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原子力発電について

臨界だの、炉心溶融だの、今まで聞いたこともなかった単語がボキャブラリーに加わった感のある昨今ですね。とても複雑で、何度読んでもさっぱりわかりませんが、基礎講座のサイトより引用させて頂きました。

 福島第一原子力発電所

 

東日本大地震で発生した大津波の為に福島第一原子力発電所が外部からの電源と非常用ディーゼル発電機を失い、「全交流電源喪失」状態に陥ったことで、原子炉や使用済み核燃料貯蔵プールの冷却水を循環させる機能と非常用炉心冷却装置の機能を完全に喪失しました。これにより地震発生まで稼働中だった123号機についてはポンプ車などで緊急に燃料棒を冷却する必要が生じ、3号機と4号機の使用済み核燃料貯蔵プールについても注水して冷却する必要が生じた。この注水過程で建屋内での水素爆発や放射性物質の大気中への漏洩が発生し、日本社会や経済と国際社会に甚大な影響を与えています。日本初となる原子力緊急事態宣言が発令され、現在周辺半径20kmの住民には避難指示が出ています。

 

原子力発電のしくみ

 

高純度のウランなどで燃料物質を作りそれらを臨界状態になる位置に接近させて設置し核分裂反応をゆるやかに起こさせ、その時に核物質(燃料棒)が核分裂反応によって熱くなることを利用して水を沸騰させて高圧蒸気を作り、その高圧蒸気でタービンを回転させ発電機で発電する(この時、原子炉で発生した蒸気を再度水に戻すためや、使用済みの核燃料を冷やすための間接的な冷却水(3次冷却水)が大量に必要となり、通常原子力発電所は海や川の近くに設置されています。

緊急時や点検時など原子炉を停止する場合は、核燃棒の間に制御棒といわれる高密度の放射線遮蔽物を置くことで、核反応を停止して制御するが、この時燃料棒はすぐに冷たくならないため、しばらくの間は冷却水を余熱除去系ポンプを使用して冷却水を循環させて炉心を冷却し続ける必要があります。

炉心溶融(meltdown)とは?

 

何らかの原因で余熱冷却系の水の循環に不備が起こったりするなど炉心の冷却を怠ると、炉心の余熱で臨界を終えていても、燃料棒の高い余熱のために原子炉容器内で制御棒や燃料棒自体を溶かしてしまう現象が起き、これを炉心溶融(meltdown)と言います。この炉心溶融は、通常一時冷却水から炉心が露出することで起こるのです。炉心溶融(メルトダウン)が進行すると、最悪の場合、原子炉圧力容器などが破損され、放射性物質が周囲に拡散する可能性がある。よって、あらゆる手を尽くし、炉心溶融を抑えることが必要かつ最重要です。

 

臨界(criticality)とは?

例えば陸上のリレー競技で次々にバトンが渡るように、ウラン235の核分裂が一個の原子核で起こり、飛び出した中性子が次のウラン235の原子を核分裂させる、というように核分裂が連鎖反応で続く状態になったことを臨界になったといいます。リレー競技では一人のランナーが次の一人のランナーにバトンを渡すので、走っているランナーが増えることもバトンが増えることもありません。同様に核分裂が増えすぎないようにコントロールできれば、原子力も核兵器だけではなく平和利用できると考えられていました。そのために絶対必要なのが、臨界の管理です。原子力発電の運転は、臨界をほんの少しだけ越えるか越えないかの状態、一人のランナーが次の一人のランナーにバトンを渡す状態、すなわち臨界の安定状態(連鎖反応が実現する状態で、中性子の増倍率κ=1の状態から変動しないことが理想)を維持する必要があります。原子炉の方式に関らず、原発の核暴走をふせぐためには、いかなる状態でも十二分な臨界制御が出来ていなければいけないのです。増倍率が1から減ってゆけば核分裂は止まります。逆に増えてゆき1に戻せなければ核暴走事故となります。チェルノブイリ原発事故は臨界の管理に失敗した、原子炉暴走事故です。原子炉の方式に関らず、原発の核暴走をふせぐためには、いかなる状態でも十二分な臨界制御が出来てい.ることが必要です。  (基礎講座*より引用)

 

この原稿を書いている今現在、まだ原発の問題は解決から程遠いものがあります。日本国民だけでなく、全世界が注目し、心配しているこの事態は、電源が回復し、冷却作用が働くことがmustです。

一日も早い回復を目指して、皆さん一緒に祈りましょう。

参考文献:

http://www5a.biglobe.ne.jp/~genkoku/kiso-koza-3.htm

http://ameblo.jp/satoshitaka/entry-10834940369.html