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核燃料の材料「天然ウラン」

1.原子力発電

ウランの原子核が分裂する時の熱を発電に利用するのが原子力発電です。燃料となる天然ウランは「ウラン鉱石」としてオーストラリアやカザフスタンなど世界中のウラン鉱山で採掘されその埋蔵量は630万トンと推定されています。(IAEA2009年統計)この量は世界で約100年間使用できる量。

燃料効率の極めて高い原子力発電ですが、ウラン燃料を使った後に残る「使用済み燃料」は有害な放射性物質を多量に含むため危険である。しかも長く未来に渡って管理しなければいけない高レベル廃棄物の最終処理の問題はまだ解決されていない。*原発が動く限り廃棄物は増え続けるのですから恐ろしい事です。

2.核燃料

a. 濃縮ウラン
ウラン鉱石は「重ウラン酸塩」に化学処理され核分裂させやすいウラン235の割合を高めるため「濃縮」されます。

b.燃料棒
濃縮されたウラン粉末は円筒形のペレット(直径1cm×高さ1cm)に焼き固められ長さ約4メートルの金属製の管に詰め込まれた「燃料棒」になります。

c.燃料集合体
燃料棒を数十本束ねたものが「燃料集合体」で、これを原子炉で核分裂させ発生する熱を利用して発電します。

3.核分裂

a.核分裂
ウラン235の原子核は中性子を吸収すると不安定になり2個の原子核に分裂する。この時に膨大な熱を発生します。

b.連鎖反応
この核分裂の際に中性子が飛び出し、中性子が他の原子核に吸収され更なる核分裂と中性子放出が繰り返される核連鎖反応が起こります。

c.連鎖反応の停止
ウラン235の核分裂で出る中性子(多くの場合2〜3個)は次の核分裂を連鎖的に起こして行くが、放出された中性子が核燃料以外の物質などに吸収されれば次のウラン235の核分裂を起こせないので、連鎖反応は止まります。

4.臨界

原子力発電では原子炉内の中性子の数を調整して一つのウラン235の核分裂が次のウラン235の核分裂一つを起こすようにしている。このような状態(核分裂連鎖反応が続く境目)を「臨界」と呼ばれています。

a.超臨界:一つの核分裂が次の核分裂を一つより多く引き起こす場合、核分裂はねずみ算式に増えて行き危険な状態となるこれを「超臨界」と言う。*逆に次の核分裂が一つ未満なら最終的に連鎖は止まり「臨界未満」と呼ばれます。

5.制御棒

核燃料内のウラン235の核分裂連鎖反応を起こす中性子の数を調節する事で核反応の進行、抑制を制御出来ます。そのための中性子を吸収する性質を持った物質をステンレスで覆ったものが「制御棒」で、これを炉心に出し入れして原子炉内の中性子の量を調節します。原子炉内に数百本設置された制御棒を全て挿入すれば核分裂連鎖反応が止まり、地震や何かの異常を感知した場合は自動的に制御棒が挿入される「スクラム」と呼ばれる緊急停止装置が設定されています。しかしもし何らかの事情でこの装置が働かなければ考えるだけでも怖い事です。

6.原子力発電の熱エネルギー

核分裂が起こるともとのウラン235の原子核の質量に対して(中性子と核分裂後の原子核)の質量の合計は約0.1%減少します。この減少した質量が「熱エネルギー」に変換されるのです。このことは質量を熱エネルギーに変換できることを証明したアインシュタインの数式からエネルギー(E)=質量(m)(減少した)×光速(c)の2乗で求められる。*ウラン燃料1グラムに含まれるウラン235の核分裂反応で20°Cの水を約10トン沸騰させれると言うから恐ろしいエネルギーです。

原発で被曝のリスクを負いながら働く人たち、核廃棄物処理方法の未解決問題を考えるだけでも原発はあまりに非人間的で、未完成なシステムだと言わざるを得ません。

原子力は確かにそのエネルギーシステム自体は効率のいい画期的なものではありますが、用地買収から研究開発、政治的思惑、施設の安全管理、使用済み燃料の保全の問題など総合的に考えると巨額の費用がかかり、経済的に考えても大きな疑問があります。何よりも「放射能のリスク」は計り知れないほど大きく、地震列島日本で54基もの原発をつくって来たのはあまりに盲目的で無責任な政策だったと言わざるを得ません。太陽光、風力、水力、地熱などの自然エネルギーの開発研究はこれから加速度的に進むと思われますし、段階的に原子力発電からの脱却は国民全員が意識しなければならないと思うのです。

日本の原子炉の種類と原発の構造

1.沸騰水型軽水炉/Boiling Water Reactor(BWR)30基

a.炉心
長さ約4.5mの燃料集合体が400〜700体ほど「圧力容器」の中に装填されこの中には300トン以上の水が入っている(炉心)その水を核分裂の熱で直接沸騰させ容器内でつくられた蒸気を直接タービンに送って発電する。

b.タービン施設の放射線管理
BWRでは核燃料で沸騰させた「放射性物質を含む水蒸気」を直接タービンへ送るためタービン施設でも「放射線の管理」が必要となる。もう一つの原子炉の型(加圧水型軽水炉)に比べ構造が単純である。

c.放射性物質の遮蔽
放射性物質を閉じ込めるため「圧力容器」は厚さ3cmの鋼鉄製「格納容器」で密閉されさらに格納容器は厚さ2mのコンクリートで覆われ、それらはさらに厚さ1mのコンクリート製「原子力建屋」に収められている。放射性物質が外部に漏れだす事がいかに危険かが、この構造を見てもわかります。

2.加圧水型軽水炉/Pressured Water Reactor(PWR)24基

PWRでは圧力容器に入った水を沸騰させないで (約160気圧の圧力をかけて水温約320°cでも沸騰しない)高温高圧水を使って別の配管を通る水を沸騰させる。この別配管で出来た蒸気をタービンに送って発電する。このためタービン建屋での放射能の管理はしなくてすむが(放射性物質を含む水は原子炉建屋内にしかない)、原子炉の構造は複雑になる。

原発の構造と今回の福島原発事故の結果

危険極まる事が解っている原発の構造は5重構造になっていて、まず炉心部分の第1の壁「燃料ペレット」はウラン燃料を焼き固める事で個体の放射性物質が漏れだしにくくしていて、第2の壁はこれを被う「被覆管」でこれらが入っているのが第3の壁「圧力容器」で、さらに圧力容器から放射性物質がもれた場合に第4の壁「格納容器」があります。そしてそれらを被う「原子力建屋」が第5の壁です。周知のように福島原発の事故ではこれら5重構造の全てが破られると言う結果となりました。これはどう考えても容易ならざる事態である事は言う迄もありませんが、事故後の東電の対応や政府の発表は本当に事実認識が出来ているのか?と疑わせるほど曖昧で怪しいものでした。実際後手後手に回った対処は「危険な事が解っているはずの原発事故」への対処としてはあまりにもお粗末で危なっかしいものであった事は事故後の経緯、今なお危機的状況が続く状況を見れば明らかです。

考える葦と想像する葦


「人間は考える葦である」とはパスカルの有名な言葉です。宇宙の中で矮小な生き物にすぎない人間だけれど考える事によって無限の可能性を得る事ができるとパスカルは言いましたが誰でも知っているこの言葉が原発事故の後あらためて身にしみます。

1963年に東海発電所で始まった原発の歴史ですが、その後現在の54基まで増設が続けられました。過去において良識ある学者や関係者は反対を訴え続けて来ましたが放射能や核廃棄物の危険性や実際のエネルギーコストなどを国と電力会社、関連企業の巨大な力で隠蔽しつづけ、直感的に危ないとは感じていても国民の多くは原発政策にほとんど盲目的に従って来たのが今回の福島原発事故までの流れです。

今回の事故を受けての報道に関してもメルトダウンした原子炉の実態、放出された放射能の全容、汚染地域、汚染物質などに関しての情報は明らかに不足で、もう国や東電の情報をそのまま信じる人は少ないのではないでしょうか。と言っても各自が放射能測定器を持参し被曝レベルを個人が管理する事など出来ない話ですから、世論が国や関連機関、企業などのヒューマニズムを目覚めさす事しかありません。

そのためには今一度パスカルの言葉「人間は考える葦である」を肝に銘じ、知りうる限りの情報の中で1人1人が考えて明確な「考え方」を共通させねばなりません。原発の存続はどう考えても是非を問うような問題ではなく「いかに段階的に廃炉にさせるか」「核廃棄物をどうやって処理するか」の問題ですし、世界有数の技術と恵まれた自然環境がある日本においては自然エネルギーの利用は「誰が考えても可能」であり、自然エネルギーの本格的稼働までをつなぐ方法は既存の火力、水力の調整、そして企業の埋蔵電力などを使えば今すぐにでも出来ると言う事も分かっています。

放射能汚染の恐ろしさを知り、未来に対する責任と夢を持つなら「人間は想像する葦でなければならない」と思うのです。想像力を働かせば原発がもたらす未来はあまりにも深刻で誰1人逃げる事が出来ない問題なのですから。

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過去を見つめ想像力を働かせることが明日へとそして人間的な未来へとつながっていきます。

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