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プールの使用済み核燃料もメルトダウンの可能性 〜再臨界の可能性も!〜 (浜岡原発、巨大地震対策、虹のネットワーク)
http://www.asyura2.com/11/genpatu7/msg/232.html
投稿者 梵天 日時 2011 年 3 月 16 日 10:25:38: 5Wg35UoGiwUNk
 

 福島第1原発4号機のプールに貯蔵されている「使用済み核燃料」でおきていると思われる事について解説したHPを見つけましたので、参考までに投稿します。

出典
http://www.stop-hamaoka.com/kaisetu/pool.html

プールの使用済み核燃料もメルトダウンの可能性 〜再臨界の可能性も!〜 (浜岡原発、巨大地震対策、虹のネットワーク)


■以下の文章は、たんぽぽ舎発行「東海地震と浜岡原発事故」山崎久隆著の講演録に掲載されたものを編集したものです。たんぽぽ舎のご協力に感謝します。
たんぽぽ舎発行の冊子はこちら

 燃料プールですけれども、これは原子炉建屋の上の方にあるんですね。この中にだいたい10炉心分くらいの千数百体の燃料が最大入っている可能性があります。

◆原子炉左上の水色部分が燃料プール。NSネットHPより

 そこの燃料については、滞留期間が短いのもいれば、長いのもいるわけですね。古い時代の10年くらい前の燃料ならば、もはやそうそう熱も発生しませんので、溶ける心配はないだろう。しかし、この前の定期検査で取り出したばかりの燃料ということになると、まだ十分高い熱を出していますので、これが露出するようなことがあれば、それもメルトダウンを考えなければいけない。

 ただ、燃料取り替え用プール自体は非常に大きなもので、深さも10m近くありますので、そこの水が地震の初期にプールが破壊されて、一気に水が抜けてしまうことが起きれば、もうお手上げですね。けれども、そういうことが起きずに、ポンプが止まったという状態だけなら、すぐにメルトダウンということは考えなくても大丈夫だろうと思います。


◆関西電力ホームページより


 もし冷却ポンプが壊れれば、プールの水がブクブク沸騰し始めて、泡立ってきますね。ただ、沸騰していても中に水がある限りは冷却能力はありますので、それが空気中に露出するまで水位が下がってしまわない限り、メルトダウンはたぶん起らないだろうというふうに考えていいです。

 ただし、破損燃料というものを考えないわけにはいかない。沸騰中の燃料表面はまだちゃんとラックの中に入って存在するというのが大条件です。倒れてしまったり、崩れたりという条件になってしまうとまた全然変わってしまって、しかも水が入らないような潰れ方をしてしまった場合、そうするとスリーマイルになってしまいますので、スリーマイルのように溜まった熱の部分の水が全部蒸発して抜けてしまって空洞ができる。

そこにあった燃料が溶けてしまうんです。上の方は水がまだいっぱいあるのに、そこには内部の温度が上がって、上がると水が蒸発して蒸気が発生します。その圧力が外から水の侵入を防いでしまうんですね。

Global Networkホームページより

 その空間部分でどんどん発熱反応が進んでしまって、燃料破損、メルトダウンが起きるという可能性はありえますので、燃料ラックが壊れずにちゃんと燃料を保持していること、これが大前提です。

 設置許可申請書を読んでいても、少なくとも地震で燃料ラックが崩壊しないようにと確かに書いてありますね。ここが崩れてしまうと前提条件全部崩れてしまうので、メルトダウンを考えないわけにはいかないのですが。そこが崩れないようにしてあれば、プールの水がある限りメルトダウンは回避可能であろうというふうに思います。

 極端なことを言うならば、プールの水がどんどん減って行って露出しそうになったら、消防用のポンプをつないできて、海水を汲み上げて中に投入するという方法でもメルトダウンを防ぐことはできます。後は塩害でぼろぼろになりますけれども、放射能を放出するよりはまぁましでしょうということです。


●使用済み燃料の再臨界の可能性

 原子燃料そのものは核分裂性物質をまだたくさん抱えていますので、これが異常接近をすると、再臨界をします。

つまり、燃料体はある程度の距離を離してプールの中に沈めてあります。その距離というのは、最悪の場合でも、0.95倍にしか中性子が増えない位置に置くようにとなっています。

 0.95倍というのは、1つの中性子が飛んでいって、次の中性子をたたき出すことができたとしても、それが1にならないということですね。1になると臨界ですから。0.95に抑えてあるので、再臨界しないことになっています。

これも設計上置いてある燃料、異常に偏った状態になるといっても、それぞれの燃料ラックやなんかが健全であることを前提としてますから、先ほど私が言ったみたいに崩れ落ちてしまうような条件になると、全然それ当てはまりません。


燃料集合体。四国電力ホームページより

 したがってそんな事態になった時に、古い燃料はまだしもこの前の定期検査で取り出したばっかりの燃料は再臨界を起こす可能性がかなり高いというふうに考えざるをえない。

 その条件はどういう条件かと言うと、炉心の中に入っていたような位置関係とそれより近い距離になれば、再臨界は免れられない。今燃料プールに入っているのは1体ずつラックの中に収めてあるはずですね。燃料集合体の距離が近づかないようになってる。

 それが、ぐしゃっと押しつぶされるような形になった場合ですね。これはどういう時を想像すればいいかというと、建屋が崩れるような時です。燃料プールそのものが崩れ落ちるようなそういう事態になると、使用済み燃料プールの燃料は再臨界を起こして、一瞬時に巨大な水蒸気爆発を起こすという事態を考えなければいけない。

 そこまで行ってしまうと、もう最大級のチェルノブイリを越えるような大災害になります。したがって、プールそのものが崩れる、つまり、建屋が崩れるような事態というのは原子炉だけではなくて、使用済み燃料プールも巨大な核災害の引き金となると。

 例えば、圧力容器は大丈夫だったけれど、燃料プールだけが崩壊をする。建屋が崩壊をして、燃料プールの中の燃料が1ヶ所にギュッと圧縮されてしまったと。そういう状況を考える時にやはり、恐ろしい。あれだけ巨大なプールなので、非常に複雑な揺れをするんですね。

●燃料プールに波が起きる

 しかも、長い周期の揺れに共振しやすいという特徴があります。そういう長い揺れの周期に共振をすると、スロッシング現象と言って、液面がものすごい高い波を立てます。その波を立てた時に、燃料プールそのものにも水圧の加重がかかるわけです。

その巨大な加重に耐えられるかどうか。もちろんその時は同時に建屋そのものも揺さぶられるわけですから。そういう時にコンクリートの接合面なんかが剥がれたりすれば、崩れるという現象が起きます。

 それから、スロッシングの大きな波に燃料が流されないか。流されて1ヶ所に押し縮められないか。そういう現象が起きても再臨界の危険性は高まります。

 したがって、使用済み燃料プールについてはそういう現象を抑えるためにフタをするという方法が1つは考えられます。本来は燃料プールというのは水が空気中に露出をしていて。その上に鉄板か何かでフタをしていく。そうすると、大きな波が発生したり、そういうことで燃料プールのスロッシングを抑えるというようなことも1つは考えられる。

 もう1つは使用済み燃料プールの中に燃料を入れない、抜いてしまう。そのためには使用済み燃料輸送キャスクのような形の容器に入れて敷地のどこかに保管するというようなことも考えなければいけないかもしれない。


燃料輸送キャスク。JNESHPより

 そうすることによって燃料の絶対量が減ることで、水に対して燃料の比率が減りますので、燃料体の冷却能力が十分確保できるし、距離も取れます。距離が取れることによって、そう簡単に1ヶ所に集まらない。そういうことも考えられます。そういう燃料プールに関する対策はどういうことが考えられるか。いろいろまだ考えられると思うんですけれども、以上で終わりにします。


 

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コメント
 
01. 梵天 2011年3月16日 11:48:06: 5Wg35UoGiwUNk : v7a8Ab2mMw
 ちなみにこれは静岡県の浜岡原子力発電所の例ですが、福島第1原発4号機にも当てはまることだと思いますので、誤解のなきようお願い致します。

 恐らく当局(役人)と東京電力はあちこちの原子力発電所の貯蔵プールに大量に保管されている使用済み燃料が原子炉本体と同じくらい(もしかするとそれ以上に)厄介で危険だと認識される事が広まるのを恐れているのでしょう。
 
 それは核燃料の再処理工場の建設反対運動の激化につながりますし、プロトニウムの再燃料化を国策(核燃料サイクル)として進めてきたことから避けたいのでしょう。
 全国の原発には臨界事故が危惧される危険な使用済み核燃料がゴロゴロしていることは紛れも無い事実です。
 嘘だと思うのなら、検索してみてください。


02. 2011年3月16日 13:14:30: Fn0SJO02P6
事故を起こした福島原発1・2号機は稼動開始から40年経過していて、配管などの腐食も相当に進んでいたはず。 メインテナンスに手抜きがあったことは間違いない。 原発は一度稼動させると廃棄するのに巨額の費用がかかるから、実験用につくった原子炉ですら廃棄されていない。 人件費節約のためと称して現場作業は全てアウト・ソーシングの下請けとか孫受けだから、現場の実情など東電の本社の人は判らないのじゃないか。 使用済みの燃料棒はプールで冷却されているが、そっちの冷却水の循環も停止しているから、再度温度が上昇して爆発を引き起こしかねない。 何故このような状態の原子炉を放置し、その上さらに原子力発電所を増設しようとしていたのかは、要するに儲かるからである。 電力会社はこれまで自民党に対して巨額の政治献金を提供していた上に、マスコミには広告費という賄賂を出していたというわけ。 以前からより小型のディーゼルやガス・タービン発電機を地域ごとに設置する方が、長距離を高圧線で送電するよりも効率が良い言われていたが、それでは儲けのもとになる原発が不要になるから潰されてきたということだろう。 例のインチキなCO2による地球気温上昇の話しだって、この辺のことが下地にあってのこと。 日本のような地形であれば、ほんの千メートル足らず地下にシャフトを通して水を圧入すれば400〜800度Cの水蒸気が得られて低圧タービンで発電できる。 9電力という独占事業を止めにすれば、小型の発電事業は幾らでも可能である。 船舶用のディーゼル・エンジンなら、一基あたりで7万KWは可能だし、ガスタービンなら一基で2万KWの発電が出来て工事費もはるかに小さなものでOK。 電力事業を独占事業化している現在の仕組みを変えれば、誰も原子力発電などと言う危険極まりない事業に手を出すものはいないだろう。 要するに既得権益を失いたくないと言う話しが根っこにあることに気付くべき。 N.T

03. 肥後てまり 2011年3月16日 22:11:00: 9mWQdfE5fp/mA : fQyhD4WBMw

軽水炉の核燃料が臨界に達するには
燃料棒の間に減速材(水)が必要と聞いたのですが、
減速材がなくても臨界に達するのでしょうか?

04. 梵天 2011年3月17日 08:41:17: 5Wg35UoGiwUNk : v7a8Ab2mMw
減速材がなくても臨界に達した事故例は相当ありますよ。
誤解を恐れずに言えば減速材は、核反応が爆発的に進まず、かつ不連続にならないように中性子の速度を調節する為にあります。

例は悪いのですが、減速材を使わない核反応のとしてはウラン型原爆なんかがその典型です。

臨界と核反応をごっちゃにしているようですが、原子力では、制御範囲を超えた核反応に関連する事故を「臨界事故」といっているようです。

その意味では、チェルノブイリ原発事故は暴走しやすい構造上の欠陥を持つ原子炉の臨界事故とも言えます。


05. 2011年3月19日 03:15:54: toYWNFOPGE
◆関西電力ホームページより
Global Networkホームページより
燃料集合体。四国電力ホームページより

この辺は元のページ見ると画像の引用元を書いてあるだけだから、消しておかないと前後の文章が関西電力や四国電力からの引用に見えてしまうからよろしくないかと


06. 2011年3月19日 06:07:08: 0ETeLVLzjk
メルトダウンで容器に穴があくのを回避するのに、
格納容器の下にコンクリートを流し込むのはどうなんでしょう。

07. outsider 2011年3月20日 12:12:21: LdrSYOAjyXfXI : 4e4pU6dwOo
 軽水炉燃料では減速材としての水がない限り、再臨界は絶対に起きません。>>04. 梵天 2011年3月17日 08:41:17:
>減速材がなくても臨界に達した事故例は相当ありますよ。

 これは誤っている。軽水炉燃料が減速材が無くて臨界に達した例があるというのなら、具体的に示してほしい。
 JCOの臨界事故だって、水があったからこそ起こった。水を除いて核分裂反応を停止させた。
 チェルノブイリは黒鉛炉で、減速材は黒鉛だから、水の存在とは無関係に核反応が暴走した。 原爆=臨界事故の一例、という論理はナンセンス。

>原子力では、制御範囲を超えた核反応に関連する事故を「臨界事故」といっているようです。

 ほんとかね。でも、それが軽水炉で起こったことがあるのか?? 起こったことはないでしょ!  
 ただし、ごく一時的に核反応が進む「反応度事故」というのはありますよ。
 でもこれは一瞬にして核反応は終息するし、臨界事故とは言わない。 


08. 2011年3月24日 19:43:02: alxv1C4Ark
通常軽水炉で核分裂に使われるウラン235は高速中性子の吸収率が悪く、継続して核分裂(臨界状態)するためには減速材が不可欠です。
例外として
「核分裂性物質を一定の範囲内に一定量集積すると自発的に臨界が起こる」
という特性があって、ウラン型原爆はこれを利用して臨界を発生させますが
その場合ウラン235を最低70%以上含有した高濃縮ウランが必要であり、
軽水炉用の低濃縮ウランではいくら集積したところで臨界は起こりません。


ただプルサーマルを行っている福島3号炉では低濃縮ウランではなくMOX燃料を使用しています。
MOX燃料に含まれるプルトニウム239は減速しない中性子でも容易に核分裂する為、燃料棒が溶融した場合には臨界に達する可能性があります。


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