福島原発の使用済み燃料貯蔵プールの構造について

掲示板で聞いても意味ないかもしれませんが質問させていただきます。
都内に住んでいるので、少しでも不安を無くしたいと思いまして。。。

今ニュースで問題になっている、福島原発の話なのですが、使用済み燃料貯蔵プールが非常に心配です。
中心の原子炉は頑丈で、もし仮に、注水が間に合わず、メルトダウンが起きたとしても、下のコアキャッチャーに融け出したウランが溜り、核分裂が起きないように攪拌されるので大規模な水素爆発はない。と理解しました。（したのですが、これはそもそも合ってますか？）

ですが、使用済み燃料貯蔵プールに保存されている、燃料には十分な対策が施されているのでしょうか？ここでいう十分な対策とは、貯蔵プールに対する制御棒の有無。プール自体の強度。コアキャッチャーの有無。広さ（メルトダウンが起きた際、再臨界を防げるのかどうか）等です。

ニュースで見る限り、事態はかなりてんぱってきてる気がします。
じゃなければ、ホウ酸と水をヘリで上空から撒くとか、素人目に見ても、微妙な作戦をしようとしないと思います。この作戦から、想像しうることは、現場付近は放射線濃度が高すぎて、近づけないということ。っで、上空からの放水。っで、これも吹雪か放射線濃度が原因かは分かりませんが、敢無く断念。イコール打つ手がない。イコール燃料貯蔵プールの水位は下がり続ける一方ということでは無いでしょうか？

ここで、もし仮に燃料貯蔵プールの水位が空になり、メルトダウンが起き、核分裂反応が起き、水素爆発が起きた場合、半径何キロが被爆範囲になり、半径何キロが高濃度汚染区域になりそうですか？チェルノブイリでは今でも半径３００キロが住居禁止区域らしいですね。

たった今ＮＨＫで政府と東電に求めるのは、一刻も早く、事態を収拾し、国民の不安を除くことだと仰っていましたが、まず優先するのは、世界各国に助けを求めることではないでしょうか？
各国の、原発のスペシャリストでチームを組み、ベストな対策を迅速に立てることではないでしょうか？少なくとも、日本政府と東電が指揮をとるのは世界的に見ても、やばいと思います。

No.10 回答者： itteQ087 回答日時： 2011/06/05 21:55

「使用済み燃料プール　貯蔵量」でやってきました。

３月から「回答」が更新されていないので、もう終了しているとは思いますが、
「締め切り」になっていないので、最近興味深い情報があったので、
お伝えいたします。

外国人の学者さんが、三号炉の燃料プールは再臨界した可能性がある、そうです。

http://kaleido11.blog111.fc2.com/blog-entry-488. …

参考URL：http://kaleido11.blog111.fc2.com/blog-entry-488. …

No.9 回答者： naibys 回答日時： 2011/03/20 20:28

＃８です

＞要は、
＞この牛乳＝放射性物質
＞CTスキャン＝放射線

＞であり、[この牛乳]を飲むと、少なからず内部被爆を起こすということですよね。。。

おっしゃる通り。飲みこんだ放射性物質を体外に排泄するまでの間は、わずかであっても被爆することになります。

＞ただ、空間の放射線量に大きな変化がないのなら、

「変化」とは、常にその地域の平常時の値「バックグラウンド」と比べて考察する習慣が大切です。地域や場所（室内外など）によって違います。ですから平常値が測定されていない場合は議論できません。現在はすでに異常事態ですから、同じ場所で「昨日と比べて」などは有効です。

No.8 回答者： naibys 回答日時： 2011/03/20 02:11

＃５です

＞各地の放射線量は高くないからダイジョブ、ダイジョブ。。。
＞そんなもんは分かっとる。

どうなんでしょう。政府発表もそれをオウム返しに繰り返す報道も解説者も、どこまで解っているのでしょう。30km圏内で原乳や野菜から基準値の数倍の放射線を検知した、と発表されました。これに対し、「この牛乳を一年間飲んでも、CTスキャン程度だから問題ない（＝ダイジョウブ）」とか言いませんでしたか。

私は本件の専門家ではないと言いました。さらに放射線医学の専門家でもありません。ただ、少しだけ環境汚染、環境毒性について勉強した者として発言しますね。

・まず放射性物質と放射線被ばくをごちゃまぜにしてしゃべってはいけない、ということ。
放射性物質は「物質（元素）」であって、無くはならない、正確に言うと、崩壊を繰り返し放射線を出さない元素になるまでまで放射性物質として有害物質であり続けます。一方放射線は、ラジエーションだから一過性の照射ですから壁で遮蔽するなりで防ぐことが可能です。中性子のように相当厚い特殊な壁がひつような場合もありますが。
現在、放射線量ばかりが発表されていますが、ある地域で線量計がある値を示したということはそのそばに放射性物質が存在するということです。原子炉から放射される放射線ではありませんよ。空気中に漂っているか、すでに地上に舞い降りたかの灰からの放射線と考えてください。

・地震直後から現在に至るまで、一度も中性子線漏れの話はないですよね。スクラムはうまくいったと言っていますね。ですから、中性子は当面暴れることはないでしょう。燃料棒が溶け続け、一定間隔で隔てられていたウラン燃料が圧力容器の底で何トンも何10トンもの塊になった時に連鎖反応が再開始するかもしれませんが、専門家じゃないので解りません。実験したことのある専門家もいないでしょうから、どのような条件で始まるか誰にも解らないでしょう。昨日今日、使用済み燃料棒保管プールへの注水ばかりのニュースですが、１２３号炉内の燃料棒は1、2mむき出し状態とか言ってましたが、大丈夫でしょうか。明日の外部電源による冷却までもつのでしょうか。溶け落ちていないとしても、被覆は損傷していると言いますから、そこからセシウム、ヨウ素は出続けている可能性があります。現在環境の放射線量が上がり続けているのはそのためである可能性があります。

・事故直後から現在今後も、怖いのは一定期間核反応で生じた廃燃料であるところの放射性物質がその「発熱」性ゆえ燃料棒被覆が破れて外に出てくることです。その最悪の事態はすでに起こってしまっているのです。

・放射性物質は物質だから、発電所の外に拡散してしまった量は、数10年・数100年半減期に従った速度でしか無くならないのです。それが発している放射線で、いま何シーベルトとか何ベクレルとか言って大騒動なんです。物質ですから生体内に取り込まれます。くだんの牛のように牛乳としてすべてが体外に出ていけばいいですが一部は体内に留まります。その牛乳を飲んだ人間にとっても同様です。その体内に取り込まれた放射性物質が体内で放射線を出し続けます。福島県の放射性物質に汚染された環境で呼吸し食べ生活していると、体内にどんどん蓄積されます。便や毛髪等から体外に排泄される放射性物質を引き算して体内に最大どれほど蓄積されるかを考慮した上で「ダイジョウブ」と言っているとは到底思えません。

・大気や海に拡散した放射性物質は大きな拡散係数で希釈されますから、「無くならなくても」地球全体に広がって希釈され、世界中の人々に「ゴメンナサイ」という程度で済ませられるかもしれません。しかし、土壌汚染や地下水汚染はそう簡単ではありません。30km圏で農産物に基準値を超えるほど影響を与える土壌汚染が起こっている可能性があります。有害金属等で汚染された土壌の平方メートル当たりの除染処理費用がどれほどか御存じですか。地下水の除染がどれほど大変か想像できますか。電力会社は当然試算し始めていることと思いますが。これまで（いやこれからも）冷却に使った海水から放射性物質を除く費用も大変なコストでしょう。

＞チェルノブイリを例にとると[石棺]という方法が考えられますが

そうですね、30km圏の汚染表土すべてと３基分の廃炉材から放射性元素を抽出なんて、到底電力会社の資金では無理そうですね。コンクリート固化するのが一番コストが小さいかも知れませんが、それをどこに保管するのでしょう。

＃５でスリーマイル事故を超えたと書いたのは、スリーマイルレベルの事故の3炉分（プラス1）だから3倍ということです。

この回答へのお礼

詳しく正確なご解答ありがとうございます。
僕も昨日ニュースで「この牛乳を一年間飲んでも、CTスキャン程度だから問題ない（＝ダイジョウブ）」って、言っているのを聞いて、頭がおかしいんじゃないのって思いました。

要は、
この牛乳＝放射性物質
CTスキャン＝放射線

であり、[この牛乳]を飲むと、少なからず内部被爆を起こすということですよね。。。

ただ、空間の放射線量に大きな変化がないのなら、放射性物質も心配するべき量は飛んできていない、っと、勝手に認識していたのですが、そうでもないのでしょうか？

お礼日時：2011/03/20 12:23

No.7 回答者： noname#129460 回答日時： 2011/03/19 12:57

#6です。

早速のご教示ありがとうございます。
・・・とすると、福島第1原発にも黒鉛が使われているのでしょうか？そこに、燃料棒が落ち込むと、コンクリートの墓標ができることになります。しかし、黒鉛は減速材だから、燃料棒があっても、中性子を吸収して問題ないような気もしますが・・・

この回答への補足

詳しくは分かりませんが、
チェルノブイリは黒鉛減速軽水冷却沸騰水型炉
http://www.fepc.or.jp/present/safety/past/cherno …
福島第1原発は沸騰水型軽水炉
http://heartfulllife.seesaa.net/article/19031609 …

という炉の構造を持っていますので、黒鉛の代わりに水を減速材に使用しているため、黒鉛は使われておらず、故に引火して大火災ということにはならないでしょう。
ですが、水が無くなれば、減速材が無いに等しく、そうなれば中性子を抑えることが出来ず、人が立ち入れなくなります。入れば、細胞が破壊され死にます。


この動画のおっさんの話が一番真実に近いと思います。

補足日時：2011/03/19 14:17

No.6 回答者： noname#129217 回答日時： 2011/03/17 22:58

あまりイジっちゃいけません。

折角、質問者様が教えてくれているのに・・・ねぇ。

・・・で、質問者様の使用済み燃料貯蔵プールのご高説をお願いします。使用済み燃料貯蔵プールの冷却水がなくなると、メルトダウンが発生するんですか？

（YESとなると、発熱がもったいないから、ここで蒸気を発生させて発電しましょうよ。でも、ここの燃えカスを貯蔵するプールが・・・）

この回答への補足

私は質問者です。

メルトダウンとは

炉心溶融（ろしんようゆう）、メルトダウン（英語: meltdown）とは、原子力発電所で使用される原子炉の炉心にある核燃料が過熱し、燃料集合体または炉心構造物が融解、破損することを指す原子力事故[1][2]。最悪の場合は原子炉圧力容器や原子炉格納容器、原子炉そのものが破損され、放射性物質が周囲に拡散することも想定される。wikipedia

を指すので、燃料貯蔵プールの水面から、燃料が顔を出せば発生するでしょう。

ちなみに、原発事故の最終段階は、メルトダウンではなくその先です。

チェルノブイリは、メルトダウンの後、即発臨界を起こし、大爆発を起こし、減速材として使用していた黒鉛が火災の種になり、その後10日間燃え続けたことにより、世界中に放射性物質が撒き散らされました。
この点が、今回の原発事故はチェルノブイにはならない主な原因だと思いますが、福島原発にはチェルノブイよりもはるかに多い、ウランとプルトニウムが貯蔵されているのもまた事実だと思います。

補足日時：2011/03/19 12:50

No.5 回答者： naibys 回答日時： 2011/03/17 06:15

専門家ではありませんし、こういう質問サイト覗くのも、回答するのも初めての者です。

たまたま覗いたあなたの質問と回答を興味深く読みました。

あなたは本件について十分勉強していらっしゃる。このサイトの回答者よりもずっとね。ですから、あなたが質問をしたり討論をする場は、このような所よりもっとふさわしい場があると思います。

あなたの技術的な質問に全面的に回答をする立場にありませんが、一部だけ、あなたも報道も誤解してると思われる点を指摘します。
使用済み核燃料の熱を「余熱」と言ってますよね、あなたも報道も原子力の専門家も。余熱というのはTVに出てくる原子力家たちの専門用語として正しいかも知れませんが、一般的には、物質を加熱した後、常温まで冷えていく過程で、その熱容量分残っている熱を指します。内部に発熱過程のある物質の場合には使いません。溶鉱炉から出た鉄の常温までの過程に温度が上昇することはないでしょう。これは余熱です。でもごくごくわずかの発熱量ですが醗酵する牛や馬のサイレージ（食料の干し藁）は除熱してやらないと、下手をするとサイロの中で発火するまで温度が上昇するのです。白金懐炉や使い捨て懐炉の熱を余熱と言いますか？

もうひとつのあなたや報道の誤解に言いたいことは、使用済み核燃料について「核分裂が終わった」ということではありませんよということ。あなたが調べた半減期のとおり、何日も何年も、核種によっては何万年も崩壊を続け、それに伴う発熱を続けます。濃度が低く発熱速度よりも放熱速度が速い場合は、温度は上昇しないのです。濃度が低くごく少量でも、もし断熱容器に入れておいたら、サイロの火事のように、いつかはとんでもない温度になるでしょう。
さらに崩壊に中性子の飛び出しが伴う場合には「連鎖反応」の可能性があります。この連鎖反応による反応の加速があるかないかが「臨界」の分かれ目です。制御棒やホウ素は中性子を捕まえ連鎖反応を抑えるもので、「核分裂」を抑えるものではありません。核分裂は、使い済み核燃料が安定核種にまで崩壊するまで何年もつづきます。そして発熱し続けます。この間、連鎖反応を抑えながら発熱を逃がし続ける管理が必要です。むろん放射線も出し続けますから、それも遮蔽しながら。

現在、原子炉も使用済み核燃料もまだコントロール出来てるとは思えませんが、どんなに冷却が失敗して発熱をつづけても「核爆発」はおこりません。核爆発は別物です。だから安心してという事ではありません。格納容器の破損、水素爆発による放射性物質の拡散はすでにスリーマイルと同等以上の惨事ですが、これ以上冷却に失敗するとさらに大きな爆発と拡散はあり得ると思います。冷却が発熱に追い付いているとも思えませんし、燃料棒被覆の溶融や劣化が進んでいるように思えるからです。外国大使館が自国民に日本を離れるよう言っているのはそのことでしょう。
すでに燃料棒被覆が溶けている証拠に、蒸気圧の低いセシウムやヨウ素が炉外に拡散し、冷却水蒸気の圧抜きでベントされるとそれとともに発電所外にまで拡散しました。水素爆発が続けばその拡散速度がさらに増すということです。ただ現時点ではチェルノブイリに比較するとばらまかれた放射性物質の量が少ないということです。今後原子炉内でも貯蔵プールでも、発熱は続き、それに冷却が追いつていかなきゃなりません。このいたちごっこは「今のまま」では放射性物質を撒き散らしながら数年続くかもしれません。相手は「発熱体」ですから「余熱が冷える」なんてことはありません。

コアキャッチャーほかの安全思想はスリーマイル事故以降の教訓で、40年前の福島原発にはないのではないでしょうか。だからスリーマイル事故を超えたのではないでしょうか。

この回答へのお礼

ご回答＋ご説明ありがとうございます。
仰る通り、福島原発にはコアキャッチャーが無さそうです。
炉の下は、コンクリート（融点は２５００°）の床みたいです。
電源が復活し、全ての冷却機能が安定状態に入るのを望むだけですが、
マスコミはいい加減、子供だましな報道は止めてもらいたいです。

各地の放射線量は高くないからダイジョブ、ダイジョブ。。。
そんなもんは分かっとる。

さて、大規模な水蒸気爆発を起こした場合、政府は、どういった対策をとると思いますか？
チェルノブイリを例にとると[石棺]という方法が考えられますが、作業員の人権を考えると、到底無理ですよね？チェルノブイリの事故から、２５年がたった今、何か方法は考え出されているのでしょうか。。。

お礼日時：2011/03/19 12:24

No.4 回答者： Gu-cyan 回答日時： 2011/03/17 02:41

＞福島第１原発がチェルノブイリにはならないと、専門家が言っていますが、

それは炉の構造の違いと、コアキャッチャーの有無でそう言っているのですかね？

チェルノブイリでは格納容器がなかったのです。
ただスリーマイル島を超える事故になる可能性はあります。
これは海外で原発事故のレベル判定をみれば分かると思います。

＞プールにある使用済み燃料が再臨界起こせば、チェルノブイリ級の爆発が起こる可能性は、
絶対に否定できないと思うのですが。。。

チェルノブイリでは使用済み燃料ではなかったこと。
制御棒も作動していなかったこと。
ここは大きく異なります。

それを考えると炉内にある燃料棒が心配なんです。

＞最悪のケース、水蒸気爆発が起こった場合、どうなりますか？

格納容器も役目を果たさなくなるでしょう。

＞ちなみに、都内ではニュース番組が一切放送されなくなっています。。。
これは報道管制か、ＴＶ局の社風か、僕が必要以上に神経過敏になっているだけか。。。

私は大阪なので都内の事情は分かりません。
ＮＨＫも今は原発関連は報道していませんけれど・・・

政府はパニックを恐れています。
規制は枝野官房長官の会見すらそうでしょう。

私も神経質になっています。
疑っていることは他にもあります。

＞今って、かなりの緊急事態ですよね？
にも関わらず、明日は普通に会社がある現状に違和感を覚えます。

ホントですね。
これ以上の被害がないよう祈りながら
自分にできることをしていくしかないのかもしれません。
外出するときはマスクくらいはしようかな。

No.3 回答者： Gu-cyan 回答日時： 2011/03/17 01:24

手立ては冷やすことしか残っていません。

チェルノブイリの退避は30キロですよね。
「赤い森」とはなんともソビエトらしい皮肉なものです。
日本も同じですけど。

自衛隊は放射線濃度で断念しました。

使用済み燃料であってもかなりの高温であることは変わりません。
これを何ヶ月かかけて巡回する水で冷やしていくのですが、水の供給が停止しています。

今のところ安心材料なんて何もないのです。

水素爆発でなく心配なのは水蒸気爆発です。
水素爆発で建屋上部が吹き飛びましたけど、ヒンデンブルク号並なだけです。

この回答へのお礼

Gu-cyanさん返答ありがとうございました。
福島第１原発がチェルノブイリにはならないと、専門家が言っていますが、
それは炉の構造の違いと、コアキャッチャーの有無でそう言っているのですかね？
プールにある使用済み燃料が再臨界起こせば、チェルノブイリ級の爆発が起こる可能性は、
絶対に否定できないと思うのですが。。。

最悪のケース、水蒸気爆発が起こった場合、どうなりますか？

ちなみに、都内ではニュース番組が一切放送されなくなっています。。。
これは報道管制か、ＴＶ局の社風か、僕が必要以上に神経過敏になっているだけか。。。

今って、かなりの緊急事態ですよね？
にも関わらず、明日は普通に会社がある現状に違和感を覚えます。

お礼日時：2011/03/17 01:42

No.2 回答者： noname#129460 回答日時： 2011/03/16 23:08

>>使用済み燃料貯蔵プールに保存されている、燃料には十分な対策が施されているのでしょうか？ここでいう十分な対策とは、貯蔵プールに対する制御棒の有無。

プール自体の強度。コアキャッチャーの有無。広さ（メルトダウンが起きた際、再臨界を防げるのかどうか）等です。

使用済みですよね、U235が一定量残存しなければ核分裂できませんよね。だって、使用済みだから。放射線の遮蔽は必要ですが、蒸気もでないし圧力隔壁もいらんでしょう。使用済みでも核分裂できるのは、プルトニウムが分裂できれば・・・ですが、MOXかなんかに加工しなきゃムリで、そこいらに放置していらメルトダウンすることはないでしょ。よって、普通に純水のプールに入れているだけでしょ。（そんなんだったら、ウラン鉱はいつも自然核分裂があって・・・）

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BD%BF%E7%94%A8% …
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%86%8D%E5%87%A6% …

この回答へのお礼

ご返信ありがとうございます。

ですが、まだ不安を消すには至らないので、更に付け足します。
wikipediaの情報を信じるとして、

使用済み核燃料の成分は以下の通りですか？

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%94%BE%E5%B0%84% …

3%濃縮ウラン燃料 1t が燃える前の組成はウラン238が 970kg、ウラン235が 30kg であるが、燃焼後は、ウラン238が 950kg、ウラン235が 10kg、プルトニウム 10kg、生成物 30kg となる。
生成物 30kg の内訳は、下記の通り。
白金族2kg、
短半減期核分裂生成物 SLFP 26kg（Sr、Csなど高発熱量は 10kg、即ガラス固化できる低発熱量は 16kg）
長半減期核分裂生成物 LLFP（ヨウ素など半減期7000年前後のもの）1.2kg
マイナーアクチニド (MA) 0.6kg（ウランやプルトニウムに近いアメリシウム (Am) やネプツニウム (Np) やキュリウム (Cm)）

核分裂反応が起こる、ウラン235が減ってはいますが、３分の１は残っていますよね。。。
しかも、プルトニウムが生成される分、放射線濃度は比にならないですよね。。。

そんなんだったら、ウラン鉱はいつも自然核分裂があって・・・

っと、ありますが、自然界のウランのウラン235の含有率は0.7%程度なので、そもそも別物と考えたほうが良いと思うのですが。。。

お礼日時：2011/03/16 23:47

No.1 回答者： noname#129118 回答日時： 2011/03/16 22:10

使用済み燃料がプールに入れられているのは、余熱を長時間吸収するためです。

外に出したら核分裂が始まる・・・訳ではありません。この使用済み燃料は、再処理できますが、そのときまでプールでドブ漬けにして冷まします。

まー、なんでもそうですが、使用しなくなったら早く片付けるほうが安心ですよね。
（それより、4号機の自然発火？のほうが問題では？）

この回答への補足

早速の返答ありがとうございます。
ですが、申し訳ありませんが、答えになっていません。

使用済み燃料をドブ漬けできなくなったらの話をしています。

今考えうる最悪のケースは、再臨界の末、大爆発を起こし、放射能汚染物質が広範囲に撒き散らされることでは無いでしょうか？

補足日時：2011/03/16 22:38