かもめ105号原発と原発事故

原子力発電と福島第一原発事故解説

■ The daily olive news　　　　　2011/03/22　03944号　　■

【福島第一原発爆発事故解説】原子力災害対策特別措置法第十七条
原子力災害対策本部の長は、原子力災害対策本部長とし、内閣総理大臣をもって充てる。
//原子力災害対策本部長は、菅内閣総理大臣その人であります。

【原子力災害対策特別措置法】第十五条
主務大臣は、次のいずれかに該当する場合において、原子力緊急事態が発生したと認めるときは直ちに、内閣総理大臣に対しその状況に関する必要な情報の報告を行うとともに、次項の規定による公示及び第三項の規定による指示の案を提出しなければならない。

【原子力災害対策特別措置法２】
一第十条第一項前段の規定により主務大臣が受けた通報に係る検出された放射線量又は政令で定める放射線測定設備及び測定方法により検出された放射線量が、異常な水準の放射線量の基準として政令で定めるもの以上である場合。

【原子力災害対策特別措置法３】第十七条
原子力災害対策本部の長は、原子力災害対策本部長とし、内閣総理大臣（内閣総理大臣に事故があるときは、そのあらかじめ指定する国務大臣）をもって充てる。
２原子力災害対策本部長は、原子力災害対策本部の事務を総括し、所部の職員を指揮監督する。

【原子力災害対策特別措置法４】第十八条
原子力災害対策本部は、次に掲げる事務をつかさどる。
一緊急事態応急対策実施区域において指定行政機関の長、指定地方行政機関の長、地方公共団体の長その他の執行機関、指定公共機関、指定地方公共機関及び原子力事業者の原子力防災組織が防災計画又は原子力事業者防災業務計画に基づいて実施する緊急事態応急対策の総合調整に関すること。

■ The daily olive news　　　　　 2011/03/25　03947号　　■

http://www.olive-x.com/news_30/newsdisp.php?n=105936
□00.オリーブの声　:　【原子力発電と福島第一原発事故解説】

原子力発電は、蒸気でタービンを回して電気をつくる。
この蒸気を作るのに核分裂のエネルギーを使うのが原子力発電で、燃料として使われる物質はウラン235。
天然のウランの中には核分裂を起こさない（燃えない）ウラン238が99.3%と核分裂を起こす（燃える）ウラン235が0.7%含まれている。
原子力発電には燃えるウラン235の濃度を3％から5％まで濃くした（この過程を濃縮という）燃料が使われている。ウラン235に中性子が一つ当たると図に示すようにウランの原子核が二つにわれる核分裂が起こる。

図１
http://www.olive-x.com/news_30/newsdisp.php?n=105936

この分裂の時に中性子が2から3個飛び出し、同時に熱が発生する。
核分裂の時にでてきた中性子の数をうまく調整していき次々にウラン235に当てると核分裂反応を定常的に起こさせることができるようになる（これを臨界と云う）。
その時に発生する膨大な熱でお湯を沸かし、蒸気を発生させ、タービンを廻し、発電するのが原子力発電。

タービンを廻す蒸気は高温の方が効率がよく、火力発電では400度の蒸気が使われるが、原子力発電の場合は強い放射線によって機器が損傷されるため、２百数十度まで下げられる。核分裂反応によって発生する熱は2,400度（東京電力によると1700度）にもなるので２百数十度の蒸気を得るために、燃料棒の周囲にものすごい勢いで冷却水を流すことになる。

タービンを廻した後の蒸気の熱は復水器で冷やされ温排水として捨てられる。
原子力発電所が必ず海岸か大きな川、湖のそばにあるのは余分な熱を捨てるための冷却水がなければ発電が成り立たないためである。

原子炉の中に入れる燃料棒を図に示す。
図２
http://www.olive-x.com/news_30/newsdisp.php?n=105936

ウラン燃料ペレットは直径約8ミリ高さ約1センチの円筒形をしている。
これが長さ4メートル、厚さ1ミリ以下のジルコニウム合金の円筒形被覆管に数百個も詰められている。ウランは比重が大きく重いので、この針のような燃料棒は非常に注意して扱わないと自分の重さで壊れてしまう程のもの。核分裂を起こさせるとこの燃料棒の中に放射性の核分裂成分（死の灰ともいわれる）が必然的にたまっていく。

100万kW時の原子炉を１年間動かすと、一般人の摂取限度の2,500兆倍の放射性物質が炉心にたまる。その中にはプルトニウム239などのように長寿命（放射能の量が半分になる半減期が24,000年）の放射能も含まれていて、これら毒性の強い放射性物質は生物の生活圏から完全に隔離しておかなければ危険であるが、この技術はまだ確立されていない。核分裂の連鎖反応を定常的に維持するため図に示したように燃料棒の間に制御棒を入れ中性子の数を調整する。

死の灰から出される大きな崩壊熱は原子炉を止めても急には冷えない。制御棒を差し込んで反応を止めた後、発熱率が0.1％になるまでに約１ヶ月もかかる。これから分かるように、例え原子力発電を今日、直ちに止めたとしても、使用済燃料は10年以上にわたって冷却し続けなければならない。その間冷却に失敗すると燃料棒が溶けて放射性物質が環境中に放出され、大変な事故になる可能性がある。

沸騰水型（BWR）原子炉の概念図を図に示す。

この型の原子炉は加圧水型と違い、一次冷却水、二次冷却水の区別はなく、原子炉の中で直接お湯を沸かし蒸気を作っている。この蒸気を気水分離器という装置を使って取り出してタービンを廻し発電する。

その結果、沸騰水型原子炉ではタービンの外側まで色々な放射性物質で汚れることになる。そのため労働者被ばくが大きな問題となる。（23日にもタービン建屋で作業中の作業員が被爆した。）
また、図からわかるように原子炉から出た蒸気は大きなパイプを通ってそのまま格納容器の外に出ているので、万一パイプに破断が起きると原子炉からの放射能が直接環境中に放出されることになる。

図３
http://www.olive-x.com/news_30/newsdisp.php?n=105936

五重の壁とは
・第1の壁：ペレット、「燃料のウランを固めたもの。」

平常に運転しているときでもクリプトンやキセノンなど揮発性の放射能は燃料棒からしみ出して被覆管との隙間に溜まっているので、これらの放射能に対しては壁とは言えない。セシウムも沸点が700℃程度と低く、燃料棒損傷で放出されやすい。

・第2の壁：燃料棒（被覆管）

「350個のペレットが特別丈夫な金属の管の中に入れられている。」とあるが「特別に丈夫な金属」といわれているのはジルコニウムという金属。
これを使う理由は核分裂の時にでてくる中性子を吸収しにくいため。
この被覆管の厚さは0.8～0.9mm。ペレットの半径は約4mm、燃料棒の半径は約6mm。
ペレットの中心は2400度で、燃料棒の外側は280度、6mm程度の間で約1700度近くの温度差がある。

従って燃料棒を外からものすごい勢いで冷やしている。もし冷却水が漏れて故障が起これば燃料棒はどんどん熱くなってしまうことになる。
そして850度になるとジルコニウムは水と反応して燃え出して、放射能は外に漏れ出す。
ジルコニウムが燃えると水素が出来、水素爆発の危険がでて来る。スリーマイル原子力発電所事故では実際にこれが起き、福島第一原発でも起きたことは皆さんご存知のとおり。

・第3の壁、第4の壁、第5の壁

原子炉につながっているすべての配管を省略して原子炉を閉じこめた絵が描かれている。もしこのように原子炉が閉じこめられていたら、燃料を入れたり出したり、原子炉からタービンを回す蒸気を取り出したり、制御棒をコントロールしたり、冷却水を送り込んだり出来るわけがない。

実際にはこれらの目的のために何本もの太い管や細い管がこの壁を通っている。
特に多いのは原子炉の下の部分で、ブレーキの役目をする制御棒の穴が100 個くらい、炉心の中性子をモニターするための穴が30個もある。
制御棒を入れるための管をハウジングと云うが、浜岡原発の1号炉では、ハウジングと圧力容器との溶接部にひびが入っていてるものが多く、その一部から原子炉の水が漏れていた。

今回の福島第一原発事故では、格納容器、圧力容器自体に顕著な損傷が無くても、そこに通じている配管などが損傷し、漏れている可能性が高いものと見ている。

今回の福島第一原発事故の現時点評価

原因は、東北沖地震で起きた津波により、原子力発電所を稼動させている外部電源が喪失し、合わせて非常用電源が失われ冷却系統が機能しなくなったものと評価している。既に、政府の斑目原子力安全委員長が国会で「想定が無かった」と答弁しているが、３月１１日午後２時４６分に起きた地震の後、菅総理は１２日現地視察に行っている。

菅首相は、１２日午前７時すぎ、炉心冷却装置に異常が生じ、半径１０km圏内の住民に避難するよう指示が出ている福島第一原子力発電所を訪れ、関係者などから説明を受けている。その後同日１４：００頃、内部の圧力が上がった１号機原子炉格納容器の破損を防ぐため、作業員１名が弁の開放に向かい被爆した。その１時間半後の１５：２６分頃１号機建屋で水素爆発が起きた。

１、２、３号機が共に「電源喪失」状態に置かれたのは１１日１５時４１分で東電はこの時点で特定事象発生の通報を経済産業大臣、福島県知事、大熊町長、双葉町長と関係各機関へ行なっている。即ち、この時点で「電源喪失」と「冷却系異常」は当事者に認識されているはずであり、視察した総理の判断が問われることと、適切な報告がなされたのかが合わせて注視されているのである。

なお小紙が「電源喪失に基づく冷却能力喪失」の記事を書いたのは、１３日午後６時である。つまり、冷却系統喪失に基づく原子炉空焚きの危機管理に重過失があったものと小紙は見ているのである。そして、特定事象通報発出（法令に基づく）から水素爆発までの間に総理と斑目原子力安全委員長が現地視察を行い、現場責任者から報告を受けているのだ。