(cache) 原発ってなに？

原発ってなに？

水素爆発直後の東京電力福島第一原子力発電所３号機

ウランを燃やしてお湯を沸かす

火力発電では、重油や天然ガスが燃料ですが、原子力発電では、ウランが燃料となります。
ウランは、元素の一つで、ウラン鉱山から採掘されます。
ウランには、ウラン235とウラン238という2人の兄弟がいます。
このうち、ウラン235だけが燃料となります。
燃料棒にはウラン235が約4％、残り96％はウラン238が入っています。
ウラン235の濃度を90％くらいにしたものが原子爆弾です。
ウラン235はとても不安定な元素で、中性子という「弾」を当てると、2つの元素に分裂してしまいます。
そして、分裂するときに、熱と中性子を2個か3個放出します。
このときの熱でお湯を沸かし、その蒸気の力でタービンを回して発電します。

ウランの子供達

燃料棒にあるウラン235に中性子がぶつかると、2個（まれに3個）の放射性物質に分裂します。
ウラン235はいつも同じように割れるわけではないので、生まれる放射性物質も違ってきます。
報道などでおなじみのヨウ素やセシウム以外にも、キセノン、セリウム、ストロンチウムなど、
実に100種類以上の放射性物質が生まれます。

分裂が続くことがキモ

ウランが分裂すると中性子をはじき出します。
その中性子が、他のウランにぶつかり、そのウランを分裂させる。
分裂したウランが、またまた中性子をはじき出して・・・・・・・と連鎖反応が起こります。
この連鎖反応を安定的に起こさせるのが、原子力発電です。
ちなみに、一気に連鎖反応を起こさせると、原子爆弾になります。

元素の数字

報道でおなじみのように、ウラン235、ヨウ素131など、元素名の横に数字が書かれています。
同じウランでも235と238のように数字が違います。
この数字は何を表しているのでしょう。
この数字は、原子核の陽子と中性子の数を足した数を表しています。
同じ元素なら陽子の数は同じですから、ウラン235とウラン238では、中性子の数が違うということです。
ウランの陽子の数は92個ですから、
ウラン235＝陽子92個＋中性子143個
ウラン238＝陽子92個＋中性子146個
となります。
同じ元素なのに、中性子の数が違うだけで、たやすく分裂したり、全く分裂しないなど、全く違う性質になります。

放射線って何？

ウランが分裂して出来た元素（これを『放射性物質』と言います）は、たいがいが不安定な元素です。
不安定な元素は、すっきり（安定）しようと、いろいろな毒（放射線）をはき出します。
毒をはき出すときに、これまた、熱を出します。
これが最近報道で良く聞く「崩壊熱」というものです。
ちなみに、放射線とともによく「放射能」という言葉を見聞きしますが、放射能とは、「放射線」をはき出す能力のことです。
放射性物質は「放射線を吐いた」後は、安定した元素に変わります。
放射性物質が危険なのは、この放射線を出すときです。
放射線こそが危険の正体です。

なにが体に悪いの？

体にくっついた、あるいは体の中に入った放射性物質が吐いた毒は、DNAの一部を壊してしまいます。
DNAが壊れてしまうことで、ガンになることがあります。
また、一気に、たくさんの放射線を浴びると、細胞自体が死んでしまいます。
体にくっついた放射性物質は水で洗い流せますが、体の中に入ってしまった放射性物質を排除するのは大変です。
例えば、よく見聞きするセシウム137は、体外に排出されるのに100～200日ほどかかります。

放射能の害って、なに？

連日、放射能がどーのこーの、放射線がどーのこーのと報道されますが、放射線は、いったいどんな悪さをするんでしょう。
大量の放射線を浴びてしまった場合は、出血、白血球の減少、脱毛、そして多臓器不全による死などがおこります。
そうした大量の被ばくでない場合には、ガンの発生率が上がるという害があります。
放射線はDNAにダメージを与えます。
体はすぐにDNAの修復をしたり、修復が無理な場合はその細胞を殺したりして防御しますが、その防御力を超えるくらいの頻度でダメージが与えられると、DNAの情報が狂ってしまい、細胞がガン化してしまいます。
また、傷ついた遺伝子が子孫に伝わる危険性があります。
どの程度の放射線量で、どのくらいガンになる確率が上がるかは諸説あって、ハッキリしていませんが、影響が出ると証明されている放射線量の最低値は、年間100ミリシーベルト程度です。

５つの「壁」

原子炉は五重の「壁」で守られている。と言われます。
1つめの「壁」は、燃料ペレットと呼ばれる小さなカプセル。
セラミック製のこのペレットにウランが詰められています。
2つめの「壁」は、燃料棒（燃料被覆管）
燃料ペレットが詰まった円柱形の容器です。
ちなみに、福島第一原発の1つの原子炉には、平均4，5000本の燃料棒が入っていて、1号機から６号機全てで、270，136本の燃料棒が入っています。
3つめの「壁」は、原子炉圧力容器。
この中に燃料棒が入っています。
4つめの「壁」は、原子炉格納容器。
この中に原子炉圧力容器が入っています。
最後の5つめの「壁」は、原子炉建屋。
水素爆発で屋根が吹き飛んだ建物です。

発電開始！　発電ストップ！

発電するには、燃料棒の中で先ほど説明したような、ウラン235の分裂を連鎖させる必要があります。
分裂の際に吐き出される中性子は、燃料棒の外にも飛び出し、隣の燃料棒のウラン235を分裂させます。
そのくらいでないと、連続して核分裂が起こりません。
今回のように地震があったり、メンテナンスのためには、この連鎖反応を止めなくてはいけません。
中性子を吸収する働きのある棒、「制御棒」を燃料の間に挿入することで、中性子が燃料棒の間を行き来するのを邪魔し、分裂の連鎖反応を止めます。
分裂の連鎖が止まってもいけない、でも、分裂が暴走してもダメ。
いつも一定の割合でウランを分裂させる。そういう非常に難しいコントロールをしているのが原子力発電所です。
ちなみに、核分裂が終わってしまった後、つまりウラン235が無くなった燃料棒が「使用済み核燃料」です。

残り火

今回の事故では、「制御棒」がちゃんと作動して、ウラン235の分裂は止められました。
これがキャンプのたき火だったら、水をかけて火を消したわけですから、これで作業終了・・・・・ですが
燃料棒は、核分裂が止まっても、まだ熱を発し続けます。
核分裂が止まった燃料棒は、まだ熱を発し続けます・・・・・・いったい誰が熱を発しているのでしょうか？
犯人はウラン235が分裂して生まれた放射性物質たちです。
先に説明したように、放射性物質は安定しようと毒（放射線）を吐きます。
このときに出る熱（崩壊熱）が原因です。

棒が溶ける

このように、核分裂が続いている最中も、核分裂が終わっても、燃料棒はずっと熱い状態のままです。
（数年もの間、熱いままなのです）
そのままでは、燃料棒が溶けてしまいます。
燃料棒が溶けてしまうと、中のウランや放射性物質たち、ウラン238から生まれるプルトニウムが外に漏れ出てしまいます。
そうならないため、燃料棒は常に水の中に入っています。
「流し水」で燃料棒を冷ますのです。
しかし、今回の事故では、この水の供給システムが故障してしまい、水が蒸発して、燃料棒が露出してしまいました。
その結果、燃料棒が溶け出して、中のウランや放射性物質が飛び出してしまいました。
さらに五重の「壁」のどこかが壊れて、放射性物質たちは、外界に出てしまいました。

レベル７

原子力に関する事故や故障の大きさは「国際原子力事象評価尺度」によって決められます。
レベル0から7まであり、レベル7が最悪の事故です。
レベルは、主に外部に漏らしてしまった放射性物質の量によって決まります。
今回の福島第一原発の事故は、レベル7に該当する量の放射性物質をまき散らしてしまいましたので、レベル7となりました。
「深刻な事故」という定義です。

０・・・・尺度以下
１・・・・逸脱
２・・・・異常事象
３・・・・重大な異常事象
４・・・・所外への大きなリスクを伴わない事故
５・・・・所外へのリスクを伴う事故
６・・・・大事故
７・・・・深刻な事故

チェルノブイリ原発事故に比べると、福島原発の事故は、原子炉自体はそれほど大きな損傷は受けていないようですし、チェルノブイリの事故より放出された放射性物質の量も少ないので、チェルノブイリの事故ほど、ひどくないと言えます。
しかし、レベルが７までしかありませんので、世界一般からは、チェルノブイリの事故と同じくらい大きな事故と受け止められます。

燃えかすが燃える

ウラン235が無くなってしまうと、もう燃料としては役に立ちません。
ウランの燃えかす、つまり放射性物質になった燃料棒のことを、「使用済み燃料」といいます。
しかし、先ほど説明したように、放射性物質達は「毒」を吐き続け、熱を出し続けます。このため、毒（放射線）を外にまき散らさないよう、また同時に、熱を冷ますためにも、使用済み燃料棒も水に沈められています。
十分に冷えて、運び出されるようになるまで、３～５年の間、水につけられます。
今回の事故では、使用済み燃料棒を冷やす水の供給システムもダウンしてしまい、使用済み燃料棒が露出する結果となってしまいました。

自然に被ばく

自然界にも放射性物質があります。
これらの放射性物質は、食べ物や呼吸を通して私たちの体にも取り込まれています。
カリウム40、炭素14などがその代表例です。
これらの体内の放射性物質のために、年間250マイクロシーベルト程度の内部被ばくを受けています。
また、宇宙からやってくる宇宙線や大地から、年間600マイクロシーベルト程度被ばくしています。
その他もろもろを含めると、年間1000～2000マイクロシーベルト、つまり１～２ミリシーベルトの被ばくを受けています。
日本の放射線の安全基準は、年間20ミリシーベルトですが、これには自然界の放射線量やレントゲンなどの医療行為による被ばくは含まないことになっています。
ちなみに、レントゲン検査を１回受けると約0.4ミリシーベルト。X線CT検査では1回、10ミリ程度被ばくします。

半分ずつ減っていく

放射性物質は、毒（放射線）を吐きます。しかし、いつ吐くかははっきりしません。
１秒後かもしれませんし、１年後かもしれません。
ただ確率的に、半分が毒を吐き７終わる時間というのがわかっています。これを「半減期」といいます。
ヨウ素131の場合は、半減期はだいたい8日です。
半減期というのは、元素によって異なります。質量数238のウランの半減期は44億6800万年、セシウム137は約30年、プルトニウム239は2万4千年です。
半減期が長いほど危険とは一概に言えません。少量であれば、半減期が長いほうがマシですし、逆に大量である場合、半減期が短い方が危険とも言えます。

負の貯金

放射線による危険は、大量の放射線を浴びてしまう危険と、少量だけど、長い期間浴びる危険に別れます。
事故の現場付近でもない限り、たいがいの場合、問題となるのは後者の危険です。
放射線の危険は、負の貯金のようなものです。
1年間にどれだけ貯金してしまうかで、危険性が判断されます。報道で見聞きする「積算量」がこれにあたります。
1年間での「貯金額」が問題になりますから、毎日の放射線量を足していけば計算できます。
1年間に浴びても大丈夫とされる放射線の量は、国際放射線防御委員会（ICRP）によれば、緊急時、つまり現在のような状況では、年間100ミリシーベルト以下とされています。
ただし、それ以下でも危険と見る意見もあります。
また、大人と子供でも危険度が違います。
日本政府は、年間20ミリシーベルトを「危険」の基準としました。

◎チェルノブイリ原発事故での事例
　　1986年4月26日1時23分に事故発生。

シーベルトとベクレル

シーベルトとベクレルという単位をざっくり説明してしまうと、こういうことになります。
シーベルト＝体への影響量
ベクレル＝吐き出す毒（放射線）の量

１ベクレルとは、１秒間に１個、誰かが（放射線）を吐くという意味です。誰（どの放射性物質）かは関係有りません。
シーベルトとベクレルの関係は、おおざっぱに言って、次のような関係になります。
放射線の種類×放射線の量＝体への影響

ポケットの中に、いろいろなコインが入っている、と考えるとわかりやすいかもしれません。
今、その中身を手探りしているとしましょう。
放射性物質の種類をコインの種類と考えると、ベクレルは、コインの枚数に。シーベルトは、そこにあるコインの総金額に相当します。
コインの種類×コインの数＝コインの総額
コインの種類（放射線の種類）と各々の枚数（ベクレル）がわかれば、コインの総額（シーベルト）がわかるわけです。

埋葬

原発建屋内にあるプールで３～５年水につけられた燃料棒は、その後どうなるのでしょう？　どこにいくのでしょう？

燃料棒は、再処理工場に運ばれ、そこでガラスに閉じ込められます。これを「ガラス固体化」といいます。
ガラスに閉じ込められた状態でも、まだ熱を出しますので、この状態で、さらに３０～５０年間貯蔵し、冷まします。
その後、それらは地下300メートル以上の深さの地中に埋められる予定です。
地中に埋められる日を待つ使用済み燃料棒は、2010年で1700本、2020年までには4万本になると考えられています。

文章はムームーさんより許可を頂き、
iTunseアプリ「原発って、なに？」から転載をしています。
http://www.muumuu.com/

追記

プルサーマルのしくみ

原子力発電所で使い終わったウラン燃料（使用済燃料）を再処理して、ウランおよびプルトニウムを回収し、ウラン・プルトニウム混合酸化物（MOX）燃料として再び現在の原子力発電所（軽水炉）で利用することをプルサーマルといいます。なお、「プルサーマル」とは、プルトニウムとサーマルリアクター（一般的な原子力発電所）の2つの言葉を合わせた造語です。我が国では2015年度までに合計で16～18基の原子炉で導入することを目指しています。

※プルサーマルは商業的ペースで実施されるので、経済性の悪化を最小に押さえる必要があり、安全性より経済性が優先されます。
現行の軽水炉をプルトニウムを燃やすのに適した構造に変えることはしないまま、MOX燃料を使います。
また、加工、輸送、貯蔵等の費用や手間を抑えるため、１度にできるだけ多くのプルトニウムを使おうと、プルトニウムの濃度を高くしています。

※プルトニウムとは、「かつて人類が遭遇した物質のうちでも最高の毒性を持つ物質」と言われています。

メルトダウンとはなに？

炉心の耐熱性を上回る高熱によって炉心が溶融、損傷し放射性物質の外部への拡散を引き起こすこともある炉心融解のことを言います。
炉心溶融とは、原子炉の中の核燃料体が加熱し、多くの燃料集合体が、もしくはさらに炉心を構成する制御棒等も含めて融解する事です。　

メルトダウンどころかメルトスルー？　　ううん「メルトスルー」どころじゃない

格納容器にたまっている水に2,800℃の核燃料が落ち水蒸気爆発すると、チェルノブイリレベルの放射性物質がばら撒かれる。
作業員が退避する必要がでて冷却ができなくなる。

現在福島第一には、チェルノブイリの10倍の核燃料があり、全てが臨界に達し爆発　山口県位までが立ち入り禁止区域になる。

もはや水をかけようが循環冷却をしようが、「炉心を冷やすことは不可能」だという。さらには、燃料がコンクリートをも突き破り、地下水と接触して、（超高濃度の？）汚染水が海に流れ出すことが懸念されるという。
2011/06/18

コラム　その１

炉心温度

5月16日、炉心に水が無かった期間は、
1号機：14時間09分
2号機：6時間29分
3号機：6時間43分
と公表されました。

5月24日、東電は炉心温度の推移を公表しました
1号機：地震から4時間後（保安院は5時間後）250^oC→2,800^oC、水素発生量770kg、25時間後水素爆発
2号機：地震から77時間後（保安院は80時間後）250^oC→2,800^oC、水素発生量360kg、109時間後圧力容器破損
3号機：地震から42時間後（保安院は79時間後）250^oC→2,800^oC、水素発生量570kg、66時間後圧力容器破損、68時間後水素爆発

4月18日に東電が発表した計画では格納容器に水を満たして冷やすことにしています。
いわゆる水棺方式（flooding）です。　しかし全ての格納容器は程度の差はあれ漏れています。
特にジャジャ漏れの2号機の格納容器に水を満たそうとしても皆流れ出てしまい、始末に負えないでしょう。
漏れ止めに、圧力抑制室のある地下室を水ガラス（珪酸ソーダ）入りのセメントスラリーを注入して固化できるかどうかにかかっています。
それができないかぎり、発熱の続く最低3年間は垂れ流しとなります。
1号機と3号機も本当に水面を上げられるのでしょうか？　　やたらに汚染水を増やしてギブアップするのではないのでしょうか？

コラム　その２

チェルノブイリ原発事故

チェルノブイリ原発事故では、原子炉自体が破壊されて、大量の放射性物質が広い地域に放出されました。
広島や長崎の原爆では、人々は一瞬のうちに大量に被曝しました。しかし、チェルノブイリでは、住民が長期間にわたって少しずつ放射線を浴び続けています。

「チェルノブイリ原発事故とは、1986年4月26日1時23分（モスクワ時間）に、ソビエト連邦（現：ウクライナ）のチェルノブイリ原子力発電所4号炉で起きた原子力事故」　
長期的な観点から見た場合の死者数は数百万人とも数十万人とも言われます。

チェルノブイリで放射能をもろにあびた人って、細胞が崩れて体が半液状になるんだけど、それでも半日くらい生きてたそうです。　そもそも死んでるはずなのに、生きてる不思議な状態だったって。いまだに原子炉内には、亡くなった職員の方々がいるらしいです。

これが有名な、チェルノブイリの象の足と言われるものの映像です。

太陽内部を上回る、１億℃を超える核融合反応により、ウラン、プルトニウムとコンクリートが、陽子レベルで結合して出来たものらしいです。

広島型原爆の６０万倍、人間が近づいたら確実に被爆して死ぬそうです。

撮影した職員さんの安否が気遣われます。

コラム　その３

JCO臨界事故

1999年9月30日、JCOの核燃料加工施設内で核燃料を加工中に、ウラン溶液が臨界状態に達し核分裂連鎖反応が発生、この状態が約20時間持続しました。これにより、至近距離で中性子線を浴びた作業員3名中、2名が死亡しました。国際原子力事象評価尺度でレベル4（所外への大きなリスクを伴わない）の事故となりました。

JCO臨界事故での事例（個人情報の為、近いうちに消します　ENTER）
「朽ちていった命　被曝治療83日間の記録」をお読みいただければ、詳細はわかります。