2011年5月3日火曜日

炉心溶融 原発どうなる

今日は、20110503(憲法記念日)。世間はゴールデンウイークとかで、行楽地へ向かう人や帰省する人たちで、日本中、大いに人は移動中だ。

おい、お~い、今日は憲法記念日だ、ぜ。

どれだけの人が今日のこの日を認識しているのだろうか。そういう私も、ちょっと前に、カレンダーを見て確認したところだ。偉そうなことは言えない。

そんな休日の今日、弊社は大半のスタッフは休みを取っているのですが、一部の人間は出社している。仕事上、会社は完全に一人も居ない状態にはできないのです。だから、私は出勤している。が、少し業務をサボらせてもらって、このブログのためにキーボードを叩いている。

キーボードを叩きながら、後で、日本国憲法の前文だけでも読まなくてはイカンなあ、と一度(ひとたび)そんなことを考えてしまうと、今、やっぱり今日こそは、この前文に目を通してから始めるべきだ、と思い直した。よって、この前文をここに掲げた。3度、読み直した。

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上の図面は、朝日新聞の記事のものです。

ここから、炉心溶融の話です。

このゴールデンウイークのちょっとゆったりした時間を利用して、この妖怪野郎=原子力発電の炉心溶融のことについて、20110418の朝日新聞・朝刊【科学】で詳しく説明した記事が載っていたのを、ここにその記事を転(盗)載させていただいた。毎度、お馴染みの確信犯のヤマオカです。

このマイ備忘録に収めておけばいつでも、確認できるではアリマセンカ。

以下新聞記事のまま。

チェルノブイリ原発事故と並ぶ人類史上最悪の原子力事故として歴史に刻まれることになった東京電力福島第一原発事故。1~3号機では炉心溶融(メルトダウン)が起きたと考えられている。いったいどんな現象なのか。どんな困難が伴うのか。

東日本大震災の発生から約18時間後の3月12日午前8時36分、福島第一原発1号機の炉心の水位計は、燃料棒の上端部を意味する「0」を示した。

水位はさらに下がり、燃料棒が露出。その7時間後、原子炉建屋の上部を吹き飛ばす水素爆発が起きた。

炉心の核燃料は、運転停止後も放射性物質の崩壊で発熱しており、冷やし続けなければどんどん熱くなる。「冷却がなくなれば炉心は必ず溶融する。この現象はけっこう速く進む」。シビアアクシデント(過酷事故)研究の専門家で前原子力安全委員の早田(そうだ)邦久さんは話す。

炉心の約45%以上が溶融した1979年の米スリーマイル島(TMI)原発事故後、炉心溶融の研究は世界で進んだ。米国は炉心を溶かす実験もした。

 

2800度 燃料溶け出す

約1200度以上になると燃料被覆管の合金と水蒸気が化学反応して水素が発生する「水・ジルコニウム反応」が活発になる。これは発熱する反応で、温度は加速度的に上昇し、短時間で合金の融点(約1800度)を超える。約2800度になると燃料が溶け出す。

TMI事故では、燃料棒露出は緊急停止の約1時間40分後。それから30分程度あとに燃料が溶融し始めた。原子炉に水が入ったが冷却しきれず、高温になった被覆管や燃料が崩れ落ちて、がれき状の「デブリ」になったと考えられている。

デブリができてからも過熱や溶融が進み、約1時間半後には溶けた燃料が圧力容器の底に落ちた。格納容器内で水素の爆発的燃焼も起きた。

福島第一も燃料棒が長時間露出。1、3号機は12、14日に水素爆発で建屋が壊れ、2号機も15日に水素爆発とみられる圧力抑制室の損傷が起きた。この時点で、水素ができる反応がかなり進んでおり、炉心溶融が起きたのはほぼ間違いない、と過酷事故の専門家は口をそろえる。

米原子力規制委員会や、政府へ緊急提言した日本の原子力専門家16人も、三つの炉心はいずれも溶融し、圧力容器の底に落ちていると見ている。

炉心が溶融すると、極めて扱いにくい状態になる。

燃料ペレットと被覆管には、核分裂反応で生まれる膨大な量の放射性物質を閉じ込める役割がある。その機能がほぼ完全に失われる。

福島第一では燃料が壊れないと外に出ないプルトニウムやテクネウムも土壌や汚染水から検出された。ただ、環境への放出量は全体のごく一部で、原子炉内にまだ大量の放射性物質が残っているとみられている。

もし圧力容器の底に落ちた溶融体が十分に冷却されなければ、その一部が格納容器へ漏れ出す可能性がある。制御棒や計測器の貫通部など弱い部分が通り道になると考えられている。

過酷事故の専門家は、いざという時のため、漏れた溶融体と格納容器の底が触れて起きる「コア・コンクリート反応」も研究してきた。早田さんによると、欧州で計画中の新型炉には、圧力容器から漏れた溶融体を受け止めて冷却する「コア・キャッチャー」という安全装置が装備されているという。

 

 

塊に変化 冷却困難

1~3号機の圧力容器の底の現状はよくわからない。注水による冷却が続き、底部の温度も100度台になっているので、今も溶融体全体が溶岩のように溶けているとは考えにくい。

しかし、溶融が止まったとしても燃料の発熱は止まらない。冷却を続けなければ再び過熱して、原子炉から大量に放射性物質が漏れる恐れが高まる。

燃料棒の形が崩れていったんデブリや塊になると、体積あたりの表面積が小さくなり、冷えにくくなる。塊になった溶融体の外側が先に冷えて酸化物の層(クラスト)が形成される現象も知られる。そうなれば内部はいっそう冷えにくくなる。

圧力容器の温度はまだ安定しない。原発の過酷事故に詳しい社会技術システム安全研究所の田辺文也所長は、「冷えて固まった塊の中に、まだ溶けた状態の高温の部分が残っている可能性がある」とみる。   【安田朋起】