福島原発で核燃料棒の冷却が問題になっています。緊急停止後、あるいは使用済みの核燃料棒が高温にさらされている原因が、核分裂後の放射性物質による崩壊熱ということであれば、もちろん尋常では考えられませんが、閉じ込めてある放射性物質を格納器外に放出させてしまえば理論上は一気に燃料棒自体冷却できるものなのでしょうか。閉じ込めておくから時間がかかるということでしょうか。それが可能なら大気圏外はるか遠くに拡散してしまえば・・・なんて考えるのですが。チェルノブイリ原発はそれが原子炉の爆発という形でおきてしまったということでしょうか。ご教示お願いいたします。

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A 回答 (6件)

#5です。



補足への答えは、お考えのとおりです。
可能かどうかは別として、燃料棒に含まれる、ウランなど元から入っていたもの
以外の放射性物質を外に出してしまえば、問題となるほどの熱は発生しません。

ただ、燃料棒の内部で分裂後の各物質がどのような状態になっているかについては
知識がありませんので、はたして分離できるものかどうか。

はたまた、分離したとしても、分離された各種放射性物質から発生する
熱と放射線は、ある意味現在と同じことなので、それをどうするかも難問ですね。

この回答への補足

返答ありがとうございました。私の頭の中では、高密度の放射性物質がガス状になっていると思っていたのですが、プルトニウムや、ストロンチウムなどの固体が取り出せるくらいですから一概にガスだけってことはないですね。ガス状なら一気に放出。。。と思っていたんですが。

補足日時:2011/04/18 04:48
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崩壊熱は燃料棒内の放射性物質から出ていますので、


燃料棒を格納容器から出せば「格納容器」は冷却しなくてよいです。

ただし、出した燃料棒からは崩壊熱が出つづけますので、
そちらは何らかの方法で冷却しなければなりません。
(4号機の状況ですね)

勘違いされているかたが多いのですが、崩壊熱は一気に出てくるのではなく
崩壊に伴ってずっと発生し続けます。
「半減期」という言葉を聞いたことがあると思いますが、例えば1個の放射性
物質の原子があった場合、その原子が半減期以内に崩壊して熱(エネルギー)を
放出する「確率」が1/2ということでもあります。そして、崩壊時以外は
全く熱は出しません。もちろん放射線も。

別の言い方をすれば、半減期が短く、その量が多い放射性物質ほど多くの
熱を出すということです。(正確な言い方ではありませんが)

したがって、燃料棒を外に出しても「一気に」冷却はしません。

なお、チェルノブイリに関しては、全く状況が違いますので比較できません。

この回答への補足

専門的な見地からありがとうございます。
>燃料棒を格納容器から出せば「格納容器」は冷却しなくてよいです。   
さらに燃料棒の中の放射性物質を放出してしまえば、後は残った燃料ペレットのウランの崩壊熱だけになるのでしょうか。もちろん大量の放射性物質でしょうから実際はできるわけはありませんが、理論上はそうなりますでしょうか。お願いします。

補足日時:2011/04/17 12:40
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こんにちは!


問題点は,もともと備わっていた循環型の冷却システムが使えないことです。

<閉じ込めてある放射性物質を格納器以外に放出させてしまえば理論上は一気に燃料棒自体冷却できるものなのでしょうか。
現在は,温度からの推測で再臨界する手前と言われています。理論上は再臨界までありえます。
格納容器ではなく,燃料プールにおいてある燃料を取り出して,別のプールで冷却することができれば,燃料プールにある燃料の問題は解決します。米政府は,この件について,その燃料を取り出すための大型クレーンを無人の輸送ヘリで設置するプランを日本政府に打診し,その持込み準備をしています。日本政府の回答はまだない状態です。
 一方,東電は,外付け(つまり海から直接)装置の熱交換器を使った循環型冷却システムの構築を検討しており,すでにメーカーにそのシステムを発注している模様です。実現すれば,安定的な冷却が可能になります。
 以上は,本日(17日)のスポーツ報知の22面に掲載されています。今の状態では,格納容器から燃料棒をとりだすことができないので,それをどこかに移動するのは無理です。
 チェルノブイリ原発事故はご存知のとおり運転中の事故でしたが,それでも格納容器そのものの破壊はなかったとのことです。しかし,中から多量の放射性物質が飛び散りました。
 なお,蛇足ですが,学者の研究で,ビールを飲むと,放射性物質を3分の1ほど除去できるそうです。これは本当です。
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この回答へのお礼

最新情報まで、朝早くからありがとうございました。燃料プールの問題は移し変えれば解決しそうですね。もちろんそう簡単ではないでしょうが,1~3号機に比べたら早い時間に可能でしょうか。1000本以上あると聞いてます。チェルノブイリも原子炉は爆発したけれど、格納容器は収まったままだったんですね。結果、原子炉内の放射性物質が一気に拡散したということで原子炉自体の熱はなくなったと想像します。残った燃料棒の熱は別として。ビールもこの夏売り上げが回復しそうですね。ありがとうございました。

お礼日時:2011/04/17 08:07

運ぶのは制御棒と抱き合わせにして運びますので、発熱しなくなります。



まあ、それでも発熱しますが、制御できない発熱ではありませんから

今回、燃料制御棒がうまく機能しなかったので、その後も発熱を続けています。
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この回答へのお礼

再びありがとうございます。参考になりました。ただ今回の事故では、制御棒は正常に挿入されたようですがいかがでしょうか。以前質問させていただいた回答を参考にしていただければと思います。http://okwave.jp/qa/q6632965.html
素人の質問でとッぴょうしもなくすみません。

お礼日時:2011/04/17 08:18

閉じ込めてある放射性物質を格納器外に放出させてしまえば理論上は一気に燃料棒自体冷却できるものなのでしょうか。


>>核分裂していない場合は、冷却は数ヶ月~数年で温度がさがり、使用済み核燃料プールで保管できた。
しかし、現在の状況は、一部再臨界が濃厚で近寄れない。

閉じ込めておくから時間がかかるということでしょうか。それが可能なら大気圏外はるか遠くに拡散してしまえば・・・なんて考えるのですが。
>>冷却水が循環していないので効率が悪い。また、臨界状態なので取り出せない。


チェルノブイリ原発はそれが原子炉の爆発という形でおきてしまったということでしょうか。ご教示お願いいたします。
>>あちらは、原子炉が停止しないままに爆発しています。
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この回答へのお礼

早朝からありがとうございました。福島原発に限定せず、一般的な事例としてどうなるのかも分かれば幸いです。福島に関してはまだ予断が許せないですよね。

お礼日時:2011/04/17 06:48

>閉じ込めてある放射性物質を格納器外に放出させてしまえば理論上は一気に燃料棒自体冷却できるものなのでしょうか




30年ぐらい発熱を続けますので、一気には冷えない

大気圏外まで核収納容器を持っていく術が無い
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この回答へのお礼

放射性物質だけを抜き取ってもウラン燃料自体も発熱が続くわけですね。 放射性物質ももちろん大気圏外に運ぶすべもないし・・危険極まりないし、冷却保存しながら運ぶことになるわけでしょうから大掛かりな輸送手段が必要ですよね。朝早くからありがとうございました。

お礼日時:2011/04/17 06:54

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戦争になったら1週間くらいで終わるのかな。核爆弾で終わりそうだけど、アメリカは核爆弾使わないのかな。

Aベストアンサー

北朝鮮の事を言って居るのだと思いますが、アメリカは北朝鮮に対しては通常兵器でもお釣りが来ます。
また、北朝鮮はまだミサイルに搭載できるほど核兵器の小型化が出来ていません。
だから核実験やミサイル発射実験を強行するのです。
それにアメリカは軍事施設を対象としたピンポイント攻撃と為るでしょうから戦争までには発展しないでしょう。
北朝鮮が戦争だと言ったところで兵器の差が大きすぎますし、本気でアメリカを戦争に巻き込めば北朝鮮は崩壊します。
ですので中国が北朝鮮の暴走を抑え込みに介入はするでしょうね。
アメリカとも戦闘したくないですから。
金正恩重度糖尿病委員長はアメリカを武力行動にまで走らせてしまえば、その後は震えながら毎日を過ごす事に為るでしょう。

Q核燃料棒について

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Aベストアンサー

制御棒が挿入された原子炉では、ウラン235の核分裂連鎖反応は起こりません。
したがって、核分裂による熱の発生はありません。

つぎに、連鎖反応を停止した後の原子炉の発熱は、ウラン235やプルトニウム239の核燃料の自然崩壊による熱ではありません。これらの熱も全然ないわけではありませんが、主要なものではありません。もし、これらが主要なものだとすれば、使用前の燃料の管理にも使用済み以上の冷却管理が必要になります。また、使用済み燃料を再処理してウラン235やプルトニウム239を取り出すこともできないでしょう。ウラン235の半減期は7億年、プルトニウム239の半減期は2万4千年です。これらの熱であれば、いつまで冷やせばいいんでしょうか。

いま壊れた原発で冷却に苦労している発熱は、核分裂生成物、クリプトン89、ストロンチウム89,90、イットリウム90、ジルコニウム95、ヨウ素131、キセノン133、135、セシウム137などをはじめとする、非常に多数の、数日以上の半減期を持つ放射性物質の崩壊による放射線エネルギーによる熱です。半減期が秒単位の短い物質の放射線は急激に減衰するので始めの発熱量は大きいが、数日も経てば問題にはなりません。

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半減期が数日から数年、数10年の放射線による発熱を冷やすので、期間は年単位が必要でしょう。

「冷やし続けないと臨海に」(臨界です)
なることはありません。核分裂は温度上昇とは関係ありません。核分裂で熱は出ますが、その逆、熱によって核分裂することはありません。

ウラン235が臨界になって核分裂連鎖反応を起こすためには、
1. 熱中性子が必要なので核分裂で出てきた高速中性子を減速材で減速しなければならない。
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3. 核分裂物質の濃度がある程度以上高くなければならない。
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1999年にJCOの臨界事故がありましたが、そのときはこれらの条件が満たされていました。ただし、使用済み核燃料ではなく、濃度も高く、水溶液でしたので減速材もありました。

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Q「まだまだあぶない刑事」における核爆弾の解体方法

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以上、中途半端な知識ばかりで
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連鎖的な核分裂を起こすには臨界量の核物質を一箇所に集めなくてはなりません。

小型核兵器用の純度の高いプルトニウムの場合5kg以下でも反応がおこるそうです。
(原子炉用は低純度)


映画を見ていないのでわかりませんが、かなり小型には出来ると思います。
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申し訳ありませんがよろしくおねがいいたします。

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>そもそも燃料棒とは何℃くらいまで発熱するのでしょうか?

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核爆弾の威力を具体的に知りたいです。
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Aベストアンサー

米国がICBM,SLBMに搭載する核弾頭は、最小のもので100キロトン、最大の物は475キロトンあります。 広島に落とされた原爆はわずか16キロトンで742平方キロの広島市をほぼ壊滅させました。 一方山手線内の面積はわずか63平方キロです。 よって、山手線内を壊滅させるだけなら、非戦略核で最小の5キロトンの物でも十分以上です。 上記最大の核弾頭なら広島型の30倍ゆえ、38万平方キロの日本全土もわずか17発程度で壊滅させることが可能です。 実際日本の国土の1/3か、1/4にしか人は住んでないので、NO.3さんの回答通り、実質6発で、日本人は全滅します。 

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なぜでしょうか?

原理的には、強く濃縮すればもっと長持ちするはずです。
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一番単純に思い浮かぶのはコストですが、たとえば3年使える程度の濃度の核燃料棒と6年使える程度(長期点検による中間もはさむ)の核燃料棒だと、コストが倍以上かかるということでしょうか?
処理コストは一本あたり一緒でしょうか?
それとも他の理由でしょうか?
たとえば核保有国以外は10%以上の濃縮ウランの製造売買を禁じるとかそういった国際ルールでもあるのでしょうか?

諸外国(一般的な軽水炉の場合)はどうでしょうか?

Aベストアンサー

新品の燃料と、3年近く使っている燃料では当然発熱量が違います。ベースロード発電を担う原子力発電は基本的に一定出力で運転するので、出力を一定に保つためには何らかの操作が必要です。
現在はほぼ1年おきに定期検査があり、このときに燃料交換も行っています。一度の燃料交換で全体の1/3を入れ替え、新しい燃料は3年(3サイクル)使うことになります。ただ単に一番古い燃料を抜いてそこに新品を入れるのではなく、毎回計算して位置を入れ替え、出力分布になるべくばらつきが少ないようにしています。それでも1サイクルの中でみると始めと終わりでは当然ウランの量が変わります。そのため、最初は冷却水中のホウ酸濃度を高めにして核分裂を抑え気味にし、ウランが消費されるに従ってホウ酸濃度を薄めていって一定の出力を維持しています。
アメリカやフランスでは1サイクルを1年ではなく最大2年まで延長して停止期間を短くして稼働率を稼いでいます。日本でも規制が緩和されて18ヶ月まで延長できるようになりました。その場合、ウランの濃縮度は高めにします。
1つの燃料を3サイクル使うというのは変わりませんが、これはそういう設計だからです。軍用艦の原子力機関のように数十年も交換なしで運転できるものは、設計も濃縮度も全く別だと思われます。(詳細は軍事機密です)一定出力の維持や使用済み燃料の取り扱いなどを考えると、3サイクル使うくらいが商用炉としては最もコストパフォーマンスが高いのでしょう。
ちなみに、核物質の取り扱いに関する国際ルールでは濃縮度が20%を超えると高濃縮ウランとされ、取引が厳しく制限されます。

新品の燃料と、3年近く使っている燃料では当然発熱量が違います。ベースロード発電を担う原子力発電は基本的に一定出力で運転するので、出力を一定に保つためには何らかの操作が必要です。
現在はほぼ1年おきに定期検査があり、このときに燃料交換も行っています。一度の燃料交換で全体の1/3を入れ替え、新しい燃料は3年(3サイクル)使うことになります。ただ単に一番古い燃料を抜いてそこに新品を入れるのではなく、毎回計算して位置を入れ替え、出力分布になるべくばらつきが少ないようにしています。それでも1...続きを読む

Q原子爆弾と核ミサイル

原子爆弾と核ミサイルは、爆弾とミサイルの違いだけで、
中身と言うか爆発の原理は物は同じものですか?

Aベストアンサー

 原子爆弾、通称は原爆ですが、それに核融合爆弾の水爆を含めましょう。方式の違いは、このご質問ではあまり関係ありません。

 実は、原子爆弾かどうかも、あまり関係ないんですね。

 爆弾は主に航空機から投下される爆破タイプの地上攻撃兵器です。それをロケットで目標まで飛ばすのがミサイルです。

 ですので、原子爆弾は核(原子力と言い換えても可)を使った爆弾であり、それをロケットで飛ばすものが核ミサイルです。

Q使用済み燃料棒での発電 

 原子炉から取り出して10年ぐらい?は発熱し続けるらしいですが、なぜその熱を発電に利用しないのでしょうか?
発電とは畑違いのとある工場ですら廃熱を有効利用して発電しています。
電力会社なのですから、技術的には可能なはずです。
プールに沈めておいても維持管理費がかかりますから、発電に利用した方がよっぽど良いと思います。
10年だと発熱量が足りなくなるというのならば、最初の2~3年だけ利用して新品と交換するという手もあります。
もしかして知らないだけですでに発電に利用されているのでしょうか?
よろしくお願いします。
  

Aベストアンサー

熱だけなら利用しようとすると何とかなるんですが...

核分裂を始める前のウラン燃料は放射線をほとんどだしていませんが、商業的に(お金的に)使うことが難しくなったときは有害な放射線が大量に出ています。10年交換なしで使えるならいろいろ考えるかも知れませんが、ウラン燃料の使用期間は2年弱です。でも、今は原子炉内の冷却プールで3年冷やしているようなのでもっと長く使っているのかも知れません。
裸の燃料棒に数メートル以内に近づいたら死んでしまうほどの強い放射線です。こんなおっかない物体をもったいないからと別の使い道を考えている余裕はないと思いますよ。使い終わった燃料はさっさと安全に運び出したい が本音でしょう。

原子力発電では1機40万kw~100万kWですが、出力の落ちた原子炉からの水蒸気ではこのでっかいタービンの発電機はとても回せません。小分けすればいいと思うかもしれませんが、原子炉出力は調整できないので少しでもトラブルがあると全部止まるので小分けするのは無意味です。


唯一できるのは青森県六ヶ所村にある使用済み燃料貯蔵施設です。このヤバイ使用済み燃料が地下プールに膨大な数があって冷却塔で冷やされた水で冷やされ続けています。50年間冷やし続けるそうです。
大きなビルの屋上にエアコンのデッカイ室外機がありますがあれより巨大な室外機が数百台白煙(水蒸気)をモウモウとあげて冷却し続けています。
施設全体があまりに巨大なので発電などにも使っているのかもしれません。今回の地震で青森県全体が停電しても何の影響も無かったようです。

原子力はスイッチひとつでぽんぽん回路を切り替えるわけにはいかないんですよ。核分裂が止まっても冷却できなければ爆発してしまいます。再臨界がどうのといっている専門家もいますが、日本人に原子の臨界爆発を定量的に計測した学者はいません。実験したことないですから。フランスやアメリカから続々と専門家がくるのはそのためです。

東京電力が福島県に第一原発の増設を打診したそうです。完全に狂った組織なんですね。一度決めたことは変えられない質の悪い官僚組織そのものです。

東北電力と北海道 新潟各電力会社は3500人以上の技術者を東北太平洋沿岸に復旧に向けて送りました。東京電力は何万人の東電職員を福島第一原子力発電所に行かせたのですか。職員ですか?技術者ですか?下請けですか?人請ですか?全部でなんにんいるのですか?

全くつたわってきません。またいつものように隠蔽しているんでしょ? か まったくわかっていないかでしょ?記者発表報道を見ると間違いなく後者ですね。目が泳ぎまくってます。

こんな会社の電気を使っている東京都民もそうですが、こんな会社の発電所を建てた福島県はもっと不幸です。

熱だけなら利用しようとすると何とかなるんですが...

核分裂を始める前のウラン燃料は放射線をほとんどだしていませんが、商業的に(お金的に)使うことが難しくなったときは有害な放射線が大量に出ています。10年交換なしで使えるならいろいろ考えるかも知れませんが、ウラン燃料の使用期間は2年弱です。でも、今は原子炉内の冷却プールで3年冷やしているようなのでもっと長く使っているのかも知れません。
裸の燃料棒に数メートル以内に近づいたら死んでしまうほどの強い放射線です。こんなおっかない物体...続きを読む

Q核爆弾投下について

今更なんですが、何故日本に核爆弾が投下されたのかよくわかりません。広島・長崎に核爆弾が投下され、おびただしい数の犠牲者が出て、今なお放射能で苦しんでいる方もいるのは報道されるんだけど、何故核爆弾を投下されたのか、投下したアメリカの言い分はどうなのか、報道されません。それとも、報道はされてるんだろうが見逃してるだけなのか、勉強不足なのかもしれませんが、いぜれにしろ理由を知りたいです、重い質問ですがお願いします。

Aベストアンサー

トルーマン大統領がソ連の侵攻をけん制する為の誇示で広島、長崎に原発を投下したのです。戦争を早期に終わらせアメリカ人兵士死者を減らす為と言うのは嘘です。
http://www.hiroshima-spirit.jp/ja/hiroshima/shiryoukan/morgue_e12.html
貴方もこんなサイトに」聞いてないで自分の足で調べましょうね。

Q使用済み核燃料が発生する熱量は?

これらは水の中で保存したり、或いはその熱で原子力電池を作って衛生に実用化されていると聞きますが、一体どれくらいの熱量がでているものなのでしょうか?

Aベストアンサー

 原子炉で発生する熱エネルギーは、『核分裂』と『崩壊』によるものです。

 核燃料物質が、核分裂を起こすと、質量数が90前後(クリプトン87、ストロンチウム90など)の物質と、質量数が135前後(よう素131、セシウム137など)の物質に分裂します。

 これらの分裂した物質を『核分裂生成物』と呼びます。原子炉で発生するエネルギーの約93%が、この核分裂生成物の運動エネルギーによるものです。(核分裂の際同時に発生する、中性子の運動エネルギーとガンマー線のエネルギーもわずかに含まれます)

 また、この核分裂生成物は非常に壊れやすく、『ベータ崩壊』と『アルファ崩壊』(崩壊は壊変ともいいます)と呼ぶ現象を起こし、また、新たな他の物質に変わっていきます。

『ベータ崩壊』は、物質の原子核の中の中性子が、陽子と電子(この電子をベータ線と呼びます)及びニュートリノに分かれてしまう現象です。
『アルファ崩壊』は、原子核が壊れる際に、ヘリウムの原子核を放出(これをアルファ線と呼びます)する現象です。

 原子炉の中で発生する崩壊は、ほとんどがベータ崩壊です。 ただし、このときも中性子やガンマ線を発生します。これらのエネルギーは原子炉で発生するエネルギーの約7%になります。

 原子炉を停止すると『核分裂』はほとんど起こらなくなりますが、『崩壊』はまだしばらく続きます。(急速に減少しますが、この崩壊による熱(『崩壊熱』)がほとんど無視できるほどになるには、数ヶ月e以上かかります) 従って、使用済み核燃料は、熱交換設備があるプールの中で冷却します。

 前述のように、原子炉を停止した直後の崩壊熱は、原子炉の出力の約7%あるということになります。
 実験式による計算上では、1時間後には約1.3%、1日後には約0.7%程度となっています。

 『原子力電池』は、物質が崩壊するときの崩壊熱を利用し、ペルチェ素子などの特定の物質に温度差を与えることにより電気を発生させる原理(ゼーべック効果と呼びます)を利用したものですが、ガンマー線による人体への影響が大きいなどの難点があります。
 人工衛星などに搭載することはありますが、その効果からいって実用的ではありません。実験レベルではあっても、一般的にはあまり使われていないはずです。

 原子炉で発生する熱エネルギーは、『核分裂』と『崩壊』によるものです。

 核燃料物質が、核分裂を起こすと、質量数が90前後(クリプトン87、ストロンチウム90など)の物質と、質量数が135前後(よう素131、セシウム137など)の物質に分裂します。

 これらの分裂した物質を『核分裂生成物』と呼びます。原子炉で発生するエネルギーの約93%が、この核分裂生成物の運動エネルギーによるものです。(核分裂の際同時に発生する、中性子の運動エネルギーとガンマー線のエネルギーもわずか...続きを読む


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