1. ３．３ ケーススタディ（その２）
《リサイクル原子燃料貯蔵技術》
３．３．１ 研究開発の概要
原子力委員会は、2005 年 10 月、原子力政策大綱において、使用済（リサイクル）燃料の再処
理政策を再確認し、使用済燃料の中間貯蔵は、使用済燃料が再処理されるまでの間の時間的な調
整を行うことを可能にする手段として重要であると明示している。
当研究所は、使用済燃料の中間貯蔵・輸送に関わる要素技術の試験・研究をわが国の他の研究
機関に先駆けて行ってきた。当該技術について、当研
二次蓋
究所は以下の強みを有している。
一次蓋
中間貯蔵は電気事業固有の課題であり、そのニー
ズや立地上の問題点を早期に把握し、解決するた
使用済燃料集合体
めの総合的研究力を有していること
内筒（ガンマ線遮へい体）
当研究所は使用済燃料などの輸送や貯蔵について、
20 年以上の研究実績があり、
海外の最新情報にも
精通していること
貯蔵と輸送の両分野で、国と電気事業の双方に学
高
さ
約
５
ｍ
中性子遮へい体
外筒
術的な立場で技術的な提言を行える国内随一のポ
テンシャルと実績を有すること
当研究所では金属キャスク貯蔵（貯蔵専用または輸
送 貯蔵兼用）
・
とコンクリートキャスク貯蔵(貯蔵専用)
を中心に、試験・研究を行ってきた。
外径約2.5ｍ
使用済燃料を貯蔵する金属キャスクの概念例
金属キャスクに関しては、事故時の安全機能確認な
どのために、主に以下の試験研究を実施してきた。
燃料被覆管の温度解析試験
被覆管クリープ試験
金属ガスケット長期密封試験
キャスクの落下事故試験
鋳鉄キャスク材料試験
キャスク上への重量物落下試験
地震によるキャスク転倒試験
使用済燃料を貯蔵するコンクリートキャスク
の概念例
コンクリートキャスクに関しては、主に以下の試験研究などを実施している。
要素技術試験
貯蔵施設設計
実物大コンクリートキャスク試験
安全規制の基礎資料整備
23

2. このようなリサイクル燃料の中間貯蔵技術の研究開始当時は、リサイクル燃料についてできる
だけ速やかに再処理を行うという考え方が主流であったため、その意義を疑問視する声もあった
が、現在では電気事業において必要不可欠な研究として認知されている。
当研究所にとって、当該技術に紐付いた直接のインカムは受託研究費以外にはまだないこと、
国内規制や国際的な標準を通して、
経済的便益がアウトカムとして生じること、
が特徴的である。
中間貯蔵技術の研究開発によって生み出された知的財産の価値は、電気事業や社会に相当程度
の波及効果をもたらしていると言える。これらを整理すると、知的財産価値評価に必要なリサイ
クル原子燃料貯蔵技術のアウトプット・アウトカムの因果関係が明らかになる。
外部社会
電中研
電力会社(電力業界)、キャスクメーカー
アウトプッ ト
ア ウトカム
キャスクメーカー
電中研の
研究者の
育成
会議、国際
セミナー開催
キャス クの
許認可プロ
セス
キャス クの
製造
キャス クの
販売および
収益化
特許出願
ノウハウ
電力会社、
メーカーの
特許出願、
論文投稿
政策への反
映（規格/指
標等の基準
作成）
報告書
特定企業
の事業独
占防止
電力会社
キャス ク貯蔵
施設の建設
著作権
（論文、マ
ニュアル
等）取得
キャスク貯蔵
の許認可プ
ロセス
プラス効果をもたらす
ことによる貢献
プール貯蔵
の継続
使用済み燃
料の再利用、
核燃料サイ
クルの実現
海外製金
属キャスク
の輸入
原子力発電
所の停止に
伴うコス ト
リサイクル
原子燃料
の中間貯
蔵コス ト
マイナス効果をもたら
すことによる貢献
「ﾘｻｲｸﾙ原子燃料貯蔵技術」の価値因果関係
３．３．２ 当研究所のアウトプット
(１)特許
中間貯蔵技術に関しては、
「放射性物質用貯蔵庫（出願番号：平 09-255692、住友金属鉱山と
共同出願）他 10 件の特許を出願しており、関連したノウハウも蓄積されていると考えられる。
登録された(権利化された)特許はまだない。共同研究も多く、電力会社および一般事業会社の
技術の向上に貢献している。
(２)報告書・論文などの著作物
当研究所において作成した現在までの研究報告書・論文も多数に上る。研究報告書は計 97 件
（ただし 92 年度以降）
、論文は計 31 件を数える（2005 年 10 月 5 日現在）
。またこれらを裏付
ける貴重な各種試験データも存在する。これらの報告書・論文・試験データに著作権があると
ともに、関連した技術のノウハウや学術的価値を蓄積していると考えられる。
なお、当研究所は論文発表・研究報告書作成以外にも、対外的に以下のような活動を行って
いる。
24

3. ■ 学術研究機関として国の委員会における活動(原子燃料ｻｲｸﾙに関する政策立案支援)
■ 国からの受託研究推進（ｷｬｽｸに関する様々な規格・基準の策定に反映）
■ 国内外の学協会標準・規格委員としての活動(ｷｬｽｸに関する民間規格・基準の策定に反映)
■ 中間貯蔵立地候補地などでの講演
■ 海外の中立機関などとの連携
■ IAEA 貯蔵研究会および中間貯蔵国際セミナーの開催
■ 海外協力
これらの活動にかかる著作物は多数に上る。その他、例えば、当研究所が作成を支援した資
源エネルギー庁が発刊したパンフレットは公衆の中間貯蔵に関する理解促進に一定の貢献をし
たと考えられる（2003 年 1 万セット、2006 年 5 千セット配布）
。
リサイクル原子燃料に関する様々なパンフレット （資源エネルギー庁
刊行）
３．３．３ 当研究所のインカム
本技術の当研究所インカムに関しては、一部受託研究のヒストリカルコストの算出にとどまっ
たが、その評価額は 160 億円程度であった。相当の経済的価値があると評価でき、当研究所の研
究能力について社会からも高い評価を得ているということができる。
３．３．４ 当研究所のアウトカム
中間貯蔵技術のアウトカムについて特徴的なのは、当研究所の研究成果が直接電力会社に便
益をもたらすというよりも、国内あるいは国際的な規格・基準の策定に影響を与えることを通
して間接的に便益をもたらし、さらに核燃料サイクルの実現に貢献する点である。この観点か
ら、当該技術にかかるアウトカムとしては、規格・基準への反映状況を詳述した上で、中間貯
蔵について金属キャスク・コンクリートキャスクを利用することによる便益(コスト削減効果)
を試算することにする。
(１) 外部社会のアウトプット(規格・基準類への反映など)
現在、電気事業者が操業に向け中間貯蔵施設の立地を進めており(2050 年までに計 2∼5 箇所
の施設が必要とされる)、国や学会においても、中間貯蔵の法令整備、安全審査指針及び技術要
件の策定や学会規格・基準の制定を行っているところである。
当研究所では、リサイクル原子燃料貯蔵の技術開発に先見性をもっていち早く取り組み、約
20 年間に亘り全所の総合力を発揮して推進してきた。常にその時点における社会的ニーズの一
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4. 歩先の技術開発を行ってきた。結果としてタイムリーに産出された数々の研究成果が、国内外
の規格・基準類に以下のとおり反映されている。直接的に反映されたものと間接的に反映され
たものとに分類する。
１）金属キャスク貯蔵技術に関する規格・基準類への反映
【直接的に反映されたもの】
●資源ｴﾈﾙｷﾞｰ庁「使用済燃料貯蔵施設（中間貯蔵施設）に係る技術検討報告書」2000 年
発電所敷地外に輸送･貯蔵兼用の乾式金属キャスクにより使用済燃料を貯蔵する施設の安全
審査に際して、技術上重要と考える基本的事項（技術要件）について、取りまとめた。
●日本原子力学会標準「使用済燃料中間貯蔵施設用金属キャスクの安全設計及び検査基準：
2004」(2004 年)
この標準は、金属キャスクの保管及び輸送上の基本的安全機能及び構造上の設計要求、並び
に各過程での検査項目及び検査方法を規定している。
●日本機械学会構造規格
「使用済燃料貯蔵施設規格―金属キャスク構造規格―」
JSME SFA1-2001
2001 年
この規格は、金属キャスクが使用済燃料貯蔵施設としての安全上の品質レベルを確保するた
め、使用済燃料の貯蔵機能と輸送機能を併せ持つ金属キャスクに求められる機能上の要求とそ
の運用を規定する。
●JIS材料規格G5504（鋳鉄）1998 年, 2005 年
この規格は、-40℃以上の温度で使用される肉厚 550mm 以下のフェライト地の厚肉球状黒鉛鋳
鉄品について規定する。
●米国機械学会(ASME)構造規格N-670（鋳鉄キャスク）2005 年
この規格は、日本機械学会構造規格「使用済燃料貯蔵施設規格―金属キャスク構造規格―」
JSME SFA1-2001 (H13)を基に、国際的規格である ASME 規格への取入れを行ったものである。
【間接的に反映されたもの】
●原子力安全委員会「原子力発電所内の使用済燃料の乾式キャスク貯蔵について」1992 年
これは、発電所敷地内の乾式金属キャスク貯蔵施設で使用済燃料を貯蔵する場合の安全審査
に当たって確認すべき事項について検討・決定したものである。安全設計の基本的考え方とし
て、除熱・密封・遮へい・臨界防止の 4 つの安全機能とこれら安全機能を維持するための構造
強度を有する設計であるべきとした。本決定に当たり、当研究所が実施した確証試験の成果等
の知見が参考にされた。
２）コンクリートキャスク貯蔵技術に関する規格・基準類への反映
【直接的に反映されたもの】
●日本原子力学会標準「使用済燃料中間貯蔵施設用コンクリートキャスク及びキャニスタ詰替
装置の安全設計及び検査基準：2005」2005 年
この標準は、燃料取替設備を設置しない使用済燃料中間貯蔵施設に用いるコンクリートキャ
スク及びキャニスタ詰替装置について、安全設計および検査の要求事項を規定している。
●日本機械学会構造規格「使用済燃料貯蔵施設規格―コンクリートキャスク及びキャニスタ詰
替装置およびキャニスタ輸送キャスク構造規格―」JSME SFB1-2003 2003 年
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5. この規格は、使用済燃料中間貯蔵施設の設備のうち、コンクリートキャスク及びキャニスタ
詰替装置、ならびにキャニスタ輸送キャスクに適用し、安全機能を確保する上で必要な構造上
の要求に関連する、材料、設計、製造、検査について規定する。
【間接的に反映されたもの】
●経済産業省原子力安全・保安院の安全審査技術要件「コンクリートキャスクを用いる使用済
燃料貯蔵施設の安全審査に係る技術要件」2004 年
発電所敷地外でのコンクリートキャスク貯蔵施設の安全審査に際して、重要な技術的基本事
項（技術要件）
、安全審査において技術的に考慮すべき事項等について、取りまとめたものであ
る。当研究所は、経済産業省総合資源エネルギー調査会原子力安全・保安部会
核燃料サイク
ル安全小委員会中間貯蔵ワーキンググループ委員として、取りまとめに協力した。
また、当研究所の研究者が執筆・投稿し、掲載された「ﾘｻｲｸﾙ原子燃料貯技術」に関わる海外
発表論文のサイテーション（引用度合い）は、Thomson Scientific 社を通じた調査によれば、
計 9 報の論文が収録され、
そのうち引用された論文数は 3 報、
総引用回数は 10 回となっている。
さらに、当研究所の研究成果は、各方面から表彰を受けており、学術的にも一定の評価を得
ていると判断できる。
「ﾘｻｲｸﾙ原子燃料貯蔵技術」の研究に関する受賞一覧
1992 年
1997 年
3月
2001 年
9月
2004 年
11 月
PATRAM （放射性物質輸送に関する国際会議）
Distinguished Poster Presentation Award（優秀ポスター発表賞）
"Animation of Environmental Assessment at Sinking of Vessel Transporting
Radioactive Materials"（放射性物質輸送船沈没時の環境影響評価のアニメーション）
日本原子力学会賞 技術賞
「使用済燃料の乾式キャスク貯蔵技術の安全性試験研究」
米国エネルギー省放射性物質輸送国際会議会長賞
"Demonstrative Test and Safety Evaluation of a Natural UF6 Transport Cylinder at High
Temperature"（天然六フッ化ウラン輸送物の耐火試験評価）
核物質管理学会論文賞
「放射性物質輸送物の規則適合性試験と性能確認試験」
(２)電力会社のインカム
１）中間貯蔵コストの削減
中間貯蔵によるコスト削減率は、鋳鉄キャスクとコンクリートキャスクを利用することで、
水プールを拡張する場合と比較して 60％以上のコスト削減効果が見込まれる。これは、3000 ト
ンの使用済燃料に換算すると 1000 億円を超えるコスト削減効果である。
使用済燃料を約 50 年間貯蔵する場合のコスト比較
（単位：水プール拡張手法を 100 とした場合のコスト低減率％）
水プール拡張
費用
鍛造キャスク
鋳鉄キャスク
ｺﾝｸﾘｰﾄｷｬｽｸ
100
43
38
35
(ランニングコスト、イニシャルコストを合計し、貯蔵期間最大 50 年間の累積費を現在価値換算した値を元に算出）
27

6. ２）原子力発電所の停止に伴うコスト増分の削減
使用済燃料の中間貯蔵は、原子力発電所の安定運転に貢献する。
通常、原子力発電所の運転に伴い、ほぼ毎年使用済燃料は発生し、一旦、原子力発電所付属
プールに保管される。しかしながら、このプール容量には限界があり、プール容量以上の使用
済燃料が発生した場合には、プールの外での貯蔵（すなわち、中間貯蔵）が必要になる。
もし、中間貯蔵ができない場合には、使用済燃料の行き場が無くなり、原子力発電所の運転
を停止しなければならなくなる。
原子力発電所を停止すると、
代替電力を火力発電所で得るか、
他電力から融通してもらうなどの必要がある。
この効果の定量評価はきわめて難しいが、多大な経済的影響を及ぼすことは容易に推定でき
る。
３．３．５．評価結果のまとめ
以上の検討結果から、リサイクル原子燃料貯蔵技術は、電気事業・社会に相当程度の波及効
果をもたらしていることが判る。
インプット（参考）
アウトプット
インカム
アウトカム
研究開発に投入
された資源・資本
研究開発によって創出される
直接的な成果（知的財産（狭義））
アウトプットによりもたらされる
直接的な経済価値
アウトプットが活用されることによりもたらされる
経済的・社会的・学術的な波及効果
研究費
特許
概算 13.8 億円
著作権
出願中
・規格・基準への反映
外部社会の 金属キャスク
アウトプット コンクリートキャスク
10件
・報告書・論文
報告書
97件
論文
31件
試験データ
多数
・啓発活動の著作物
（資源エネルギー庁作成
刊行物への協力）
ﾋｽﾄﾘｶﾙｺｽﾄ法を用いた
経済的価値の試算
【ｺｽﾄｱﾌﾟﾛｰﾁ】
160億円
相当
外部社会の
アウトカム
6件
3件
使用済み燃料の再利用・核燃料サイクルの実現
→ 我が国のｴﾈﾙｷﾞｰｾｷｭﾘﾃｨｰの強化、
地球温暖化抑制への貢献
電力会社・ 電中研のアウトプットを利用した、特許取得・
ｷｬｽｸﾒｰｶｰの キャスク製造、など
アウトプット
・中間貯蔵コストの削減
水プール増設と比較して
6割以上削減
電力会社の
鍛造ｷｬｽｸと比較して
1∼2割削減
インカム
・原子力発電所の停止
リスク軽減の効果
未評価
電中研の
アウトカム
・研究者育成
「リサイクル原子燃料貯蔵技術」の評価結果の概要
【プロジェクトの電気事業、社会への貢献】
当研究所が取組んできた中間貯蔵施設の実現に向けたプロジェクトは、わが国の原子燃料サ
イクル全体の運営に柔軟性を付与する役割を担うとともに、エネルギー備蓄効果も期待できる
ものである。中間貯蔵技術は、海外において既に様々な方式が実用化されているが、わが国は
地震が多く、また施設を沿岸に立地するなどの事情により、実用化のためには我が国固有の課
題も存在する。
当研究所は、本プロジェクトの開始に先立ち、自らも使用済燃料貯蔵の需要予測を行って中
間貯蔵の必要性を訴え、1983 年から先見性をもって独自にプロジェクトを推進してきた。
こうした中、2000 年６月に「核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律」が改
正施行され、原子力発電所の敷地外において使用済燃料の貯蔵事業が可能となった。また、関
連する省令も施行されるに至り、貯蔵事業を営む基本的な環境が整備された。その後、金属キ
ャスクやコンクリートキャスクに関わる技術要件が策定され、安全審査に際して技術的に重要
と考えられる基本的事項が取りまとめられた。原子力学会や機械学会においても、金属キャス
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7. クとコンクリートキャスクの安全設計基準や構造規格が策定され、キャスクの安全機能を確保
するための設計、製造、検査等に関わる取決めの明確化が図られてきた。
当研究所においては、地球工学研究所が中核となり、原子力技術研究所、材料科学研究所、
社会経済研究所などの専門家を結集し、自主研究及び国からの受託研究を推進するとともに、
国内外の関連学会における活動を通じて、金属キャスク貯蔵技術及びコンクリートキャスク貯
蔵技術に関する規格・基準類の策定を支援してきた。また、実際の使用済燃料を用いた試験研
究を海外研究機関と共同で実施して必要なデータを取得し、実用化に向けた取組みを強固なも
のとしてきた。
2005 年 11 月に、
東京電力と日本原子力発電が共同でリサイクル燃料貯蔵株式会社を設立し、
2010 年までの創業開始を目指してリサイクル燃料備蓄センター事業に着手したことは、
このプ
ロジェクトが目指してきた「金属キャスクの実用化」が達成されたものとして、明記しておき
たい。
【アウトプット／インカム／アウトカムの評価】
本プロジェクトの＜アウトプット＞は、研究報告書・論文と特許が主なものであるが、当初
から規格・基準・技術指針の策定支援を達成目標としていたため、特許を積極的に取得するこ
とはしなかった。
本プロジェクトがもたらした＜インカム＞は、２０年間に亘る受託研究資金（約 160 億円）
が圧倒的に大きな割合を占める。当研究所の学術性を踏まえ、規格・基準・技術指針の策定支
援を主目的としていたことの帰結と言える。
本プロジェクトの＜アウトカム＞は、使用済燃料貯蔵の需要予測を踏まえ、多分野に亘る研
究者の 現場知 （ノウハウ）から生み出された材料、設計、製造、検査に関わる広範な評価技
術を縦横に活用し、中間貯蔵方式実現に結実させた各種の規格・基準・技術指針である。
リサイクル燃料貯蔵株式会社のリサイクル燃料備蓄センターにおいては、当座、鍛造キャス
ク（金属キャスク）が導入される見通しであるが、既存の水プール貯蔵との比較において６割
近くのコスト削減効果がある。今後、鋳鉄キャスク（金属キャスク）が導入されれば、更にコ
スト・メリットが高まる。
中間貯蔵は、原子燃料サイクル全体の運営に柔軟性を付与することに大きな意義が認められ
る。中間貯蔵ができない場合には、原子力発電所を停止せざるを得ない事態も想定され、その
ような事態の回避に役立つことも、本プロジェクトがもたらす大きな便益であると考える。
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