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福島原発の現在の状況と今後の危険性について 2011.3.20.

ビジネス知識源の吉田繁治さんからのメールです。

本当に、こまめに福島原発の情報と分析、対応策などをメールしていただいて、本当に感謝しています。

早速ですが、転載させていただきます。

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<3月20日16:20:増刊(2):福島原発の現在の状況と今後の危険>

2011年3月20日:増刊 東日本地震:有料版無料版共通
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  著者へのメール    yoshida@cool-knowledge.com
  著者:Systems Research Ltd. Consultant吉田繁治
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(緊急注)MOX燃料の3号機で、格納容器から、気体性の核物質を含む蒸気を、外部へ逃がすべき事態が、再び発生しました。(午後12:40:経産省)

格納容器内(設計耐圧4気圧)が、正常値の1気圧以上に上がるのは、その中の圧力容器内(原子炉)の蒸気圧が、燃料棒の崩壊熱での過熱のため、設計値(80気圧)付近か、それを相当に超え正常ではない特に、限られます。東電の記者会見にはまた緊張が走っています。
(午後16:20)

以下は、20日午前中に書いたものです。

              *

おはようございます。本号は、補足増刊の(2)です。本号も、正確な知識と情報が、国民の安心を高めるという考えから書いています。

【ご注意】
知人や周辺に転送されるときは、1つの部分文章ではなく、1項目全部の文章か、当方が送信した全文を送信されるようお願いします。肯定と、否定を、それに続く別の文章で書いているからです。

間違っている点があれば、ぜひ、指摘して下さい。どんなことでもOKです。批判や非難も、多いに結構です。重大な間違いなら(あるいは多くの人に誤解を生む表現等)と確認できれば、速やかに科学的、医学的な事実を調べ、当方の判断で、当日あるいは翌日に修正するメールを送ります。

(注)本号は緊急号ではありません。緊急全8号は、福島第一原発(6機)内の、どれかの事態が、危険度を高めていると判断したとき、可能性としての危険と、身体への害を最悪にまで想定し、どうなると危険と身体障害が増すかを4~5万人の読者に対し送ったものです。

3月20日の午前のTVによっては、
(1)一時的な放射線量(μSvやmSv/1時間)と、1ヶ月間や1年間に、身体が浴びる放射線量を区分した説明、
(2)及び口、鼻、傷等から身体に入った、微細な粉末の放射性物質による長期の「内部被曝」を区分し、報道するようになっています。

増刊号(3月19日:am2:30)での、政府、マスコミへのお奨めが効果を上げたかどうか不明ですが、問題は結果です。

上記は、いいことだと考えています。なお当方(著者)では、どんな方がお読みか、ごく一部のメールで、名前と仕事を書いて下さる人しか分かりません。

原発事故に関する件で、当方に下さるメールには、名前か、名前がまずいなら**関係と記載していただければ、助かります。別のテーマに関する普通のメールは、この限りではありません。

当方が、ご本人の名前及び個人が特定される可能性が高い情報を外部に漏らすことは、ご本人の承諾がない限りしません。その点、信用してください。
yoshida@cool-knowledge.com

【御礼】
当方へはメールで、感想、意見、計算や記述誤りの指摘、及び、このことついて書いてくれという要望を戴きました。多数なので、全部へは返信できていません。本号で、返事を兼ねます。

特に、現場で修復作業に実際に当たった方、及び原子力発電の現在及び元従事者の方、その建設関係の方、そして放射線科を含む医師の方等の専門家の方々からの情報やご意見は、とても参考にさせて戴いています。

お名前や帰属を挙げることはできませんが、御礼申し上げます。

当方、正確に情報を伝えることを目的としています。今後も、科学的な誤りがあれば、お手間をかけ恐縮に存じますが、ご指摘下さい。

              *

【現時点での判断】
再び、緊急号を書いて送ることは、3月20日(am10:00)の状況では去ったと判断しています。(注)こうしことの記述では、正確性を期さねばならないので、文章が説明的で煩雑になることをお許しください。

しかし・・・今回のような、原子炉、配管、ポンプ、非常用の電源、安全設備における大規模な「複合破壊」では、何事も、100%安全とは言えません。

原発設備の障害は、報じられること、及びその情報を元にした、報じられないことへの「論理的な推理」しかできないからです。

今、想定外の危険は、当面は応急措置で、脆弱なはずの修復作業を無効にするくらいの強さの余震(M7級か?)と、事故と対策作業の重大な展開です。

これは、誰も分からない。報道がない他の原発の安全への危機もわからない。そのときは、再び緊急報道がされるでしょう。

退避地区の30Km圏の外では、

(1)原子炉からの「放射線(物質を透過する光線のようなもの)」と、
(2)爆風や風に乗って飛散する「放射性の微粉末(核物質)」が、身体に及ぼす急性・慢性の危険は、去ったと判断します。

(注)原発の敷地内は、当然に、放射線と放射性物質で危険です。
これは、今後も*年単位の期間で、続きます。使用済み核燃料の露出(特にMOX燃料:3号機)があるからです。

鉛を含む遮蔽物質への透過性が強い「中性子線」は、防護服も無効にします。距離の2乗で減衰する地区へ逃げ、離れるしかない。

[状況]報道でご存知のように、3月18、19日の、消防車による3号機(3月18日で最も危険だった)への放水が効果を生み、壊れた建屋の外壁を通じて、どれくらいかは不明ですが冷却水が入るようになりました。炉心であれ外部であれ、冷却水の量が、発生し続ける崩壊熱の量を超えて、より多くの放射性物質が拡散しないなら、危険度は減少します。

懸念されていた「(1)外部(30Km圏外)への放射線と、2)放射性物質(微粉末)の飛散」の危険は、燃料棒内の崩壊熱の冷却によって、危険がない程度に小さくなりつつあります。

以上が、3月20日の午前10.40時点です。TVも原発事故特集を除き、普段の番組に戻っています。

■1.確認:放射性物質、放射線量、放射能という概念

原発の事故で重要なのは、以下の3区分への知識です。

▼3区分

(1)放射性物質:
放射線を出す核物質で、爆発が起これば、花粉のような微細粉末になって、爆風に乗って遠方まで飛散し、強い放射線を放つ。

放射性物質が、体内の骨を含む臓器に沈着すると、体内細胞内の(放射線の強さによる程度の差はあっても)DNAを傷つけたり切断する。(内部被曝という)

放射性物質は、以降で示すよう実に多種がある。
放射能の半減期も、

・数日内と短い気体性のものや(時間単位の放射線量は多い)、
・粒子性の重金属(鉛のように重い)で数10~数億年のものがある。

爆風(重金属のもの)や、風(気体性のもの)にのって飛散した放
射性粉末は、
・呼吸(特にこれが多い)、
・付着した食物、
・溶けた飲料。
触れた衣服、触った物を通じ、臓器に沈着することがある。
体内の放射性粉末による障害を、内部被曝という。(これが、チェ
ルノブイリで、100Km圏でも起こった)

(2)放射線:
放射性物質が発する、モノと身体を透過する光線(波)を言う。
X線での撮影は、身体に急性、慢性の障害を起こさないように放射線量を安全基準の上限以下に制御する。

がん細胞の放射線による治療では、がんの部分に、細胞(DNA)を破壊する強い放射線を当てるが、全身に当てることはない。DNAの破壊で、がん細胞の再生と増殖を抑える。

放射線の瞬間的な強さの単位は、シーベルト(Sv)、ミリシーベルト(mSv)、マイクロ・シーベルト(μSv)/時で計る。これは1時間
浴びたときの被曝量である。医学的な診断(X線撮影)では、安全基準の範囲で、検査する臓器に放射線を当て、動画や写真をとる。

X線撮影のように低い値でも、数時間、1日、1週間、1ヶ月、1年と浴び続ければ、その度に、細胞のDNAが傷つき、破壊されることからの身体の危険度は増す。

イメージとしてのX線は、個々の細胞にとっては、打ち込まれて通過する弾丸である。これが、細胞内の微細なDNAを傷つける。

放射線量の強さは、放射線を放つ核物質(約100トン)がある場所(原子炉の各号機の内部容器内(厚さ16cmの鋼鉄:耐圧設計80~90気圧)からの、距離の2乗に反比例して減少する。

これは、光源と光の性質と同じ。しかし放射線は、目に見える光とは違う「物質を通り抜ける透過性」がある。それがDNAを傷つけることがある。厳重な核シェルターを地下につくることが多いのは、核爆発での到達する放射線量を、減らすためである。

(3)放射能:放射性をもつ核物質が、放射線を放つ能力。後述するベクレルで計る。ベクレルは、原子核の崩壊個数である。

放射性物質(核物質)、それが出す放射線、放射線を出す能力である放射能の3区分をしておけば、われわれにとって重要な身体への障害がどうなるか理解できるはずです。

当方も、1週間で、いろんなメールとインターネット情報を読んだ上での「判断」で、若干の知識が増えました。なにせタイトルが
「知識源」です・・・

今の危険は、現場作業です。真正に、DNAが破壊される危険を賭けています。普通の人による、ノブレスオブリッジです。これが、経営にも通じるリーダシップの根幹です。

事態が落ち着いたあとは、冷却水を入れる配管をもった「石棺化や巨大プール」でしょうが、この作業にも、チェルノブイリでの事後措置では、延べ80万分かかっています。放射源周辺での放射線が強い間は、ごく短時間の作業で、人が交替せねばならないからです。怖いのは、透過性がもっとも強い、中性子線です。

なにせ人類は、原発の、大津波による複合破壊事故で集結処理をしたことはありません。専門家を含む、すべての人の経験知を超えています。スリーマイルとチェルノブイリの事故と危険に関しては、ウィキペディアに、概要が記述されています。
             
■2.ベクレルの半減期

今回の事故は、外部への危険という点では、スリーマイル事故(外部への危険度5)を超えています。しかし圧力容器の爆発的な破壊はまだないので、チェルノブイリ(危険度評価7)以下です。

◎今後、内部容器または格納容器の爆発的な破壊という「想定外」が起こらない限り、チェルノブイリ級と同等か、それ以上の危機(大規模な再臨界反応)は、去ったと判断します。

チェルノブイリでは、事故の緊急処理で繰り返された誤作動によって、内部容器の水蒸気圧が高まって爆発を起こし、粉塵になった核物質の遠方(100km圏)への飛散(これが危険度7)がありました。

核物質(特に危険なプルトニウムとその同位体)によっては、放射能(放射線を発する能力)の半減期が、88年~2万4000年と長い。このため、微粉末が飛散すれば、最強度の環境汚染が長期に続きま
す。

▼ベクレルの半減期

放射能の計測単位は、シーベルトとは違うベクレル(Bq)です。1秒間に何個の原子核が、放射線を発する「放射性の壊変(物質変化)」をしているかを示します。

強い放射能をもつ核物質の1種である、ラジウム226の370億ベクレルは、1グラム当たりで1秒に370億個の原子核が壊変するという意味。次々に、普段は聞き慣れない概念が登場します・・・

【壊変の、判断基準:1グラム当たり】
ウラン238(1万2000Bq:半減期45.6億年)、カリウム40(26万Bq:12.5億年)、プルトニウム238(2万400年)ラジウム226(370億Bq:1600年)、セシウム137(3.2兆Bq:30年)ヨウ素131(4600兆ベクレル:3日)、キセノン133(6900兆Bq:5.3日)、クリプトン88(290京Bq:2.8時間)等・・・です。いずれも1グラム当たりです。

炉心の燃料に、以上のような核物資が何トンも含まれています。

核物質は多種(原子炉内の同位体を含めば20種くらい)あり、放射能の半減期が、物質によって異なります。

(注)100Kw/時の発電能力の原子炉では普通、一般人の、摂取限度の1700兆倍の、放射線を放つ核物質があるとされています。重大な原発事故が、世界の強い関心を呼ぶのはこのためです。

しかし、上記のように、風で飛散する「気体性」の核物質の半減期は数日内と短い。その逆に、壊変の半減期内での放射線量は、数桁以上も違って多い。

ヒロシマや長崎では、
・爆弾の直下で短期では、核爆発による数千度の放射熱と、大量の気体性放射物、
・長期では重金属の放射性物質の沈着による身体の内部被曝から、急性(1年内)と何十年も続く慢性の、健康への害が生じています。

(1)気体性の放射物での、壊変の半減期(1/2に減る)は、上記のように数日内と短い。

しかし、壊変して出る放射線の瞬間量は、億、兆、京ベクレルと大きい。気体性の放射物を多く浴びた、身体障害は急性です。

((注)1時間当たりの放射線量と、人体の累積被曝によるDNA障害の関係は、19日早朝の、増刊1号(11.03.19-2:30)に書いています。時間の関係で、未確認の方は、それを読んで下さい、

(2)粒子が重いので、遠くまでは飛散しにくい重金属の放射性物質では、壊変する原子核の量の、半減期は80年~億年と長い。

壊変のときの放射線量/時(シーベルト)は、比較上は、少ない。
危険ではないという意味ではない。長期に、危険です。

内部容器や格納容器の蒸気爆発では、鉛より重い重金属性の核物質が微細粉末になって広域拡散するため、極めて危険(チェルノブイリ並み)です。

生体(食肉や野菜:動植物)は、放射性物質を濃縮する作用をもっています。放射物質を餌や飲料水とともに、核物質を動植物が摂取すると、それを食べた人間も汚染されます。

■3.これを書いている最中の、緊急情報

<高圧消防車からの放水中に、3号機の格納容器(設計耐圧で4気圧:厚さ3cm)の内部圧が、蒸気で上がって(何気圧か不明)、容器の爆発を防ぐため、蒸気を外部に逃がすという緊急ニュースが入りました。>(午後12:40:経産省)

NHKは「安全に安全を期すため、蒸気を逃した」と表現。

なぜ、いつも、原因(主因)と数値の発表をしないのか?
多分、計器が壊れ、現場が混乱しているのでしょう。

拡散する放射性物質は、空気に乗って拡散しますが、半減期が、数日内と短いものが多い気体性のものです。
ごく微量が、半減期がとても長い重金属でしょう。

◎今回の修復作業に出動し、現場で当たった方からの、直接の当方へのメールには、「現場情報と対策作業の指示」に、相当な混乱があると書いてありました。各所から、異なった作業や退避指示が出るという。

こうした危機では、本来、命令系統を個人に一本化しなければならないのですが・・・原発PLANTシスレム(全体系)と消防や自衛隊の作業で、部分しか知らない責任者の集合であることが原因です。

今後、専門家個人の部分的な知識を超える体系(大システム)は、本来、人工物としてつくるべきではない。金融の、想定外が多いデリバティブも同じです。壊れたとき、適切な対策が打てないからです。後に、詳細に秋粗化になるでしょう。

原発PLANT(複合機能)設計に実際に当たった専門家も「自分は、確証をもっては、担当したここまでしか知らない」と発言しています。

格納容器内の「汚染された蒸気」を外に出せば、気体性の放射性物質(上記)の、再びの、外部大気にのった拡散を意味します。(放射線量の発表は、いつも遅れます)。

3号機の周辺での放水作業は、継続できないでしょう。
放水作業が継続できなくなると、3号機の危険は、再び増します。

【最後の砦である格納容器】
最後の砦である格納容器(厚さ3cmの鋼鉄の円柱型)の内部圧が、安全設計値の4気圧を大きく超えて容器破壊と爆発の可能性があるくらい上がらねば、外界へ、核物質を含む水蒸気を逃がすことは、原発では絶対にあり得ません。これは何回も、繰り返し書いています。

格納容器の内部圧は、通常の運転では1気圧以下で、大気圧より低く保たれています。

格納容器の高熱蒸気圧が上がるのは、核燃料を直接に格納する「内部容器(普通は設計耐圧80気圧付近:厚さ16cmの鋼鉄)」の蒸気圧が、破壊をする怖れがあるくらい(推計70気圧)に、上がったときでしょう。

この事態が起こるのは、4mの燃料棒(多数ある)が、冷却水から露出し、崩壊熱で熱くなり(1200度以上)、核燃料(ペレット)を覆う被覆管(ジルコンの合金:ジルカロイ)が溶けているからです。

この原子炉(内部容器を言う)の内部で何が起こっているかを詳細に確かめる計器は、今も、津波による複合破壊で多分働いていません。このため、内部圧だけで判断しているのでしょう(推測)。

津波は、緊急時に冷却水を送るポンプを動かす非常用発電装置も冠水させ、破壊しています(事実)。仮に電源をつないでも、このポンプが正常に動くかどうか検証が必要で、不明です(3月20日:午後13:35時点)

燃料棒が冷却水から出て、被覆管のジルカロイが溶ける温度になると、酸化され水蒸気から水素が発生します。(注)この水素は、内部容器内には、普通は爆発に必要な量の酸素がないので、水素爆発することは少ない。

核燃料そのものも溶けて、溶解して内部容器の底にたまります。その前に、底に残った水に当たって(爆発的に)蒸気を出すと、内部容器の気圧が急に上がります。この危険な事態が、今、起こっていると推理できます。(20日:13:40時点:蒸気爆発の危険あり)

爆発の種類は3つです。
・内部容器の爆発:高温でその蒸気圧が80気圧を大きく超えることで起こる。重大かつ深刻な、長期の危機です。

・格納容器の爆発:高温でその蒸気圧が4気圧を大きく超えることで起こる。

これも、原発のPLANと設計が想定していない、重大かつ深刻ですが、ほぼ80km圏(推理)が想定される待避圏の外は「長期の危機」ではない。ただし格納器内に漏れた重金属の核物質の粉末が多ければ、話は別です。

・建屋の爆発:内部容器等で発生した水素が、格納容器から漏れて、建屋の上部にたまり、酸素と反応して起こる水素爆発。これは1号機、3号機、4号機で今回起こっています。周辺は危機ですが、冷却ができるなら、遠方では重大ではない。

3号機はプルトニウムを4~9%含むMOX燃料を使っています。この融解温度は、639度付近と低い。このため、事故の時の危険度は、3号機が最も高い。

3号機の使用済み核燃料プール(容量は約1000トン:10×10×11m)への放水が、大きく水蒸気を上げた理由は、その温度が100度をはるかに超えているからです。何度かは不明です。

東電のプレスリリース(3月20日:午前9:00)には、以下のように書かれています。
http://www.tepco.co.jp/cc/press/11032001-j.html

(3月14日の格納容器の圧力)
<原子炉((注)圧力容器)への注水を継続するなか、3月14日午前6時50分、原子炉格納容器の圧力が530キロパスカルまで上昇したことから、同日午前7時44分、原子力災害対策特別措置法第15条第1項の規定に基づく特定事象(格納容器圧力異常)が発生したと判断。その後、格納容器圧力は、緩やかに低下(同日午前9時5分現在、490キロパスカル)。>

101キロパスカルは、大気圧である1気圧です。530キロパスカルは5.3気圧です。格納容器の耐圧設計値(設計担当が保証する気体圧力)は、4気圧です。これを超えています。

速やかに下がったとは言っても、設計値を超える4.9気圧です。このため格納容器から、蒸気を外部に拡散させ、圧力を下げる。このギリギリの作業が、今も続けられていると判断していい。以上の状況です。
              *
次の緊急号を送らないで済むのはいつか・・・予断を許さなくなりました。発表されないことが何か、それを、論理で推理せねばならない。

再度訴えます。担当の専門家には「言わざるの罪」もある。どうか、情報と情報の判断における「非対称性」で有利な、専門家の義務を果たして下さい。

(注)情報の非対称性:当事者や専門家が、そうでない人より、多くの知識と情報を持っているため、市場での商取り引きが、完全情報ではなく、専門家以外が(あらかじめ分かっていた)損失や危害を受けること。違法なインサイダー取引や、骨董での偽物の販売がこれです。

今はいったNHKニュースです。

<東電は、格納容器の圧力が、(蒸気を外部に逃したため)安定したと発表し、これ以上は、(放射性物質を含む)蒸気を逃がさないとのことです>(午後16:00):括弧内は当方の説明。

今、格納容器の圧力は、設計値の4気圧付近かそれ以上のはずです(推理:20日の16:10)。

格納容器の圧力が、正常値の1気圧以上に上がるのは、その中の圧力容器内(原子炉)の蒸気圧が、燃料棒の崩壊熱での過熱のため、設計値(80気圧)を超えて、正常ではない特に、限られます。

再び、中断した放水ができるよう(周辺の放射線量が下がることを)願っています。

メール: yoshida@cool-knowledge.com

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http://www.mag2.com/m/0000048497.html
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仮に近い知人に転送されるときは、以下のバックナンバーも参照し
てください。時間単位で、危機への態度は変わっています。
http://www.mag2.com/m/0000048497.html
http://archive.mag2.com/0000048497/index.html


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