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現在、福島原発の汚染水の問題が深刻ですね。

そもそも汚染水がどうして発生するのかといえば、核燃料棒を水で冷やし続けているからだとか。
しかし、原発事故からはや2年半。
福島原発は(当たり前だが)運転停止しているはずなのに、どうして未だに冷やし続けなくてはならないのですか?

核燃料棒を取り出して処理することはできないのでしょうか?
また、それができない場合、具体的にあとどれくらいの年月冷やし続けなくてはならないのでしょう?

東電もマスコミも政府も、どこか核心を避けたような説明ばかりなので、どなたか教えてください。

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A 回答 (7件)

簡単に説明します。



通常、原発の核燃料の寿命は「約3年」と言われています。
ここが重要なんですが、これはあくまでも「正常運転」をしていた際の寿命と言う事になるんですよね。

「原発の正常運転」とは、福島原発を例に考えた場合、通常は核分裂を起こす核燃料に「制御棒」を用いて、その反応をコントロールしながら、その際に発生する熱を利用し水を沸騰させています。
そしてその水蒸気を使ってタービンを回し、発電させているという事になりますね。

タービンを回すのに必要だった水蒸気は、その後また海水によって冷やされ、水に戻り、再度同じ事を繰り返すというのが、原発の正常運転と言う事になります。

冒頭で説明しました「約3年」の寿命とは、このような正常運転を経た場合に初めて言える寿命となります。
その後、役目を終えた使用済み核燃料は、原発を動かせるまでの能力は無いとしても、まだまだ崩壊熱を出し続けますので、その後何年間は原発施設内にある貯蔵プールに入れて冷やし続けられると言う訳です。
この間、約3~5年間となりますが、その後も適正な処理を行わなければ危険である為に、外国に輸送して再処理してもらうか、高レベル放射性廃棄物として保管されるという流れになります。

ここまではよろしいでしょうか?

問題は、今の福島原発の現状です。

津波によって電源を喪失した福島原発は、制御棒を使って核分裂をコントロールする術を失い、暴走した核燃料は格納容器の底まで溶かし、結果メルトダウンしてしまいました。

つまり、「まだ寿命を終えていない現役の核燃料」が、制御棒もないままの状態でそこにある、と言う事です。
これではいけないと、制御棒の代わりに水を使って冷やし続けているというのが今の現状と言う訳です。

>それができない場合、具体的にあとどれくらいの年月冷やし続けなくてはならないのでしょう?

正常の運転が出来なかった現役核燃料ですので、具体的にあとどれくらいの期間と言うのは未知数ではありますね。
とりあえず、「貯蔵プールに入れて置く事が出来るぐらいの温度まで」と言うのが最初の目安になるとは思いますが。。。

いずれにせよ、今の汚染水の問題は、「冷やし続ける水」ばかりでなく、破損した原発内に流れ込んでくる「地下水」の問題もあるのです。
まずはこの地下水の流入を止めなければなりません。

今、氷の壁を使って、それをやろうとしているようですが、それがもし成功すれば、今後流れ出る汚染水の量は減らす事は出来るかも知れませんね。

参考程度まで。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

具体的な数字を提示されていたので、一番参考になりました。

お礼日時:2013/09/09 17:56

もっと東電福島第一原子力発電所事故について勉強して下さい。

♪♪♪
こんなこと小学生でも知っていますよ。♪♪♪
勉強もしないで、知識が無いのに政府や東電を批難したり、ここで質問する資格はありませんよ。♪♪♪
メルトダウンした原子炉の溶解核燃料が現在どういった状態にあるのか放射能が多くて調べられませんので何時まで冷却するかは言えません。
東電福島第一原子力発電所の原発廃炉には50年は掛かるそうですから50年冷やし続けねばならない可能性は大きいです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

普通に小学生は知らないと思いますよ♪♪♪
自分で勉強すればいいと言い出したら、そもそもこのサイトの存在意義も、あなたが会員である意義もありませんね♪♪♪

50年という根拠も希薄ですし、分からないなら回答しなくて結構ですよ。

お礼日時:2013/09/09 17:49

no.3さん、ちょっと間違いがあるように思います。


>水が無くなると「冷えなくなる」のではなく、反応が急激に進んで熱くなる、というのが正解なのです。

水は、冷却材ですが、中性子の減速材でもあります。
水によって、中性子を高速中性子から、熱中性子に減速し、ウラン235の原子核に捕獲されやすくします。
したがって、水が無くなれば、核分裂は起こり難くなります。
軽水炉では、熱により核燃料棒の周りに気泡ができます。
気泡は、中性子を減速しないので、反応を抑えます。
地震で、気泡がなくなってしまうと、反応が急上昇します。
参考:オクロの天然原子炉
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%82%AF% …

天然原子炉では、ウランに富んだ鉱床に地下水が染み込んで、
水が中性子減速材として機能することで核分裂反応が起こる。
核分裂反応による熱で地下水が沸騰して無くなると反応が減速して停止する。
鉱床の温度が冷えて、短命の核分裂生成物が崩壊したあと、地下水が染み込むと、
また同じサイクルを繰り返す。このような核分裂反応は、連鎖反応ができなくなるまで数十万年にわたって続いた。
水があるほうが核分裂は進むのです。

高速増殖炉は、例外的に高速中性子を使います。
高速増殖炉では、
プルトニウムは高速中性子でも分裂できること、
ウラン238は中高速中性子を吸収すること、
から、中性子が減速しないように、減速材、冷却材に中性子を減速させにくいナトリウムを使います。

>どうして未だに冷やし続けなくてはならないのですか?
汚染水を増やすだけで、なぜ冷却水を投入するか不思議です。
もう手遅れかもしれませんが、
チェルノブイリみたいに、初期段階で鉛や錫をぶちこんで、石棺にしたほうがよかったのでは、
と思います。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

・・・ん?
今までの方の意見とは違って水は必要ないということでしょうか?
というより、水が無くなれば反応は止まると?

なんだか、科学「2」の私には難しすぎる問題ですね。

お礼日時:2013/09/09 00:38

震災から2年半。

ずいぶんナイーブなご質問ですね。

>どうして未だに冷やし続けなくてはならないのですか?

メルトダウンした核燃料が高熱を発していて、そのままにしておくと危険だからです。

>核燃料棒を取り出して処理することはできないのでしょうか?

メルトダウン、つまり溶け出してドロドロになっているからです。原子炉容器を壊して、柄杓で汲み出せばいいのですが、放射能が高すぎて人間が近寄れません。近寄ったら即死です。だから出来ないのです。そのうちバキュームカーロボットが出来たら、汲み出せるでしょう。

>にあとどれくらいの年月冷やし続けなくてはならないのでしょう?

後少なくとも10万年ぐらいです。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

要するに核燃料の温度というのは、いったん常温以下に下がっても、放っておけば半永久的(語義に対するツッコミはやめてくださいね)に急上昇してしまうものなのですね。

お礼日時:2013/09/09 00:33

そもそもなぜ核燃料を冷やさなければ生らないか、というと水を使わないと核分裂がどんどん進んでしまうからです。

核分裂が進むということは、大量の熱を生み比較的ゆっくりなら反応容器や格納容器を壊して放射性物質を大気中に放出させ、これが極端に短時間に反応が大量に起これば核爆弾になります。

核分裂を連鎖的に起こすには、最初に核分裂を起こした原子の中性子が回りに飛び散り、近くの原子を壊すことを繰り返すことになります。
このときに、原子同士があまりにも離れていたり、原子と原子の間に壁があれば核分裂はそこで止まってしまいます。また逆に壁を作ったり無くしたりすることで、反応を制御できるようにしているのです。

この制御用の素材はいくつか種類があり、チェルノブイリは黒鉛を使っており、日本やアメリカ・フランスなどは水を制御用に使っています。

つまり、水が無くなると「冷えなくなる」のではなく、反応が急激に進んで熱くなる、というのが正解なのです。もちろん水の場合は、反応を制御するだけでなく、熱をうまくコントロールするためにも利用されています。

本来の原子力発電所であれば、この水は密閉された容器の中を循環して利用され、水も放射性物質で汚染されるのですが、これをもらさないようにしています。

3.11の際に「ベントしないと冷却できない」と言われたのは、水が循環しなくなったため沸騰し、冷却材としても制御材としても機能しなくなったため、密閉を壊してでも冷たい水を容器に入れる必要があったためです。

現在の状況は、ドロドロに溶けてしまった燃料棒を強制的に冷やす(制御する)ために、水を補給しその水が漏れているので、どんどん溜まってしまうのです。

この状況を改善するには、格納容器の底でドロドロな状態で固まっている燃料棒を取り出し、小分けして反応しないレベルにし、密閉して放射性廃棄物として保管するしかありません。
この放射性廃棄物が無害なレベルになるには、一番長いもので10万年かかります。

しかし、ドロドロな燃料棒は当然ながらものすごい放射能を発しており、人間が近づくことができません。
つまり「福島原発の核燃料はいつまで冷やし続けるの?」という問いについては、まったく目処すらついておらず、最悪なら10万年冷やし続ける必要がある、ということになります。

少なくとも何十年という単位で処理に時間がかかりますし、現在は「なんとか反応しないように無理やり押さえ込んでいる」とう状態であって、とても「収束」した状態とはいえません。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

想像以上に難しい問題ですね。
つまり現在は、どうしようもないからひたすら水をかけて冷やし続けているという状態なのですね。
せめて循環できればいいのでしょうが、それすらもできないと。

まさか画期的な技術が開発される数十年後まで、同じことを続けてなければいいのですが。

お礼日時:2013/09/09 00:29

核燃料棒が自分の出す熱で溶けてしまい(メルトダウン)、それが炉心を突き破って漏れているのです(メルトスルー)。

炉心から漏れた水が地下水に混ざって流出しているのです。

炉心の水を抜いてしまったら、また高温になり爆発するかもしれません。炉心の爆発は燃料棒が粉末になって飛散することを意味しますので、水蒸気爆発の建屋とは比べ物にならない被害がでます。

通常であれば、使用済みの核燃料は機械で操作して交換し、保存します。が、原発が破壊されてしまったので撤去はおろか、中の様子の確認すらできないのです。確認できないので、メルトスルーだと断定していないのです。断定せずに、被害を過小評価し、緩慢な対応しかしていないのです。

※このくらいの情報は事故直後からたくさんありました。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

要するに、放っておくと勝手に核反応を起こしてしまうのですね。
ただ、それがいつまで続くのかを指摘される方がいなかったので質問させていただきました。

お礼日時:2013/09/09 00:26

核燃料棒だったらよかったんだけど、溶けて容器の底を突き破り、


どろどろの状態です。

これを取り出すのは世界初。どうやって取り出すか、間違えられない難問です。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

なるほど、溶けて取り出せない状態なのですね。

お礼日時:2013/09/09 00:21

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Q使用済み燃料を冷却せずに放置したら、再臨界します?

使用済み燃料に関して質問します。

外部からエネルギーを与えずに、使用済み核燃料をタダ放置しておくと、崩壊熱で温度が上昇するということですが、この温度上昇によって使用済み核燃料で核分裂の連鎖反応が起きるのですか?

もし、そうだとすると、なぜ”使用済み”とされてしまい、発電利用されないのでしょうか?

再臨界可能な燃料であれば、”使用済み”としないで、もっと利用するのが経済的だと思うのですが、、、、。

Aベストアンサー

まず、あなたのQNo.6597140の質問のベストアンサーは正しくありません。

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。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、非常に多数の数時間、数日以上の半減期を持つ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。

使用済み核燃料には、未反応のウラン235やウラン238が中性子を吸収してできたプルトニウム239がありますが、これらの崩壊熱も発熱の主因でないことは、原子炉内と同じです。発熱の主因は上記のとおりです。未反応のウラン235やプルトニウム239を取り出して再利用しようというのが使用済み核燃料の再処理ですが、日本では再処理工場がうまく稼働していません。(ウランやプルトニウムには自発核分裂を起こすものもあり、ウランでは無視できるが、プルトニウム240では兵器級で問題になることはある)

さて、質問ですが、
「温度上昇によって使用済み核燃料で核分裂の連鎖反応が起きる」
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。

「使用済み核燃料をタダ放置しておく」
だけでは臨界になって、核分裂連鎖反応はおきません。ウラン235が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。
2. 連鎖反応を継続させるためには、中性子が原子核にあたるように核物質をある量以上に集積しなければならない。
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。
などの条件が必要です。

「タダ放置しておく」だけではこれらの条件は満たされないでしょう。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、量も多く、水溶液(減速材)でした。

ウラン235の濃度が90%以上なら兵器級として1kg程度で核分裂連鎖反応をして核爆発を起こすとされている。原子炉内の燃料は、ウラン235の濃度が、3~4%程度のものが100万kW級で数百t装荷されているので、臨界量としては単なる推測ですが、炉内で100t程度は必要ではないでしょうか。

使用済み燃料の核分裂物質としては、ウラン235が1%程度、プルトニウム239が1%程度含まれているとされているので、余程たくさん集積しなければ臨界にはならないでしょう。天然原子炉もあるということなので、原理的に起きないというわけではありませんが、そのためには条件があるということです。


http://www.rist.or.jp/atomica/data/pict/02/02020314/02.gif

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%82%AF%E3%83%AD%E3%81%AE%E5%A4%A9%E7%84%B6%E5%8E%9F%E5%AD%90%E7%82%89

まず、あなたのQNo.6597140の質問のベストアンサーは正しくありません。

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。いま壊れ...続きを読む

Q使用済み核燃料を長く冷やす理由

使用済み核燃料は何年・何十年と言った単位で冷却しますが、あれはなぜなのでしょうか?熱を発しているということは、何かのエネルギーが熱エネルギーに変化しているはずですが、それはなんなのでしょうか?

無知な人間なりに単純に考えると、E = mc^2 で核分裂の際に質量の減少分が熱エネルギーになったのではないかと思います。しかし、それは核分裂時に発生するはずなので、年単位で冷やさなければならない理由がわかりません。

質問は以下です。
・なぜ年十年も冷却しなければならないのでしょうか?
・熱エネルギーの発生のきっかけは、あくまでも原子炉運転中の核分裂時のエネルギーだけであり、単純に「ものすごく熱い」という話なのでしょうか?
・それとも「使用済み」でも核分裂をし続け、熱を発し続けているのでしょうか?
・熱伝導率が極端に低いということなのでしょうか?(そんなわけないか…)
・それ以外の理由なのでしょうか?

この辺のことについて教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

順番が前後しますが。

>・熱エネルギーの発生のきっかけは、あくまでも原子炉運転中の核分裂時のエネルギーだけであり、単純に「ものすごく熱い」という話なのでしょうか?
原子力における熱の発生は、おもに「核分裂反応による発生エネルギー」+「生成した放射性物質(核分裂生成物など)の放射性崩壊による発熱(崩壊熱)」です。
使用済み核燃料の場合は、核分裂反応による発生エネルギーはごくわずか(理由は後述)で、主なのは生成した放射性物質の崩壊による発熱です。
なお、崩壊熱とは、放射性崩壊により発生した放射線がほかの物体(原子とか)に当たってエネルギーを受け、それが熱エネルギーに変換されるために発生します。

>・それとも「使用済み」でも核分裂をし続け、熱を発し続けているのでしょうか?
ここでいう「核分裂をし続け」とは何を指すのでしょうか。
もしこれが「核分裂の連鎖反応が維持されている(=臨界状態である)」という意味ならば、発生していません。

たしかに、放射性物質のなかには「自発核分裂」という崩壊モードをもった核種が存在します。
(文字通り、なにもせずとも自然に核分裂するという放射性崩壊の一種です。)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%87%AA%E7%99%BA%E6%A0%B8%E5%88%86%E8%A3%82
ただし、他の放射性崩壊と比較して、自発核分裂が発生する確率は低くのです。
また、燃料棒の存在のみで臨界を維持できるような設計はなされません。
(成型したとたんに臨界して吹っ飛ぶような燃料棒なんて作るわけありません。)

>・熱伝導率が極端に低いということなのでしょうか?(そんなわけないか…)
「物体の温度が上がる」という事象は、「熱がたまる」ということです。
つまり、冷める速度(放熱速度)よりも熱する速度(発熱速度)が早ければ、物体に熱はたまっていき、温度は上がることになります。
使用済み燃料棒を冷却しなけれなならない理由は、結局のことこれで、発熱速度(この場合崩壊熱)が放熱速度よりも早い状態であるため、熱がたまり続けてしまい、最後には熱によって破壊されることになります。
これを防ぐために(空冷か水冷かにかかわらず)冷却が必要になるのです。

>・なぜ年十年も冷却しなければならないのでしょうか?
なぜ冷却するのか、というと「放射能が落ちるのを安全に待つため」です。
上にも書きましたが、発熱するのは崩壊により発生する放射線のためです。
崩壊が進めば、それだけ放射性同位体が安定同位体(放射線を出さないもの)になるわけですから、放射能が減り、放射線も減ります。
放射線(と崩壊熱)が減れば、放射線防護の点でも、工学的な点でも取り扱いやすくなるわけです。

順番が前後しますが。

>・熱エネルギーの発生のきっかけは、あくまでも原子炉運転中の核分裂時のエネルギーだけであり、単純に「ものすごく熱い」という話なのでしょうか?
原子力における熱の発生は、おもに「核分裂反応による発生エネルギー」+「生成した放射性物質(核分裂生成物など)の放射性崩壊による発熱(崩壊熱)」です。
使用済み核燃料の場合は、核分裂反応による発生エネルギーはごくわずか(理由は後述)で、主なのは生成した放射性物質の崩壊による発熱です。
なお、崩壊熱とは、放射性崩壊によ...続きを読む

Q広島長崎の放射能は、どうして消えた??

 長崎広島に原爆が落とされたとき、放射能で30年は荒れ地になるだろうと言われた。しかし、今や完全に復興しているし、土地に放射物質が残っているという話も聞かない。
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 そこで、放射物質の半減期以前に放射線がなくなった?? のはなぜかと思いました。

Aベストアンサー

http://oshiete.goo.ne.jp/qa/1392047.html

こちらの回答がわかりやすいかと思います。

Q原発、停止後に冷却しないと、、、?

原子力発電所の停止後の冷却処理に関して質問があります。

大震災直後に全ての原子炉は自動停止したと聞いております。
質問1:自動停止=核分裂反応停止=発熱停止と理解してよろしいでしょうか?

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系の内部で発熱しない=温度は上昇しないということだと思います。

質問2:停止後は高熱の内部が徐々に自然温度に下がるのを気長に待っても良いと思うのですが、なぜ待てないのでしょうか?

質問3:「系の熱収支と温度変化」に関して、原子力発電所を湯沸かしポットでモデル化するのは、何が間違えなのでしょうか?

Aベストアンサー

原子炉の停止と湯沸しポットでは同じ停止でも状況が異なります。原子炉の運転停止は、核物質の連鎖反応を抑えるということであって、核物分裂を完全に止めた状態ではありません。原子炉に使われているウラン235やプルトニウム239などの核物質は自ら放射線を出しながら崩壊していく性質があり、これを止めることはできないのです。原子炉の停止とは核物質の崩壊の際にでる中性子が、核物質にあたり連鎖的に核分裂反応が進むのをためただけで、核物質が自然に崩壊していくのを止めたわけではないのです。従って、放っておけばこれらの核物質の崩壊熱でドンドン温度が上がってしまいやがてはメルトダウンに至ります。使用済みの核燃料でも、内部にはまだ核分裂を起こす物質が残っているため冷やしてやら無いと、自らの出す熱で溶けてしまいます。

ウラン235やプルトニウム239は自然に放射線を出しながら崩壊していき、これを止めることはできません。また、この時に原子炉を運転している時の連鎖反応のように大きな熱量ではありませんが、崩壊熱を出すので冷却してやる必要があります。

Q原発の核燃料棒の寿命は3年、なんででしょうか?

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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。
実際米原子力艦はもっと長期間(20年くらい?)使われてます。
おそらく3年とは、原発の点検サイクルをもとに作られた期間ですよね。

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。

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Q使用済み核燃料について

使用後も崩壊熱と言うものが出るそうですが。
常温まで冷却するのにどれ位時間がかかるのでしょうか。
又冷却水から出すとどれ位の温度になるのでしょうか。

Aベストアンサー

 使用前核燃料は1トン当たりの放射線は1キュリー程度で、使用済み核燃料は、直後で数億キュリー、1年保管で数千万キュリー、10年保管で数百万キュリー程度になります。なお、1キュリーは約370億ベクレルです。

 10年保管後でも溶解する危険性があるため、最終処分前に30年くらいは冷却しながら保管する必要があります。これは、中間貯蔵などと呼ばれます。それには、冷却プールで冷却水を回し続ける湿式と、空冷可能な金属容器に密封保管する乾式があります。

 使用前核燃料は、TV報道などで見られるように、間近でも作業できる程度の放射線量です。しかし、使用済み核燃料では、崩壊熱等による溶解を防止するのに数十年ということであって、その程度の期間では人間が近寄れるような放射線量までは低下しません。

 そのため、ワンスルーで最終処分する場合には、最終処分場について、最低でも万年単位での安全を期す必要があります。高濃度核廃棄物の種類や状況によっては、安全になるまで数億年を要することもあります。

 現時点では、再処理に含まれる放射性物質の放射能無力化技術(元素転換等)と、安全を期待できる最終処分(安定な地層の探査等)の二つの方法それぞれで、模索が続いています。

 使用前核燃料は1トン当たりの放射線は1キュリー程度で、使用済み核燃料は、直後で数億キュリー、1年保管で数千万キュリー、10年保管で数百万キュリー程度になります。なお、1キュリーは約370億ベクレルです。

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Qプルトニウムの半減期について

全くの科学素人ですので出来れば小学生レベルの言葉で失礼致します。

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例えばですがプルトニウムには放射能が半減するのに2万年位かかるそうです。

どうして現在広島や長崎の人は普通に暮らせるのですか?
野菜とか作って食べていらっしゃると思いますし魚介類も普通に収穫
していらっしゃいます。
大丈夫なのですか?

自分なりに調べてみたのですが「残留放射能」というのが現在では自然界にある
放射能よりも少し高いレベルのものしか検出されないとの事。

ますます疑問が膨らむばかりです。

どうぞ宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

#1の回答者です。

> 放射能が半減するのに2万年とはいってもその地(土)に留まるわけでなく
> プカプカと空気中を漂ったということですか?

「放射能」という用語と、「放射性物質」という用語がごっちゃになっているように思います。

「放射性物質」とは、内部で原子(放射性元素)が崩壊し、放射線を放出する性質をもった物質のことを指します。放射性物質に含まれる不安定な原子は崩壊して別な原子が生成され、最終的に安定的な原子(ほとんど崩壊を起こさない原子)にたどり着き安定します。その崩壊過程でα線、β線、γ線といった放射線を出します。

「放射能」とは、放射線を出す能力そのものを指す用語で、本来数字で表されるものではなく、物の性質を示します。よって「放射能が半減する」という文は誤解の元ですし、「放射能が土壌にとどまる」、あるいは「放射能が空気中を漂う」というのも変です。
正しく言うのであれば、数字で表されるものは「放射線の強度」や「放射性元素の数」です。また、土壌にとどまる、あるいは空気中を漂うのは「放射性物質」なのです。


で、ご質問への回答ですが、原爆の炸裂によってばらまかれた「放射性物質」は、キノコ雲に乗って成層圏まで吹き上げられ、そのまま大気中をぷかぷか漂ったり、原爆のもたらした物理的破壊によって空中に吹き飛ばされた埃に付着して地表に降り注いだりしました(死の灰、黒い雨)。地表に降り注いだ放射性物質の一部は雨水とともに土壌に染みこみ、また風で吹き飛ばされて広く拡散したことでしょう。原子のレベルではα崩壊・β崩壊によってしか放射性物質は減少しませんから、広島・長崎の原爆でばらまかれた放射性物質は、空中に吹き飛ばされようが土壌に染みこもうが、未だに地球上のどこかには存在するはずです。
ただ、α崩壊、β崩壊によって徐々に放射線を放出しながら安定化していき、長い時間の後には半減(1/2)→半減の半減(1/4)→さらに半減(1/8)と放射性元素の数は減少していくはずです(それにより放射線の強度も減少していく)。

なお、広島・長崎の爆発後に環境に放出された放射性物質の総量は、チェルノブイリ事故でそれの400分の1に過ぎなかったと言われています。元々、少量の核物質(せいぜい十数キロ)を急激に反応させて一気に破壊力を得る原爆は、その爆発の瞬間に放出される放射線こそ強力無比ですが、ウラン・プルトニウムの残り滓である各種放射性物質は大した量ではありません(燃料が十数キロだとすれば、残り滓も同程度です)。爆発時の強力な放射線照射により淡い放射能を持った爆弾の破片なども多少はあるでしょうが、強力な放射性物質はウラン・プルトニウム由来の残り滓であると考えられ、量的には決して多くないのです。
ところが大量の核燃料(何トン・何十トン)を長時間にわたって反応させ巨大なエネルギーを生む原子力発電所は、そもそも核燃料の残り滓が非常に大量に生じ、万が一の事故の際はその大量の放射性物質が外部に漏洩しますから、放射能汚染の程度で言えば原爆の比ではないでしょう。

やや蛇足かもしれませんが、広島・長崎の被爆者に放射線障害をもたらした最大の原因は爆発したその瞬間に放出された強力な放射線(主にγ線)であって、爆発後に降り注いだ放射性物質のα崩壊・β崩壊による放射線による被害は、前者に比べれば少量だった(それでも決して軽い被害ではありません。特に放射線源が体内に入った場合)と思われます。広島・長崎の残留放射能が少ないのは、死の灰が地球上に広く拡散していったというだけでなく、そもそも飛び散った放射性物質の総量がもともとそれ程多くなく、汚染は比較的小規模だったということが理由としてあげられるでしょう。

チェルノブイリの場合、爆発の規模は広島・長崎に比べ遙かに穏やかでしたが、爆発によって飛び散った放射性物質の総量は広島・長崎より遙かに多かったでした。よって、土壌は広い範囲で深刻に汚染され、また風によって近隣諸国にまで運ばれた大量の死の灰の影響は、今後広島・長崎よりも遙かに長期間、あの地域を悩ませるはずです。

#1の回答者です。

> 放射能が半減するのに2万年とはいってもその地(土)に留まるわけでなく
> プカプカと空気中を漂ったということですか?

「放射能」という用語と、「放射性物質」という用語がごっちゃになっているように思います。

「放射性物質」とは、内部で原子(放射性元素)が崩壊し、放射線を放出する性質をもった物質のことを指します。放射性物質に含まれる不安定な原子は崩壊して別な原子が生成され、最終的に安定的な原子(ほとんど崩壊を起こさない原子)にたどり着き安定します。その崩...続きを読む

Q北朝鮮からミサイルが飛んできたら

 北朝鮮から核ミサイルが飛んで来て、永田町に落ちたとすると、被害はどのくらい広がりますか? 即死のみならず、疾病による死亡や後遺症も含めて。

よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

■他サイトで同じような質問に答えているのですが、解りやすく新たなデータを追加したため長文となってしまいました。

 北朝鮮が保有する弾道ミサイルで、日本への発射が懸念される物にノドン2号とテポドン1号ミサイルがあります。
 ノドン2号は旧ソ連が開発したスカッドの亜種で、1,300kmの射程を持つと言われています。一方テポドンは1段目にノドンを使い、2段目にスカッドの弾体を結合して作った2段式弾道ミサイルで、射程も1,700km~2,200kmと見積もられています(射程および発射速度から中距離弾頭ミサイルとする記述もあります。が正直、どの数値が正しいという確証がないため、かなり曖昧な分類となっていることは確かなようです)。

 弾頭を搭載する2段目スカッド・ミサイルの弾体直径は0.9m弱で、弾頭を搭載するスペースが非常に小さく、核運搬兵器としては戦術ミサイルと呼ぶべき種類の物でしか在りません。
 同サイズのミサイルの弾体重量も最高で0.8tを下回り、最大重量を搭載すれば当然ながら最大射程まで飛ばすことはできず、目標距離を計算した搭載重量に低減させられることになります。

 核専用ミサイルとして新規設計するならともかく、化学・生物兵器弾をも搭載可能な柔軟性設計とするのが一般的な考え方であり、弾頭重量を500kgとした場合、そこに搭載される核弾頭は20~50kt程度と見積もることが出来ます。

▼弾頭の威力と被害予想に関する書籍やサイトを調べたのですが、詳しく述べている物を見つけられませんでした。

 現在、北朝鮮は20kt級核爆弾を7~8発製造可能なプルトニウムを抽出していると観られています。
 広島は投下されたLittle Boyは13kt(ウラン235)により20万人の犠牲者をだし、長崎もFatmanが22kt(プルトニウム)によりは7万4千人が数箇月の間に亡くなり、その後の調査で死亡者数が15万人にも達しました。平坦な広島に対して山間部による起伏が被害を減少させたのです。
 しかし、都会の場合、破壊された建造物が市街地を埋め尽くし、瓦礫と化した廃墟街を車輛で移動することは非常に困難であり、そのような地を人が歩くことも容易くはないでしょう。人口1200万(平日であれば都郊外からの近県から、多くの労働者が都心へと集まるため、被害想定人口はかなり高いと見るべきでしょう)の中心で核爆発が発生したシミュレーションをまだ目にしたことがないので解らないというのが本音です。

 ただ爆発後の死亡と放射能汚染による傷病認定が懸念されるかも知れませんが、他国からの攻撃であることを考慮するなら、政府も寛大に攻撃による疾病患者であることを認めるはずです。
 さらに大都市が核汚染に見舞われた場合、救援する側が対核防御服を身につけていなければ活動できないことです。日本ではこの手の状況対応能力が(ちいさな自衛隊部隊以外)ほとんどゼロであると言う事実です。つまり、救援したくても救援する側に被害が出るため救援活動が行なえず、放置された数日の間に助かる多くの命が失われるでしょう。

 個人的にはその数を500万~700万と見積もるのが妥当かと思っています。

■他サイトで同じような質問に答えているのですが、解りやすく新たなデータを追加したため長文となってしまいました。

 北朝鮮が保有する弾道ミサイルで、日本への発射が懸念される物にノドン2号とテポドン1号ミサイルがあります。
 ノドン2号は旧ソ連が開発したスカッドの亜種で、1,300kmの射程を持つと言われています。一方テポドンは1段目にノドンを使い、2段目にスカッドの弾体を結合して作った2段式弾道ミサイルで、射程も1,700km~2,200kmと見積もられています(射程および発射速度から中距離弾頭ミサイ...続きを読む

Q日本のミサイル防衛にTHAADが無いのは何故?

【ワシントン共同】米陸軍当局者は26日、米領グアムに配備した高性能の地上発射型迎撃システム「高高度防衛ミサイル」(THAAD)が完全な稼働状態に入ったことを明らかにした。との報道です。
http://sankei.jp.msn.com/world/news/130427/amr13042709290001-n1.htm
一方日本の場合イージス艦から発射するミサイルとPAC3でTHAADはありません。
日本の場合THAADは無くても良いのですか?


 

Aベストアンサー

>日本の場合THAADは無くても良いのですか?

はい、必要ありません。

THAAD (Terminal High Altitude Area Defense) Missile は射程 200km、射高 40km~150km の地上発射型迎撃 Missile で、High Altitude Area Defense (高高度域防御) の部分だけを見て ICBM (Inter-Continental Ballistic Missile:大陸間弾道弾) をその頂点付近の宇宙空間で迎撃するかのように誤解されがちですが、Terminal (末端の/終末の) のいう言葉が示すように、目標に向かって高度を下げて大気圏 (成層圏よりも上の 40km~150km にある化学圏) に突入してきた最終段階での弾道弾を撃墜する Missile です。

一方、日本が Aegis 艦に搭載している SM3 (Standard Missile 3) 161B Block IA は射程 400km、射高 250km で、先端部が Kinetic 弾頭と呼ばれる高機動弾頭になっているように、空気のない大気圏外での超高速運動能力を持たせたものとなっていて、THAAD よりも高性能な Missile になっています。

http://www.youtube.com/watch?v=Clny6teU5ik&feature=youtu.be

最初に海上自衛隊に配備された「こんごう」の SM3 161B Block IA は高度 160km を飛行する模擬弾道弾の直撃撃墜に成功していますし、現在は日米共同開発になる Block IIA の地上試験を終えて来年に飛行試験、2018 年には現在の Block IA を Block IIA に置き換える予定になっています。

http://www.youtube.com/watch?v=A6CIu9fRk3k

地上発射型で射程が 200km しかない THAAD では幅数百km 長さ 2000km 余りの日本列島に数十基の発射機を配置しなければならず、何時 Terrorism だの過激な反対運動の前に壊されるか判ったものではないのに比べ、SM3 は部外者など近付けない Aegis 艦の中にありますし、相手国の Missle 発射機から 400km 以内の海域に派遣すれば 1 隻で事足ります。

相手国が日本に向けて発射する Missile の Course は決まっていますので、日本列島近海に配置する Aegis 艦の数も数隻あればよく、既に海上自衛隊は上記「こんごう」型 Aegis DDG (Missile 護衛艦) を 4 隻、次級の「あたご」型 Aegis DDG を 3 隻運用していますので、2~3 隻が定期整備中であっても常時 4~5 隻は緊急配備に就くことができるようになっています。

>日本の場合THAADは無くても良いのですか?

はい、必要ありません。

THAAD (Terminal High Altitude Area Defense) Missile は射程 200km、射高 40km~150km の地上発射型迎撃 Missile で、High Altitude Area Defense (高高度域防御) の部分だけを見て ICBM (Inter-Continental Ballistic Missile:大陸間弾道弾) をその頂点付近の宇宙空間で迎撃するかのように誤解されがちですが、Terminal (末端の/終末の) のいう言葉が示すように、目標に向かって高度を下げて大気圏 (成層圏よりも上の 40km~150km ...続きを読む

Q「原発の危険度は稼働、停止で変わらない」はホント?

 このサイトを見ていると、時々「原発は稼働していても停止していても、危険度は変わらない」という回答を見ます。
 わたしは原発の技術的側面について詳しくありませんが、東日本大震災のような緊急事態に際して稼働しているほうが停止しているよりも危険なのは、ほとんど自明のことだと思えます。
 福島第一の事故でも、たしかに運転停止中だった4号機は信じられないほどの幸運に恵まれて最悪の事態を免れたのですから潜在的な危険度が高いことはわかりますが、これは先行する1号機から3号機(つまり運転中の原子炉)の危機がなければ充分対処できた類のトラブルだったのではないでしょうか。
 ならば、危険性にはやはり明確な差分があると思うのですがいかがでしょう。

 わたしの考えはしょせん素人の浅知恵でまちがっているのでしょうか。それとも、これは新たな「ネトウヨ」理論の一つであり、わたしはその瞬間を目撃しているのでしょうか。

Aベストアンサー

原発推進論を唱えるネトウヨさん達の根拠には嘘やデマが用いられます。嘘やデマを駆使しないと推進論が成り立たないのです。
原発は運転していても停止していても危険度は変わらないというのもそのようなデマの一つです。
それらの多くの人が精神的に問題が有りそうな人達のようで、恐らくは社会とは隔離傾向にあったりするケースが多いようです。
彼らの発言は参酌する必要は全くありませんが、しかし文章として世間に出てくるとそれに影響を受けてしまう他のネトウヨさん達もいて、終局的に収拾がつかなくなります。
適宜にそれらのデマや嘘の補正作業が必要となります。

そのデマは当初、「とある作業員が、原発は運転していても停止していても危険度は変わらないと言っているそうだ」 というところから開始された模様ですが、原子力工学にたずさわるどこそこの大学の教授が… とかではありませんし、原発特集記事を連載しているとこそこの報道機関が… とかでもありませんでした。
「どこそこの名も知れぬ原発作業員の誰かが…」という前提の下で拡散されていったデマです。


原発の運転中と停止中では、フルスピードで走ってる自動車と、エンジン止めて駐車ブレーキかけてる自動車ほどの危険度の相違が有ります。
駐車している自動車と言えども、ガソリン漏れが起こったり、テロや暴動に襲われる危険は有るわけですが、フルスピード走行時に比較すれば非常に低い危険度です。

原発は稼働中は発熱量が高く、停止中は発熱量がずっと低くなります。
発熱量の低い停止中の方が対処が容易で遥かに安全になります。
以上、常識です。

発熱量が大きければ、数秒~数時間内に緊急対処する必要がある。
しかし発熱量がずっと小さければ、対処するまでに数日~数週間の余裕が持てるし、対処法は比較的ローテクで良い。
前者が運転中若しくは停止直後の原子炉。
後者が運転停止から日数が経過した原子炉、及び一般の核燃料プール。
運転停止処置から時間が経過した原子炉は非常に安全度が増します。安全を確保するのであったら、原発は運転停止の状態を保たなければなりません。

福1事故で高所に設置された4号機核燃料プールが危険視されたのは、その中に大量の核燃料が貯蔵されていて、プールに損壊が認められ冷却水漏れの恐れがあった(若しくは実際に水漏れしていた)から。それと共にプールそのものが余震等によって崩落してしまい、大量の核燃料が地上散乱してしまう可能性があったから。
他の号機の放射能漏れによって周辺が高濃度汚染された状況下では、事後に予想される4号機核燃料プールの不都合は、日本の命運を決するほどの危険度が有った。

これをですね、、
一部の人がおかしな解釈をして、原発は運転中も停止中もその危険度は変わらないなどというゴタクの根拠にしているようです。
緊急冷却に失敗した1~3号炉がなかったのなら、4号機核燃料プールにもし何かあったとしても正常な対応が数日~数週間かけてできた。
しかしてああいう状況下でも、数か月を費やしてすこぶる危険な状況から脱した。

運転中の原発と停止中の原発には、そういう「対処可能時間」と「必要とされる技術力」の量と質の面において決定的な差異があるのですね。
対処可能時間が長ければ長いほど安全度が増すし、ローテクで良ければ安全度を高めます。

稼働中と停止中で危険度が変わらないのであらば、地震が発生しても緊急停止せずに運転継続してればいいじゃないですか。
理系的素養なくとも、単純な論理思考ができる人ならば、そういう推理も働くでしょうにね。

原発推進論を唱えるネトウヨさん達の根拠には嘘やデマが用いられます。嘘やデマを駆使しないと推進論が成り立たないのです。
原発は運転していても停止していても危険度は変わらないというのもそのようなデマの一つです。
それらの多くの人が精神的に問題が有りそうな人達のようで、恐らくは社会とは隔離傾向にあったりするケースが多いようです。
彼らの発言は参酌する必要は全くありませんが、しかし文章として世間に出てくるとそれに影響を受けてしまう他のネトウヨさん達もいて、終局的に収拾がつかなくなりま...続きを読む


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