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福島4号機を考える1 爆発までの時間(1)核爆発  武田邦彦 
http://www.asyura2.com/12/genpatu25/msg/343.html
投稿者 赤かぶ 日時 2012 年 7 月 03 日 12:34:27: igsppGRN/E9PQ
 

福島4号機を考える1 爆発までの時間(1)核爆発
http://takedanet.com/2012/07/4_e22d.html
平成24年7月3日 武田邦彦(中部大学)


4号機の仮設建屋の建設が始まり、放射性粉塵が飛び散っています。また、4号機の冷却装置が1日半、故障してプールの温度が10℃ばかり高くなりました.

多くの人が4号機の状態に不安を持っていますが、本来は充分な説明を行うべき政府、自治体、マスコミは「不安を持つ方がおかしい」ということで、冷却が不能になっても通報も避難誘導も、報道もしませんでした。

不安を持つのは人間として当然ですし、事故を起こした福島4号機の工事粉塵や冷却不能について、無条件で「大丈夫」ということはないからです。

そこで2,3回のつもりで4号機の問題を考えてみたいと思います。今まで多くの人が「4号機が危ない」と警告を出しておられますが、その根拠を科学的に説明したものが見当たらないので、ここでは最初から考えてみます。

また、このシリーズでは「2011年3月の爆発より大きな危険を生じるか」ということに焦点を当てています。

・・・・・・・・・

4号機の核燃料プールの危険性は、
1)臨界に達して核爆発するのではないか?
2)崩壊熱で水が蒸発して冷やせなくなるのではないか?
の2つが心配されていると思います。

原発の核燃料が炉内で核爆発をして熱を発生し、その熱を水に移して発電に使うのが原発の原理ですが、使用する核燃料は「爆発しにくいウラン(4%ウラン235)」なので、爆発させるには、
1)適切な配置(1.5センチの燃料棒の集合体を作り15センチの空間を空けて詰める)、
2)燃料棒の間に水をはる(核爆発のためには水が必要)、
3)核爆発を止めるホウ素のようなものがない、
という3つの条件が必要です。

これに対してプールでは、
1)燃料集合体の間の間隔が30センチ(新)から40センチ(旧)も空いている、
2)水があるので、それは危険側、
3)普通はホウ素が入っている、
なので、現在の状態では核爆発は起こらないということになります。

それではプールから水が漏れた場合はどうでしょうか? 空だきになるので温度があがります。その場合は、
1)燃料の間隔は30センチ以上空いている、
2)空だきになり水がなくなるので爆発はしない、
3)ホウ素はある、
ということで爆発しません。

次にプールが地震などで壊れてプールの中の燃料がガラガラと床まで落下した場合はどうでしょうか?
1)燃料の間隔は落ちていくときや落ちた床で15センチになることがある、
2)水はない場合とある場合がある、
3)ホウ素はあるけれどどこかに飛んでしまうことがある、

ということで、プールが空だきになるより落下した方が核爆発の危険性は高くなります。しかし、このブログに書いたようにたとえ小さな核爆発を起こしても、それは続かないでしょう。

プールから燃料が床に落下するということは、落下した燃料はばらばらでバインド(強く締め付ける)もしていません。一方、核爆発すると熱が大量にでますので、燃料棒の間の水が沸騰し、空気が膨張するので、その力で燃料棒が離れて爆発は止まります。

広島の原爆ではウラン235が90%以上だったのであのような激しい爆発をしたのですが、ウランの濃度が低ければ東海村の臨界事故のように建物の中にいる人が被曝して死亡するぐらいの事故になるでしょう。

地震が起きて福島4号機がゆっくりと破壊し、燃料プールが徐々に破壊され、そこから燃料棒が床に落下し、そこで空間的にちょうど爆発状態になった燃料が瞬間的に臨界になっても原発の外には影響はありません。

1日か2日経って、激しい雨が降ったり、水をかけたりして床に落下した燃料が水没するまで2日ぐらいが経ち、そこで臨界になった場合、核爆発が起こる可能性があります。つまり強い地震が起こってから4日ほどの余裕があるということです。

この時点では原発の風下10キロぐらいは避難する必要を生じます。

さらに、核爆発が起こるとそれまで床に落下していた燃料棒の位置が変わるので、それが再び爆発するような位置に変わるまでにまた数日を要するでしょう。

1週間後ぐらいで、1万分の1ぐらいの確率で2回目の核爆発が起こった場合、原発の風下30キロぐらいが危険地帯になると考えられます。

・・・・・・・・・

まとめると次のようになります。
1)4号機が核爆発する可能性はほとんど無い、
2)水が漏れて空だきになったら核爆発の危険性は下がる(水がないと安全になる)、
3)地震で4号機が倒壊すると1万分の1ぐらいの確率で原発の風下30キロぐらいは危険地帯になる。

私は4号機の核爆発は心配していません。それより工事の粉塵の方が危険です。


 

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コメント
 
01. 2012年7月03日 13:16:51 : DvVB7jTia2
皆が心配しているのは核爆発じゃなくて、空焚きによる気化と、
水素爆発だと思うのですが

水蒸気であれ、なんであれ、風で撒き散らされたら
とてつもないわけで


02. 2012年7月03日 14:03:42 : ShxP13GCGE
>>01
4号機のプールでの水素爆発なんてほとんど心配ないと思います。密閉されていない空間で水素爆発は起こりえません。

一番心配しているのは、セシウムの気化(沸点678℃),燃料被覆菅(ジルコニウム合金)の破裂(700℃〜800℃),ジルコニウム合金の水との酸化反応による発熱(800℃〜1000℃),ジルコニウム合金の発火(900℃〜1000℃?)。これらが連鎖的に続くことが最も恐ろしい。ジルコニウムに火がつくとその中にある燃料ペレット内の崩壊熱との相乗効果で温度は加速度をつけて上昇し、やがて全体が燃え、燃え尽きて自然に温度が下がるまで気化したセシウムの大半が大気中に放出される。1382℃を超えるとストロンチウム90も気化し始める。

仮に水が完全になくなっても、空冷により崩壊熱だけでは600℃以上には上がらず温度上昇がそれ以下で止まるなら、その状態が長期間保たれるのでそれ以上何も起こらない。

しかし崩壊熱だけで700度を超えるとやばいことになる。700度を超えればセシウムは被覆菅内で沸点を超え気化(ガス化)し始めるので被覆菅の内圧を非常に高くする。800度になれば被覆菅が破裂することが実験で証明されているので、破裂した瞬間に内部から大量のセシウムが噴出してくる。ジルコニウムが発火しなくてもそのままカタストロフィに至る。
900度を超えた状態で、水が蒸発して完全になくなり、そこに水をかけなければジルコニウム合金の酸化反応はせずに済むが、運悪くそこに雨が降り出すと、その雨水によって酸化しはじめ、発熱発火反応が始まる。

崩壊熱だけで水のない環境でどこまで温度が上がるかにかかっていると思う。700度を超えたらもう手がつけられない。ニュースステーションで言っていたが、熱工学が専門の東北大学圓山重直教授に解析では、燃料棒が壊れずに保たれていれば、せいぜい最高で140度くらいらしい。その他の専門化の解析でも、高くても300度くらい。その温度で止まるなら崩壊しても何も起こらない。何も起こらないことを願う。


03. 2012年7月03日 15:58:02 : Mctuew0Ki6
武田先生のように水がなくて大丈夫ならどうして水を入れているんでしょうか
1回試しに水を全部抜いてみたらどうでしょうか

04. あっしら 2012年7月03日 16:20:54 : Mo7ApAlflbQ6s : DvLZNEv2EI

Mctuew0Ki6さん、こんにちは。

 使用済み核燃料を水に入れている理由は、「放射線防御」と「高熱化による放射性物質の漏出防止」です。

 10万本を超える使用済み核燃料棒が入っていますから、ジルコニウム被膜管が健全でも高い線量の放射線が出続けています。水はそれなりに高い放射線防御能力をもっています。水を抜いてしまったら、もう一つの問題はともかく、4号機建屋で作業ができにくくなります。

 シミュレーションで、4号機の使用済み核燃料棒がジルコニウム被膜管を壊す(溶かす)ほどの温度まで上昇しないと言われていますが、それも、空気の循環が維持されていることが前提ですから、プールの建築構造力学的維持と冷却システムの安定は、国家が総力をあげて取り組まなければならない課題だと思っています。

 またまた、言い訳が“想定外”では、笑うことも泣くこともできませんからね。


 


05. 2012年7月03日 17:01:38 : pVONYGjyvU
心配されているのは核爆発や即発臨界ではなく、4号機使用済み核燃料プールが
崩壊することで6基の原子炉を放棄して避難せざるを得ない状況に陥り、状況が
悪化の一途を辿ることではないかと思うが

06. 2012年7月03日 17:26:46 : 7LkiGXF3eg
>>4号機の核燃料プールの危険性は、
1)臨界に達して核爆発するのではないか?
2)崩壊熱で水が蒸発して冷やせなくなるのではないか?
の2つが心配されていると思います。

もうひとつ心配している事は、

「3}爆発により、さらに大量の放射能飛散が起きる」ことです。


07. 2012年7月03日 18:57:29 : m63BwE6M2B
水が抜けただけで福一は強力なガンマー線の放出により周りにいる人間は即死しメンテナンス不能になるとガンダーセンや小出さんは言ってたような気がしますが。

最悪のシナリオは@原発は人がメンテナンスできないで放置するといつかはメルトダウンすることや放射能の放出する可能性もある施設であると言うこと。A人が居続けコントロールじなければならない施設であることから、4号機の水が抜けたとすると。敷地内に人はいられなくなり 残りの施設も最悪の状況になり大量の放射能放出 福島第二や近くの原発も人がいられなくなりメルトダウン 
 不幸な世界の始まりになるかもということと思ってました。
どうでしょうかその可能性はありませんか。ないといいですがそんなこと。


08. 2012年7月03日 19:12:07 : FEC1zKK4NY
4号機の燃料プールの水が無くなったら、爆発しなくても急死する程度の
放射線濃度になって人はちかづけない(2kmぐらいは離れないといけない)
とあったぞ(たしか、小出先生の話だったと思う)。

なんでもないどころか、東電も保安院もまえのように、トンズラするだろう。
もちろん、自衛隊も消防隊も軍隊も、なにも手出しできない。
日本のオワリだ。


09. 2012年7月03日 19:22:10 : Mctuew0Ki6
あっしらさんありがとうございました。
又他の皆さんもありがとうございました。
4号機を皆さんが心配している理由がわかりました。

10. 2012年7月03日 19:41:51 : 4wQHigiXKg
みなが指摘してるように4号機プールの懸念は、1.核爆発のような爆発的惨事になるか否か、2.崩壊熱により燃料が溶けて莫大な放射性物質が大気にまき散らされるか否かのふたつではないか?

1.については武田先生の説でいいとして、2.のほうはどうなのかということ。

誰か4号機プールの使用済み燃料の残留崩壊熱を考慮した燃料溶融の有無のシナリオを解説願う。


11. 2012年7月03日 20:56:01 : d1INYqu1to

福島第一4号機燃料プールの危機に心構えを新たに: ずくなしの冷や水
( http://inventsolitude.sblo.jp/article/56818416.html )

より、以下抜粋。

2012年6月最後の週末は、福島第一原発4号機燃料プールの危機情報に振り回された。

自分なりに、それなりの心構えを整えていたはずだったが、もし、6/30の午後、福島県下の空間線量率が上げ続けた場合に、適切に行動できたかというと、大いに疑問が残る。デマないしはデマまがいの情報ということで終わったが、これからもこの種の情報に振り回されることもありうると思っていたら、7/2の朝も危機情報で緊張した。

反省すべきところは大きい。そもそも、4号機燃料プールの非常事態の際にどうなるのか、私が追加的に収集・整理した情報を踏まえて整理してみる。

4号機燃料プールの水が抜けて崩壊熱で燃料棒の温度が上昇し、くすぶり始めると、大量の放射性物質が大気中に放出される。4号機燃料プールが倒壊し、中の燃料棒が地上に投げ出された場合も同じだ。

@ 4号機燃料プールには、原子炉に一回に装填される数量の2倍以上の燃料棒が格納されているから、1〜3号機の爆発等で放出された放射性物質の数量と同等ないしはそれ以上の放射性物質がなんらの閉じ込めの手段もなく置かれている。

A 4号機燃料プールの使用済み燃料棒は、水で冷やされなくなれば、くすぶり、そして燃えるとされているが、爆発的な事象がありうるのかは不明で、燃焼に伴って大気中に出た放射性物質は、これを運ぶ空気の温度も低く、低空を漂うのではないかと見られる。

B 2011/3は、暦の上では春とは言え、西からの季節風が強く、大気中に放出された放射性物質は、大半が太平洋上に飛んだ。しかし、夏季に4号機燃料プールの非常事態が生じた場合、同様に放射性物質が海上に飛ぶと期待はできない。

C 2011/3よりもより濃厚で強力なプルームが低空を流れると想定した場合、外部被ばく線量は前回の何倍、あるいは何十倍にもなる恐れがある。


12. 2012年7月03日 23:34:57 : dnQsja2e0c
@一般的な核爆発の可能性について

4号機建屋プールにある使用済み燃料が以下のような条件を満たした場合は、
核爆発の危険性があります。
水が抜けて火災で核燃料が溶け落ちる。臨界が始まり継続する。溶け続けているコリウムの底にプルトニウム239の塊が出きて来る。

一定の要件を満たさないと臨界が起きないと言うのは、神話です。
オクロ天然原子炉は、3%の濃度のウラン235と水によって数十万年の間、臨界を断続的(水が無くなったときには、臨界が収まった)に続けていたのです。これは、熱が供給され続けると言うことです。崩壊熱だけの話ではなくなります。

aipriの創設者であり、ベルギー空軍の放射線防護学の教官だったモーリス・ウジェーヌ・アンドレ氏とべラルースの国立科学アカデミー核エネルギー研究所の元所長である(現Belradの所長)ワシリー・ネステレンコ氏は、チェルノブイリ事故後、大分経ってから起きる核爆発の可能性に言及している。

アンドレ氏
私の考えでは、事故のときに、チェルノブイリ発電所のマグマ(注コリウムのこと)が、核爆発を起こす危険性がなかったとしても、反対に今こそ、それが起きる可能性がある。すなわち、遅発性の核爆発である。マグマのプルトニウム(プルトニウムは641度で溶解する)は、最も重いので次第にマグマの底に沈殿し、(核爆発を起こすきっかけに十分な)6キロのプルトニウム239の液状の塊ができる。・・・

ネステレンコ氏
アンドレ氏と同意見だ。原子炉の下で、溶けたプルトニウムの沈殿物が事故から何十年経ってから核爆発を起こす可能性がある。


A4号機燃料プールの危険性として問題視されている。 

専門家ロバート・アルバレス氏の論文から引用。
http://irss-usa.org/pages/documents/11_1Alvarez.pdf

サンディア国立研究所が米国原子力委員会のために行った1979年の研究は、プールの水が突然失われた場合、密に詰められた使用済み燃料が、1年後でもジルコニウム合金被覆を破裂させ火を発する温度に達することもあり得ることを示した。

冷却がない場合、100キロワットサーマル/ウラン換算トンの割合で崩壊熱を生み出す、プールに新たに移された核(燃料)は、断熱状態では、1時間以内にジルコニウム合金被覆管が、中のヘリウムや気体の核分裂生成物による圧力で破裂してしまう600度前後に達し、そして被覆管が空気中で燃え出す900度前後に達するだろう。

2001年にNRCの係官は、使用済み燃料プールにおける冷却材喪失事故のあり得るべき結果の最新分析の結論を次のように、まとめた。
ジルコニウム火災が起きない、一般的な崩壊熱のレベル(その故に時間経過)を数々の条件を課すことをしないで、確立することはできないと。


13. 2012年7月04日 01:29:46 : ShxP13GCGE
以下のビデオ(岩上さんのインタビュー)は必見だと思います。
4号機〜再処理工場の危険性の話

120703 村田光平氏インタビュー 1/2
http://www.ustream.tv/recorded/23734103

120703 村田光平氏インタビュー 2/2
http://www.ustream.tv/recorded/23734494


14. 2012年7月04日 07:55:44 : lAv0xB5jxg
----------------
1)4号機が核爆発する可能性はほとんど無い、
2)水が漏れて空だきになったら核爆発の危険性は下がる(水がないと安全になる)、
3)地震で4号機が倒壊すると1万分の1ぐらいの確率で原発の風下30キロぐらいは危険地帯になる。
----------------

武田氏の記事のまとめだが、1)の「ほとんど無い」は、ほとんど根拠が無い。
2)は、水はどこにでもあるからね。4号機の地下なんか水だらけ。雨も降るし。放水するかも
しれないし。
3)この1万分の1とは、核爆発のことですが、確率は別として(数字には意味はないでしょう。
宗教的な呪文といったもの)、大爆発がおこれば、放射能の拡散でそんなことはいってられないで
しょう。チェルノブイリの事故時の数十倍、数百倍の放出も考えられるのですから。

ようするに安全デマといっていいもの。


15. 2012年7月04日 16:29:04 : LEvZButZHI
放射性廃棄物をガラス固化体としてパッケージして、地下200m以上の
深い地層に保管する といいますが、その保管場所は、倉庫ごと封印され
る と聞きます。

 やがて、1000年以内にその固めたはずの放射性廃棄物が 溶け出す。
食い止められるのは、最初の1000年未満で、残りの99,000年間
は、文字通り  ”臭いものにはフタをする” ”見ないフリをする”的
な状態のまま、地下の保管倉庫内でドロドロになっていく・・・

 まさに ”トイレのないマンション” が、人類が編み出した原子力
発電 ということになります。

 今のところ国内で、永久保管場所は未定だそうですが、どうせ北海道
あたりの 人気のない 荒涼とした原野に 埋めちまうのでしょう。

 このような神をも恐れぬ 集団自殺行為は、我々の子孫の命をネダヤシ
にするかもしれません。
 将来必ず人類に地獄の報いが齎されることでしょう。それを回避する
のも我々次第。
 今ならまだ間に合います。経済はどうする? とか 節電はご免だ!
とか、寝言を言ってる時間は、もう無いのです。
 今すぐに、原発全廃運動を起こしましょう。 


  VMAX未来予想


16. 2012年7月04日 19:13:28 : qaeYfwdOhw
大飯原発が再稼働してから、京都の放射線量が上昇してるね。 気をつけた方がいいよ。  爆発だけが事故じゃないからね。 じわじわと慢性的に、日常的に浴びれば病気になるよ。  とにかく放射線量の動きが奇妙でしょうがない。

17. 2012年7月04日 20:37:14 : p9B89YgNYw
武田先生は本当のことを言うから阿修羅のエセ学者たちからは相当嫌われているね、

今でも武田ブログを見れば何が危険かわかる

エセ学者たちは科学と言うより信仰の部類だろう


18. 2012年7月04日 21:50:37 : qhA0GvxYgY
福島第一原発では、核爆発が起きたことを強く示唆する証拠がある。

@ CTBTOが核爆発を確認する際にマークする核種24種類の中、Cd−115を除いてすべて検出されている。
http://www.nrl.moh.govt.nz/publications/2005-1.pdf
2011年3月17日14時55分の日付のあるNRCの文書には、検出された核種と放出量が記載されている。
http://www.scribd.com/doc/84738414/NRC-Fukushima-Source-Term-RASCAL-Pages-From-Ml12068a096-Foia-Pa-2011-0118-Foia-Pa-2011-0119-Foia-Pa-2011-0120-Resp-53-Partial-Group-Mmm

A CTBTOがマークする核種の中で、U−237を取り上げる。
U−237(半減期6.748日)の娘核種であるNp−237が、福島県はもちろん宮城県名取市から静岡県御殿場市まで広範囲に検出されている。
http://unitingforpeace.seesaa.net/article/239454169.html

U−237は、高速中性子がU−238に衝突して(n,2n)核反応を起こした時に生成する放射性物質だ。
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3171289/
http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_reaction#Reactions_with_neutrons

この高速中性子を生み出した原因は核爆発の可能性が高い。

B @とAから、4つの原子炉で起きた爆発のいずれか、または複数で、或いは4つの爆発すべてで核爆発が起きた蓋然性が高い。


19. 2012年7月05日 00:39:40 : IZc43R2EYs
事故の時 遠くにいた学者の頭だけの安全神話を聞かされている感じです

想定外の事と操作・作業する人間の恐怖を計算せず 
連鎖して事故が悪化したあのころを教訓としていないと思う

遠い首都圏の人々のための事ばかり書かず 

貴方たちは予想が外れても あたっても 被害に遭うのは 
福島県人や近県人が死に直面してからだから 余裕があるでしょう

ここで子供や孫と暮らしているつもりで予想して欲しい
どんなに高名な学者でも作業員になったつもりで予想しなければならないと思う

風が吹くと30`圏内などとは言っていられないぐらい
空中に放射性物質がまき散らされることを去年体感した県民より


20. 2012年7月05日 11:15:49 : 3CYVeKWHaA
バカぼんパパ
やー4号機こえーなあ。ぼん

トビタカの息子
そうだね
パパこんなもの作ってみた

パパ
なんだ、このひげだらけの鉄柱ダルマは?

息子
重い鉄柱は原子炉で、ひげは原子炉につないだ配管だよ
この配管は全部を地震で揺れる床に見立てた土台に固定
したんだ
じゃー揺らすよ。地震ぐらぐらぐら、がたがたか、
かちんかちん

バカぼんパパ
おめー鉄柱につないだ配管が、か、かんたんにはずれた
じゃねーか!

息子
四号機も十分注意しないといけないけど、
本当に地震に弱い部分の「原因と結果」を
温度が上昇だのメルトダウンだのの結果で
はぐらかされないように気を付けないとね!
どの原発も地震で配管がはずれたり、こわれやすい
ってことをね。人類存亡の知恵にかけたって宇宙人
に笑われないようにしないとね。いればだけど。

パパ
おまえってやつは、クククク・・・


21. 2012年7月05日 19:36:53 : txKoq6KBVw
殺虫剤から逃げる蠅みたいに官僚や役人が日本から逃げ出したら本当にやばいんだろうな。



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