資料3-1東京工業大学における核不拡散・核セキュリティに関する研究と　人材育成（パワーポイント資料）（東京工業大学説明資料）

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まなよせ
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1 資料 3-1 科学技術学術審議会研究計画評価分科会原子力科学技術委員会核不拡散核セキュリティ作業部会 ( 平成 28 年 6 月 23 日 ) 東京工業大学における核不拡散核セキュリティに関する研究と人材育成東京工業大学グローバル原子力安全セキュリティエージェント教育院齊藤正樹 1

2 報告内容 1. 平和と持続的発展に向けた軍事転用困難なプルトニウムの研究 (1) プルトニウムの核拡散抵抗性 (2) マイナーアクチニドは核のゴミですか? (3) もんじゅについて (4) 核不拡散体制強化の課題と提言 (5) まとめ 2. グローバル原子力安全セキュリティエージェント養成 (1) プログラムの背景と目的 (2) 教育プログラムの概要 (3) 産官学連携による指導 (4) 原子力安全セキュリティ保障措置 / 核不拡散分野における人材育成の課題と提言 2

3 1. 平和と持続的発展に向けた軍事転用困難なプルトニウムの研究要旨使用済み燃料に含まれるマイナーアクチニド (MA) を軽水炉のウラン燃料や高速増殖炉のブランケット燃料に少量添加すると燃料中に核兵器転用困難な 238 Pu の同位体割合を増加させ高い核拡散抵抗性を有するプルトニウムを生成 (Protected Plutonium Production:PPP(P 3 )) することが可能である現在厄介な核のゴミとして扱われている MA は決してゴミではなく将来の人間社会の平和と繁栄を支える貴重な宝である P 3 科学技術は核不拡散の多重障壁の 1 つの物質障壁における同位体組成に着目しその同位体組成を核反応によって制御しこの障壁を強固にして核拡散抵抗性を強くする科学技術でありプルトニウムの場合はこの障壁を破ることは極めて困難である 3

4 1. 平和と持続的発展に向けた軍事転用困難なプルトニウムの研究要旨 ( つづき ) 科学技術は人類に多くの貢献をもたらしたしかし 20 世紀の科学技術は人類を抹消する可能性のある核兵器を生んだ科学技術の進歩にはそれを正しく制御するメカニズム ( 人類のための正しい政治 ) が必要である 21 世紀に生まれた P 3 科学技術は人類のための正しい政治と連携して核兵器なき世界の実現に向け大きく寄与することが期待されるもんじゅは余剰プルトニウムを効率的に燃やしながら (Pu Eater) かつ核拡散抵抗性の高い軍事転用困難なプルトニウムを増殖する (Pu Breeder) 核不拡散上極めて重要な技術の実証に向けた国際研究開発拠点として再構築し将来のエネルギー安全保障のみならず原子力の平和利用と核不拡散の両立の観点からも人類史上初めての挑戦を国は高い志を持って揺るぎなく進めるべきである 4

5 (1) プルトニウムの核拡散抵抗性原子力の平和利用を地球規模で円滑に進めて行くためには核不拡散に向けた国際的条約などの政治 ( 外交 ) 活動は当然重要であるがこれらは基本的には国際的な信頼に基づく約束ごとであって本質的な意味における核不拡散の問題の解決策ではない国際的な破壊行為をする集団 ( 国際テロ ) やならず者国家に対しては限界があるより本質的に重要なのは使用する核物質そのもの自身が核拡散に対して固有の強い防護特性 ( 核拡散抵抗性 ) を有することであり平和目的の利用には有効に使えるが軍事的には転用が非常に困難な核物質に変換することである 5

6 Pu 同位体の自発核分裂中性子と崩壊熱 570 崩壊熱 (W/kg) Pu: E+3 9.1E+2 1.7E+3 2.0E-2 5.0E-2 自発核分裂中性子数 (n/g s) 6

7 Sources Currently Used for Assessment of Proliferation Resistant Properties for Plutonium IAEAInformation Circular (Unofficial electronic edition) INFCIRC/153 (Corrected) June 1972 GENERAL Distr. Original: ENGLISH The Structure and Content of Agreements Between the Agency and States Required in Connection with the Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear Weapons PART II EXEMPTIONS FROM SAFEGUARDS The Agreement should provide that the Agency shall, at the request of the State, exempt nuclear material from safeguards, as follows: Special fissionable material, when it is used in gram quantities or less as a sensing component in instruments; nuclear material, when it is used in non-nuclear activities in accordance with paragraph 13 above, if such nuclear material is recoverable; Plutonium with an isotopic concentration of plutonium-238 exceeding 80%. 7

8 原子力発電所からの使用済み燃料 (33GWd/tHM, 3 年冷却 ) ウラン新燃料 33GWd/tHM ( 核反応エネルギー ) 使用済み燃料 Am % Am-242m 0.07% Cm % Cm % 56.93% Am % Cm % % Fresh fuel 1,000 kg U kg 0.93 kg 9.0 kg PWR 33 GWd/tHM FP MA Pu % U 238 Np % 1.46% 26.22% % % 8

9 HM fraction (%) 軽水炉における Pu の生成挙動 1E U 1E Pu 1E Pu 1E Pu 242 Pu 238 Pu 1E Burnup (GWd/tHM) 9

10 (2) マイナーアクチニドは核のゴミですか? 20 世紀においては核のゴミとして取り扱われてきた 21 世紀では貴重な宝であるその理由は? 10

11 核反応チェーン Main transformation (PWR 型軽水炉 chain ) 11

12 HM fraction (%) HM fraction (%) 軽水炉における Pu の生成挙動の比較 (5% 濃縮ウラン酸化物 ) (10% 濃縮ウラン酸化物 +2%Np) 1E U 237 Np 1E Pu 1.5 1E Pu Pu 238 Pu 1E Pu 242 Pu 238 Pu Pu 241 Pu 1E Burnup (GWd/tHM) Burnup (GWd/tHM) 242 Pu 12

13 核拡散抵抗性の高い Pu を増殖する高速増殖炉サイクル劣化ウラン再処理 (RU,PPu, MA) 核拡散抵抗性の高い余剰 Pu の貯蔵 (PPu) RU, PPu RU, MA 燃料製造 ( 炉心 ) 燃料製造 ( ブランケット ) 劣化ウラン (U, PPu) U, MA 高速増殖炉炉心ブランケット U, PPu,MA, RU: 回収ウラン PPu: 核拡散抵抗性の高い Pu MA: マイナーアクチニド 13

14 Protected Plutonium Production (P 3 ) の定義 (God) (Human being) n + NU Pu MA + n (Fuel Production) (240) (242) (Fuel Protection) <<Nuclear Harmonization>> 14

15 従来の核変換 ( 消滅 ) との違い従来のプロジェクト FP 目的 n MA 核廃棄物の低減 (MA : 核廃棄物 ) FP PPP プロジェクト Protected Pu の生成核不拡散 n MA Pu 238 (MA: 238 Pu 等の親物質 ) 高い燃焼度 ( 長寿命炉心 ) n U 238 Pu 239 (MA: 可燃性毒物 ) 核廃棄物 (?) の有効利用 (MA : 貴重な宝 ) 15

16 P 3 技術に基づく核拡散抵抗性の高い原子力システム有効利用ウラン資源 238 U 239 Pu (Fuel Production) 核廃棄物? (Np, Am, Cm) 将来の原子力システム Protected Pu MA Production (P 3 ) 239 Pu Pu (Fuel Protection) 238 Pu, 240 Pu, 242 Pu 長寿命原子炉世界の新しい市場開拓 16

17 P 3 メカニズムの原子炉による検証この P 3 メカニズムを中性子エネルギースペクトルの異なる国内外の 2 種類の研究炉 (JAEA の高速実験炉常陽と米国アイダホ国立研究所の熱中性子研究炉 ATR(Advanced Test Reactor) で実証した 17

18 Relative amount of 237 Np and 238 Pu P 3 メカニズムの高速実験炉常陽での検証 Np-237 (fuel (core) stack region) 237 Np-237 (reflector (reflecto) region) 238 Pu-238 (fuel (core) stack region) 238 Pu-238 Pu (reflector (reflector) region) Reflector region Fuel stack region Total neutron fluences (10 n/m 2 ) 18

19 核拡散抵抗性の高いプルトニウム生成原理確認実験を米国アイダホ国立研究所 Advanced Test Reactor (ATR) 炉で実施 ATR 施設外観 ATR 原子炉概略図 ATR 原子炉内部文部科学省革新的原子力システム技術開発公募事業強い核拡散抵抗性を有する Pu を生成する革新的原子炉技術開発 ( 平成 15 年度 ~ 平成 19 年度 ) ( 写真提供 : 米国アイダホ国立研究所 ) 19

levels Samples for Irradiation about 20 Samples for un-irradiated about 6 Irradiation

20 Sample Irradiation Tests in ATR PIE (INL) ATR Core S p e c i m e n f o r I r r a d i a t i o n (dimensions ; in inches) Sample Holder :Irradiation Hole Np/U Ratio about 3 levels Samples for Irradiation about 20 Samples for un-irradiated about 6 Irradiation Parameter about 3 levels Thermal Flux ATR:φth=max ( ref. JMTR:φth=max ) 20

21 Concentration (μg / ghm initial) Concentration (μg / ghm initial) Concentration (μg / ghm initial) Np の添加の違いによる Pu239 と Pu238 生成の比較 Np 2 添加 Np 5% 添加 Np 10% 添加 Np 2% Sample Pu238 & Pu239 Np 5%-Sample Pu238 & Pu Np 10%-Sample Pu238 & Pu239 Pu238-5%L(PIE) Pu238-5%S(PIE) Pu238-2%L(PIE) Pu238-2%S(PIE) Pu239-5%L(PIE) Pu239-5%S(PIE) Pu239-2%L(PIE) Pu239-2%S(PIE) Pu238-5%L(Cal) Pu238-5%S(Cal) Pu238 Pu238-2%L(Cal) Pu238-2%S(Cal) Pu239-5%L(Cal) Pu239-5%S(Cal) Pu239-2%L(Cal) Pu239-2%S(Cal) Pu238 D4 5% L Pu238 E4 5% L Pu238 F3 2% L Pu238 D3 2% S Pu238 E1 5% S Pu239 D4 5% L Pu238 F2 2% S Pu239 F3 2% L Pu239 E4 5% L Pu239 E1 5% S Pu239 S Pu239 D3 2% S Pu239 F2 2% S Pu239 S Pu239 S Pu239 L Pu239 L Pu238 Pu239 L Pu238-10%L(PIE) Pu238-10%S(PIE) Pu239-10%L(PIE) Pu239-10%S(PIE) Pu238-10%L(Cal) Pu238-10%S(Cal) Pu239-10%L(Cal) Pu239-10%S(Cal) Pu238 Pu238 C4 10% L Pu238 F4 10% L Pu238 G1 10% S Pu238 F1 10% S Pu239 C4 10% L Pu239 F4 10% L Pu239 G1 10% S Pu239 F1 10% S EFPD EFPD EFPD 21

22 22

23 (3) もんじゅについて高速増殖炉のビジョン ( 研究開発目標 ) の見直し原点に戻って今後の高速増殖炉のビジョンを徹底的に見直すべきである閉鎖的な議論ではなく国民も含めて国全体でもう一度議論することが重要である透明性を高めて情報公開を徹底し広く国民に意見を求め国の政策に反映すべきである 1 2 その際に考慮すべき点を以下述べる将来の高速増殖炉システムの安全性と経済性の実証長期的なエネルギー安全保障の確立 ( 核燃料の自給 ( 燃料の増殖とサイクルの確立 )) 3 地球環境保全 ( 核変換による核廃棄物の減容と毒性の低減の実証 ) 4 原子力の平和利用と核不拡散の両立の実証 ( 余剰プルトニウムの効率的な燃焼 (Pu Eater) と核拡散抵抗性の高い軍事転用困難なプルトニウムの増殖 (Pu Eater)) 23

24 高速増殖炉の開発目標 24

25 (4) 核不拡散体制強化の課題と提言 1) 核不拡散における多重障壁と P 3 科学技術 P 3 科学技術は核不拡散の多重障壁の 1 つの物質障壁における同位体組成に着目しその同位体組成を核反応によって制御しこの障壁を強固にして核拡散抵抗性を強くする科学技術でありプルトニウムの場合はこの障壁を破ることは極めて困難であるさらに技術障壁や外在的処置と組み合わせて国家 ( ホスト国家 ) による核兵器もしくは核爆発装置の取得を意図して行う核物質の転用や未申告生産技術の不正用を防ぐ強い核拡散抵抗性を有する新しい原子力科学技術政策を世界に先駆けて推進すべきである 25

26 核拡散抵抗性の多重障壁 ( 深層防護 :Defense in Depth) 物質障壁 (Material Barriers) PPP は同位体障壁! 技術障壁 (Technical Barriers) 外在的 ( 制度的 ) 障壁 (Extrinsic (Institutional) Barriers) 26

27 (4) 核不拡散体制強化の課題と提言 2) 核兵器なき世界の実現に向けて核兵器なき世界の実現に向けた核不拡散の課題は科学技術的な側面と政治的な側面がありその目標を達成するためには両者の密接な連携が不可欠であるしかし残念ながら現状は両者間のコミュニケーションが極めて不足している今後は政治 ( 外交 ) と科学技術とが密に連携した包括的外交戦略で原子力の平和利用と核不拡散の両立に向けさらには核兵器なき世界の実現に向け我が国は国際社会のイニシアチブをとって進むべきである 27

28 原子力平和利用と核不拡散の両立に向けた包括的戦略 ( 科学技術力 + 政治 ( 外交 ) 力 ) 核拡散抵抗性物理的防護国家による脅威 ( 核物質の転用未申告生産原子力施設の不正使用 ) ハードパワー科学技術力ソフトパワー政治力非国家主体による脅威 ( 核物質の盗取妨害破壊行為等 ) 核兵器のない世界 28

29 (4) 核不拡散体制強化の課題と提言 2) 核兵器なき世界の実現に向けて ( 続き ) 科学技術は人類に多くの貢献をもたらしたしかし 20 世紀の科学技術は人類を抹消する可能性のある核兵器を生んだ科学技術の進歩にはそれを正しく制御するメカニズム ( 人類のための正しい政治 ) が必要である 21 世紀に生まれた P 3 科学技術は人類のための正しい政治と連携して核兵器なき世界の実現に向け大きく寄与することを期待する 29

30 IAEA の年報 ( 2006 年版 ) 2 回の IAEA 諮問会議東工大で IAEA と共催で国際会議 30

31 P 3 に関する国際科学技術フォーラム 31 31

32 2. グローバル原子力安全セキュリティエージェント養成要旨東京工業大学は文部科学省の支援により人類の生存基盤を脅かす核拡散核テロ大規模な原子力災害や緊急被ばく問題等のグローバルな原子力危機の分野において国際的リーダーとして活躍する人材を育成することを目的として修士博士一貫学位プログラムである博士課程教育リーディングプログラムグローバル原子力安全セキュリティエージェント養成を平成 23 年度より実施しているこの教育プログラムは深い専門性はもとより幅広い社会性や国際性更に豊かな人間性を養い時代の流れを俯瞰しながら高い志を持って人々のために社会のために世界のために貢献するリーダーを育成することを教育目標として原子力を専門とする学生の中から厳選された学生がグローバルトップリーダーを目指して博士の学位を修得する学位プログラムである 32

33 33

34 プログラムの背景 (1) 1 石油資源の枯渇新興国のエネルギー消費量の爆発的増加エネルギーの長期安定確保は喫緊の課題多くの国が原子力導入と自然エネルギー開発を進めている年 9 月 11 日米国で大規模国際テロ発生原子力発電所も国際テロのターゲットとなっていた年 7 月 G8 洞爺湖サミット開催原子力 3S(Safety( 安全 ) Security( 核セキュリティ ( 核テロ対策 )) Safeguards( 核不拡散保証措置 )) の重要性が議論される我が国が 3S のイニシアチィブをとることを宣言年 4 月ワシントンで核セキュリティサミット開催我が国が世界の核セキュリティ強化のための支援センターを設置することを表明 34

35 プログラムの背景 (2) 年 3 月 11 日東日本大震災発生福島第一原子力発電所の苛酷事故 ( 大規模原子力災害 ) が発生福島第一原子力発電所での津波と水素爆発 35

36 プログラム全体の目的人類の生存基盤を脅かす核拡散核テロ大規模な原子力災害や緊急被ばく問題等のグローバルな原子力危機 ( 原子力安全セキュリティ分野 ) における諸課題を解決し平和で安全安心な生活を保障する人間社会の構築を目的として高い国際交渉能力を有し国内外の原子力関連の産官学界で国際的リーダーとして活躍する人材グローバル原子力安全セキュリティエージェントを養成する 36

37 解決すべき課題と産官学連携 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 テキサス A&M 大学 (Disaster City) での放射性物質回収実習 43

44 44

45 (4) 原子力安全セキュリティ保障措置 / 核不拡散分野における人材育成の課題と提言原子力安全核セキュリティ保障措置 / 核不拡散に関する専門知識を有する人材の確保育成は我が国の原子力政策を確実に推進するための根幹である中央省庁地方自治体さらに関連する産業界は原子力安全核セキュリティ保障措置 / 核不拡散分野の人材育成を大学等と密接に連携して戦略的効率的効果的に実施することが望ましい原子力安全核セキュリティ保障措置 / 核不拡散の分野における職員のスキルアップキャリアーアップ制度の整備のみならず職員の国内の関連機関への派遣や留学また研修などを通じて資格取得の機会を付与し将来有望な人材育成を戦略的に進めるべきである 45

46 特に核セキュリティ文化 ( 核テロ対策 ) に関する認識は我が国の社会全体を通じて非常に薄い従って十分な人材が育っていないのが現状である東京オリンピックを目の前に迎えるに際してその人材育成は緊急の重要な課題であるまたサイバーセキュリティ分野の研究と人材が非常に不足しているサイバーセキュリティ強化のための対応が急務である原子力災害時の緊急対応については海上保安庁警察庁消防庁などとの密接な連携が不可欠であるが原子力に関する知識や原子力災害時の実践的な練が不十分であるテキサス A&M 大学における災害対応訓練施設 (Disaster City) 等を参考にして原子力災害対応訓練施設の整備が緊急の重要な課題である ( 図 16) 福島原子力発電所事故対応の反省から原子力災害の規模に応じて原子力災害の発生から一定時間内に ( 例えば 24 時間以内 ) に人材資材機材を災害現場に運搬して災害対応支援が可能な指揮命令系統が統一された原子力災害即応部隊 ( 原子力緊急レスキュー部隊 ) の創設および設備訓練の強化機材の開発等が重要な課題である 46

47 テキサス A&M 大学における災害対応訓練施設 (Disaster City) 47

Microsoft Word - 表紙.doc

Microsoft Word - 表紙.doc 文部科学省革新的原子力システム技術開発公募事業平成 19 年度強い核拡散抵抗性を有する Pu を生成する革新的原子炉技術開発成果報告書 ( 概要版 ) 東京工業大学本報告書は電源開発促進対策特別会計法に基づく文部科学省からの委託研究として東京工業大学が実施した平成 19 年度強い核拡散抵抗性を有する Pu を生成する革新的原子炉技術開発の成果を取り纏めたものですしたがって本報告書の複製

資料3-1東京工業大学における核不拡散・核セキュリティに関する研究と 人材育成（パワーポイント資料）（東京工業大学説明資料）

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