの北側ガレージに衝突し、ガレージは構造的な損傷を受けたものの、完全に貫通していなかったためである。[ 42 ] [ 43 ]ロシアは責任を否定し、IAEAもどちら側にも責任を負わせていない。[ 44 ]初期の見積もりでは、修理費用は2,500万ドルとされている。[ 45 ]
攻撃直後、シェルターの屋根には限定的な修理が行われた。9か月後、IAEAの調査団が攻撃による被害状況を調査するために到着した。[ 46 ] 12月5日、IAEAは新安全収容施設が「収容能力を含む主要な安全機能を失った」と発表した。シェルターの構造的支柱や監視システムに恒久的な損傷はなかったものの、構造のさらなる劣化を防ぐには、近い将来、より包括的な修復が必要であるとIAEAは強調した。欧州復興開発銀行は、 2026年に修復のための財政支援を行うことを約束した。[ 47 ]
2025年10月1日、ウクライナエネルギー省は、ロシア軍による隣町スラヴティチへの空爆により、新安全収容所への電力供給が3時間にわたって遮断されたと発表した。ウクライナのウォロディミル・ゼレンスキー大統領は、ロシア軍は空爆によって新安全収容所の電力供給が危険にさらされることを十分認識していたはずであり、故意に核事故を起こそうとしたと非難した。[ 48 ]

新しい安全閉じ込め設計は、アーチ型の鋼構造で、内部の高さは92.5メートル(303.5フィート)、上部アーチ弦の中心間距離と下部アーチ弦の中心間距離は12メートル(39.4フィート)です。アーチの内径間は245メートル(803.8フィート)、外径間は270メートル(885.83フィート)です。アーチの寸法は、新しいシェルター内で機器を操作し、既存のシェルターを廃止する必要性に基づいて決定されました。構造物の全長は150メートル(492.1フィート)で、12ベイを形成するために12.5メートル(41フィート)間隔で組み立てられた13個のアーチで構成されています。原子炉建屋の既存の構造物の周囲に組み立てられた垂直壁(ただし、既存の構造物によって支えられていない)が構造物の端部を密閉します。
アーチは鋼管部材で構成され、外側は3層サンドイッチパネルで覆われています。これらの外側パネルは構造物の端壁にも使用されています。内部では、放射性粒子がフレーム部材に蓄積するのを防ぐため、各アーチは ポリカーボネートパネルで覆われています。
アーチの大部分は工場で製作され、原子炉4号機の西180メートル(590フィート)の組み立て現場に輸送された。管状部材の製造に使用された鋼鉄は、 2,500 kg/cm 2(250 MPa、36,000 psi )以上の 降伏強度を有する。
構造物の腐食を防ぐため、内壁と外壁にはステンレス鋼が採用されました。また、空調システムにより、パネルの層間に50Paの温風と乾燥風が循環し、腐食をさらに防ぎます。除湿装置により湿度を40%以下に維持することで、結露や水滴が構造物内部に侵入するのを防ぎます。[ 49 ] [ 50 ]
新しい安全な閉じ込めは、次の基準に基づいて設計されました。
新しい安全な隔離施設の基礎は、以下の主な要件を満たすように設計されました。
新安全収容施設の敷地は緩やかな傾斜地で、東側は標高117.5メートル(385フィート)、西側は標高144メートル(472フィート)となっています。基礎工事では、大規模な整地を行わずにこの標高差を吸収する必要がありました。
基礎が築かれた地盤は、地表直下に約2.5~3メートル(8~10フィート)の深さの人工層を含むという点で特異な構造をしています。この人工層は、事故による放射能汚染によって形成されました。人工層は、核物質、石、砂、ローム質砂、無鉄筋コンクリート、建設廃棄物など、様々な物質で構成されています。この土壌層の地質工学的特性を特定することは不可能と考えられています。そのため、基礎の設計においては、人工層の耐荷重特性に関する仮定は設定されていません。
チェルノブイリ原子力発電所の地下水位は、12月の平均109.9メートル(360.6フィート)から5月の平均110.7メートル(363.2フィート)まで変動します。
新たな安全閉じ込め施設の基礎設計については、複数の選択肢が検討されました。最終的な設計は、長さ21メートル(68.9フィート)の4.50メートル×1.00メートル(14.76フィート×3.28フィート)の基礎パネル2枚を3列並べ、高さ4メートル(13.1フィート)のパイルキャップを118メートル(387フィート)の高さまで設置するというものでした。この選択肢は、基礎工事のコスト、放射性土壌層の切込み数、作業員の被ばく線量、そしてさらなる汚染による環境へのリスクを最小限に抑えるために選択されました。基礎は、新たな安全閉じ込め施設が建設されたエリアと4号機周辺の最終設置エリアとの間にわずかな標高差があります。
土壌表層部の放射能濃度が高かったため、基礎工事に必要な掘削には特別な配慮が必要でした。チェルノブイリ原子力発電所の新安全封じ込め施設の概念設計者は、最初の0.3メートル(11.8インチ)の杭掘削にはロープ式グラブの使用を推奨しました。これにより、作業員が最も汚染された土壌部分に直接曝露されることが軽減されました。基礎杭のためのより深い掘削は、ベントナイトスラリー保護下で作動する油圧式クラムシェル掘削機によって行われました。
基礎は、最大水平加速度構造荷重に耐えられるよう設計されている。0.08 g の衝撃に耐え、 F3竜巻にも耐えられる。当初の設計では、F1竜巻にも耐えられることが求められていたが、F3竜巻が構造物に与える影響を評価するために、独立した設計基準を超える解析が実施された。

新型安全収容施設の組み立てに使用されたシステムは、民間の橋梁打ち上げ工法とカンチレバー工法を応用したものです。新型安全収容施設は、以下の手順で組み立てられました。
この組み立て工程は、構造物の設計された可動性を利用して作業員と原子炉建屋との距離を最大限にし、放射線被曝を最小限に抑えたため、有利であるとみなされました。
各ベイが完成するにつれて、換気システム、放射線監視、配管、電気設備 などのインフラ設備が設置されました。
新安全閉じ込め施設は4号炉の西180メートル(590フィート)に建設され、所定の位置にスライド設置されました。基礎レールに沿って構造物をスライドさせるのは困難な作業でした。テフロン製のパッドの上を油圧ピストンで押し、レーザー誘導によって設置されました。[ 26 ] 2018年現在、新安全閉じ込め施設は世界最大の移動式陸上構造物です。[ 51 ] [ 24 ] [ 52 ]
構造物を移動させる方法としては、当初2つの選択肢が検討された。油圧ジャッキで構造物を前方に押し出すか、太い多重鋼鉄ケーブルで構造物を引っ張るかである。前者の選択肢では、ジャッキを押すたびに油圧ジャッキの位置を変更する必要があった。この作業では、作業員がシステムに触れる回数が増え、作業員の放射線被ばく量も増加する。後者の選択肢は、作業員の放射線被ばく量が少なく、24時間以内に構造物を最終位置に移動できるため、当初選択された。しかし、構造物は油圧ジャッキを用いて移動され、2016年11月14日に327メートル(1,073フィート)の移動が開始され、11月29日に完了した。[ 5 ] [ 24 ]
新安全収容施設の運用段階には、旧シェルター構造物に付随する不安定な構造物の解体が含まれます。解体という目的のため、新安全収容施設のアーチと基礎の耐荷重能力には大きな要件が課せられます。これらの構造物は、解体された構造物だけでなく、解体作業に使用する吊り下げクレーンの重量も支えなければならないためです。
新しい安全な閉じ込め設計には、アーチから吊り下げられた2つの橋型クレーンが含まれています。 [ 53 ]これらのクレーンは共通の滑走路を東西に移動し、それぞれのスパンは84メートル(276フィート)です。
各クレーンは、交換可能な様々な台車を搭載できます。新型安全収容施設には、以下の3種類の台車が設計されています。
クレーンの台車の互換性により、解体する最大の部材を回転させることが可能となり、新しい安全収容施設の全体サイズが約 1 アーチ ベイ分縮小されます。
解体対象部材をクレーンで撤去した後、除染できる程度の大きさに細分化する必要があります。解体対象部材の主な汚染物質は、ほとんどが表面の浮遊粉塵であると予想され、簡単に除去できます。除染は、HEPAフィルター付きの掃除機、グリットブラスト(鉄鋼部材の場合)、およびスカリファイング(コンクリート部材の場合)を使用して行われます。可能な限り除染された後、部材はさらに細分化されて最終処分されます。細分化ツールには、プラズマアーク切断トーチ、ダイヤモンド円形切断ホイール、ダイヤモンドワイヤー切断などがあります。解体プロセス用に選択されたツールは、個人および集団の放射線被ばくの最小化、発生する二次廃棄物の量、遠隔操作の実現可能性、切断効率、火災安全性、資本コスト、運用コストなど、いくつかの要素に基づいて選択されました。
解体作業で発生する廃棄物の具体的な処分方法はまだ決まっていませんが、低レベル廃棄物については新安全貯蔵庫の外に埋設し、中レベルおよび高レベル廃棄物については新安全貯蔵庫内で長期保管することが考えられます。2018年現在、燃料含有物質の処分および処理に関する方針は未定です。
シェルター構造の以下の要素は解体される予定です。
| 要素 | 量 | それぞれの質量(トン) | それぞれの長さ(メートル) | それぞれの長さ(フィート) |
|---|---|---|---|---|
| 南面屋根のフラットパネル | 6 | 31 | 28.7 | 94.2 |
| 南面屋根のフラットパネル | 6 | 16 | 28.7 | 94.2 |
| 南部のホッケースティックパネル | 12 | 38 | 25.5 | 83.7 |
| マンモスビーム | 1 | 127 | 70 | 229.7 |
| 北梁B1 | 1 | 65 | 55 | 180.4 |
| 南ビームB1 | 1 | 65 | 55 | 180.4 |
| ノーザンホッケースティックパネル | 18 | 9 | 18 | 59.1 |
| イースタンホッケースティックパネル | 1 | 7.25 | 7 | 23.0 |
| 軽い屋根 | 6 | 21 | 36 | 118.1 |
| 配管屋根 | 27 | 20 | 36 | 118.1 |
| 北ビームB2 | 1 | 57 | 40 | 131.2 |
| 南ビームB2 | 1 | 57 | 40 | 131.2 |
| 合計 | 85 | 1944.25 |
解体対象となる要素は、いくつかの広範な材料タイプに分類されます。
新安全閉じ込め区域内の核廃棄物の除去と保管については、廃棄物の除去戦略は3つのシステムに分かれている。[ 55 ]固体核廃棄物の処分には、チェルノブイリ・サイトの近くに建設されたベクター放射性廃棄物貯蔵施設[ 56 ]が使用された。この施設は、固体放射性廃棄物管理産業コンプレックス(ICSRM)と核廃棄物貯蔵施設[ 57 ]から構成され、ドイツの原子力廃止措置企業でありロシアのアトムストロイエクスポートの子会社であるニューケム・テクノロジーズによって建設されている。この貯蔵庫は、75,000立方メートル(98,000立方ヤード)の物質を収容できると報告されている。[ 58 ] [ 59 ]この貯蔵庫は、一時的な高レベル廃棄物と、低・中レベルの長期廃棄物の貯蔵の両方に用いられる。[ 60 ] [ 61 ]
液体放射性廃棄物処理施設(PLRWM)は、チェルノブイリ原子力発電所から液体の放射性廃棄物を除去、貯蔵、処理するために建設されました。[ 62 ] [ 63 ]処理された液体は200リットルのバレルで固形廃棄物に変換され、年間2,500立方メートルの割合で長期貯蔵されます。[ 64 ]
使用済み燃料は使用済み燃料貯蔵施設に長期保管されます。[ 55 ] [ 62 ]この施設には232個の核廃棄物貯蔵容器が100年間保管される予定です。[ 65 ]
新安全閉じ込め施設の建設中、主原子炉からの距離が確保されていたにもかかわらず、建設作業員は依然として放射線にさらされていました。スリップ作業が始まる前は、放射線の影響で建設作業員は一度に30分しか現場に滞在できなかった可能性があります。[ 66 ]コンクリート基礎により、構造物の組み立て時に作業員への放射線量は低減され、建設中は除染された住居が労働者に提供されました。[ 66 ]
シェルター内の放射性粉塵は数百個のセンサーで監視されている。 [ 49 ]「ローカルゾーン」の作業員は2台の線量計を携行しており、1台はリアルタイムの被曝量を表示し、もう1台は作業員の線量記録用の情報を記録する。[ 20 ]作業員には1日および年間の放射線被曝限度がある。限度に達すると線量計がビープ音を鳴らし、作業員の現場立ち入りは取り消される。[ 20 ]年間限度(20ミリシーベルト)に達するには、1986年の石棺の屋根の上に12分間、または煙突の周りで数時間過ごす必要がある。[ 17 ]作業員は安全のための追加的な対策として、新安全収容施設を出る前に放射線被曝量をチェックする必要がある。[ 67 ]
新安全隔離室内での作業員への被ばくを最小限に抑えるため、多くのロボットやツールを用いてシェルター内の物体と遠隔でやり取りを行っています。設置されている2基の橋形クレーンは隔離された制御室から操作できるため、作業員に危険を及ぼすことなく解体作業を行うことができます。[ 54 ]新安全隔離室内での放射線マッピングのために、ロボットは人間が立ち入ることができない高汚染区域と、作業員が通常通る経路の代替として配備されています。[ 68 ] [ 69 ]
ボストンダイナミクスのスポットモデルは、放射線量の高い地域に導入され、放射線にさらされた表面との接触点を最小限に抑えることで、追加の放射線スパイクを引き起こすことなく詳細な放射線マッピングを提供しています。[ 68 ]導入されたシステムは、作業員に危険を及ぼすことなく、新安全閉じ込め区域の奥深くにある4号炉内部を観察することができました。[ 70 ]
欧州復興開発銀行(EBRD)は、新しい安全収容施設の建設の監督を含むシェルター実施計画の管理を担当している。[ 71 ]
隣国ロシアとの10年にわたる戦争に巻き込まれた発展途上国であるウクライナは、新安全収容施設を自力で適切に維持するための十分な資源が不足しているのではないかと懸念されている。2019年、プロジェクト副マネージャーのヴィクトル・ザリゼツキー氏は、「ウクライナは、この施設の維持管理を単独で行うことになるだろう」と述べた。[ 72 ]
。労働者たちは、チェルノブイリ原子力発電所の爆発した原子炉を覆うことになる巨大なアーチ型構造物の第1セクションを持ち上げました。