（11/02/09 ）

第１２回 ＤＦ環境時事セミナー

「福島原発事故の現状と今後の見通しから、
　日本のエネルギー政策の視点を探る」

第１２回ＤＦ環境時事セミナーが、財団法人地球環境財団の第１２回環境大学市民講座とタイアップして、２０１１年８月８日、東京ウイメンズプラザ１Ｆ視聴覚室で開催されました。

講師は佐藤暁（さとうさとし）氏（講師紹介は後述）、テーマは「福島原発事故の現状と今後の見通しから、日本のエネルギー政策の視点を探る」で、聴講者は１０２名、うちＤＦ会員９０名でした。当日の講演要旨は次のとおりです。

 

Ⅰ．事故発生の概況

福島第一原子力発電所は、政治的な理由から、福島県双葉町と大熊町にまたがって建設され、１９７１年３月に送電を始めています。１号機は、沸騰水型米ＧＥ（ゼネラル・エレクトリック）製で出力は４６万キロワット。２号機はＧＥと東芝の共同開発、３号機は東芝、４号機は日立、５号機は東芝、６号機はＧＥと東芝の共同製作で、沸騰水型は７９年までに原子炉６基が設けられ、総出力は４６９.６万キロワットでした。世界に「フクシマ」の名を発信した３月１１日の原子力大事故は、開始から４０年の節目の時期でした。

２０１１年３月１１日、午後２時４６分、震源地は福島第一原子力発電所から１００キロあまりの、宮城県牡鹿半島東南東約１３０キロの海底下で発生。マグニチュード９.０、震度７を記録。１０００年に１度の大地震とされました。

このとき、福島第一原子力発電所は、５号機、６号機は定期検査のために停止中。稼動していたのは１号機から４号機までの４基です。福島県では震度６強のすごい揺れがおこり、福島原発では送電線が崩壊して停電、外部の電源が確保できなくなりました。しかし、地震は想定していましたから、非常用のディーゼル発電機がそのかわりを果たしていました。

ところが、その約１時間後の津波により、内部電源が水浸しになります。あっという間に海水が施設に押し寄せて発電機の電源が水をかぶり、また水をかぶらなかった発電機も外部電源が確保できなくなったために動かず、原子炉に水を送って冷やす冷却機能がピンチになったのです。

東電は、午後３時４２分には電源喪失を国に報告しています。国は原子力緊急事態宣言を出し、第一原発３キロ以内に避難指示、１０キロ以内に屋内退避の指示を出します。

皆さんの中には、地震や津波の衝撃によって福島第一原子力発電所が崩壊したと思われている方が多いのですが、外部電源が断たれたのは地震による送電線の倒壊ですが、内部電源は地震や津波の衝撃で発電機が壊れたのではなく、水をかぶって使用不能になったのです。そして、外部電源が損壊して確保できないために内部の非常用発電も動かなかったのです。しかも、外部電源と内部電源がもたれあった構造になっていて、その結果、非常時の電源が確保できなかったのです。このことが今回の事故のポイントです。

こうして冷却機能がピンチになり、その結果は翌日の３月１２日の１号機の水素爆発に続きます。

これは、１号機は炉心を冷やす装置が冷却不能となり、原子炉格納容器内で圧力が異常に上がって、普段から出ている水蒸気が圧縮されて、水素爆発を起こしたのです。もともと１号機の建屋は壁が弱く、そのため、水素爆発が起きたときに建屋の天井が吹っ飛び、壁も崩れ落ち、その粉じんが舞いあがって降り注ぐというすさまじい光景を映し出しました。

そうこうするうちに、１４日、３号機の建屋で水蒸気爆発が起こって建屋が吹き飛び、その煙は４４０メートルにも昇り、１５日以降も使用済み核燃料プールから水蒸気が白煙となって上がりました。そのたびに何が起きているのか私たち国民は不安になったのでした。

また、空焚きになった２号機も圧力抑制室付近で爆発が起き、ピット高濃度の汚染水が海へと流れ、４号機では、１５日、使用済み燃料棒が原因と見られる２度の火災が起きています。

１６日以降３号機の白煙には自衛隊のヘリコプターによる散水などが行われ、その後も放射能を浴びながら電源の復旧作業と注水による冷却に努め、冷温停止に向けて作業が続いているのは記憶に新しいところです。

Ⅱ．事故の現状

現在のような悲惨な状況は、地震による外部電源の破壊、原子炉建屋が海水をかぶったための内部電源破壊から２、３日で、その運命が決まったといえます。

〇 原子炉の内部

日本の原子炉はたとえば１１０万キロワットの場合で、高さ２２メートル、幅６メートルほどの大きさの沸騰水型です。燃料が核分裂すると、水が熱せられて蒸気に変わり、この蒸気がボイラーでドライなガス状の蒸気となり、デリケートなタービンを通して発電するシステムです。デリケートなというのは、ほんのちょっとの水滴でタービンの羽根がぼろぼろになるほど水滴に弱いということです。また、この水蒸気には放射性物質が含まれています。

この原子炉には百数十トンの燃料が入れられ、この量で１年間、原子炉の運転をします。燃料はセラミックで焼き固めたウランセラミックというペレット状のもので、これは、体積は小さいけれど、鉛のように重いのが特徴です。これが燃料棒に入っていて、この燃料棒の核分裂をコントロールするのが制御棒です。

水は核分裂で得られた熱エネルギーを原子炉の外に取り出すときの冷却水として使用され、同時に、核分裂のプロセスでウランなどから飛び出した中性子のスピードを弱めるための減速水としても使用されています。これによってエネルギーのコントロールが行われているのです。そして、非常時や緊急時には、緊急炉心冷却装置がはたらくようになっています。実際には、原子炉が緊急停止し、核分裂が停止しても核分裂生成物からの放射性物質の放射が５％は残留するといわれますが、普通、燃料棒が頭を出しても５分間、水を注入すれば大事は防げることになっています。

ところが、今回の地震・津波では、外部電源、内部電源が壊れ、冷却水・減速水が失われ、緊急炉心冷却装置も作動しなかった、空焚きが進んだということです。

〇 米ミネソタ州の一般向け原子炉事故マニュアル

原子炉のあるミネソタ州では、一般の人びとに、原子炉事故対応マニュアルを配布し、確認しあっています。日本では事故が起きたときの一般向けのマニュアルはなく、原子力を扱う人の間で、また電力会社でも、一部には原子力発電の問題点を指摘するグループはいたのですが、なぜか事故は起こらないという安全神話が先行していたのでした。

ミネソタ州の場合は、１９８０年ころから、原子炉の事故を招くような原子炉の異常現象が起きたときを想定して解析が行われ、どの情報が発信されたら屋内退避すべき、避難すべきといったマニュアルが周知されています。

たとえば、通常運転時の燃料棒の表面温度は315℃ですが、事故が起きた場合、これが１０〜２０分で表面温度が1000℃近くに上昇し、燃料を覆っている被覆管が破裂して核燃料生成物が放出される。２０〜４０分で表面温度は1400℃〜1700℃となり、水素が発生すると同時に燃料被覆管の破損が広がり、ヨウ素、セシウム、希ガスが発生。３０〜６０分では表面温度は2000度〜2300℃となり、溶解した金属に燃料のペレットの破片が混じり、効果的な冷却は不可能になる。４５分〜９０分では、2500℃〜3000℃に達し、揮発性の核分裂生成物が放出され、燃料ペレットが熔解し、原子炉圧力容器のメルト・スルーの可能性が出てくると時間を追っての現象が述べられ、このときのとるべき行動とともにマニュアル化しています。マニュアルに基づいて住民はどうすればいいかがわかっており、冷静に行動できるのです。

〇 メルト・ダウン、メルト・スルーとは

日本では、人びとの不安をあおるようにメルト・ダウン、メルト・スルー、さらにはメルト・アウトなどという言葉が使われてきました。それはどういう状態なのか、ここで、簡単に説明しておきましょう。

メルト・ダウンとは、原子炉が冷却機能を失ってから２時間前後くらいに発生します。燃料棒がどんどん熱くなって、燃料が溶け、炉心熔融となる状態です。これによって水蒸気爆発が起こることはまずありません。また、初期の段階で大量の冷水が注入されないかぎり再臨界（核分裂が止まってふたたび核分裂反応を起こすこと）は起こりません。

さらにメルト・ダウンがすすむと、溶けた燃料が原子炉圧力容器の底部にたまるようになります。これは、すぐに冷やさないと救いがたい状況です。福島原発の場合、１号機は１４時間で、２号機・３号機およそ６時間半で、このような状況に達したと見られています。

メルト・スルーとは、原子炉の圧力容器から燃料ペレットの破片に高レベルの汚染水が混じって漏れる状態をいい、進行すると原子炉格納容器のコンクリートに達します。ＣＣＩ反応といって、熔融炉心とコンクリート（石灰と水などを含有）とが反応して、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水などを生成、放射性物質を含んだエアロゾル（粉じん、ミストなど微粒子がたくさん浮かんでいる気体）を大量に発生します。

さらに、原子炉格納容器のコンクリートを熔融炉心が突き破って岩盤に達したものをチャイナシンドロームということがあります。これは熔融した炉心が重力にひっぱられて果てしなく下に落ちていきます。もし地下水が流れていれば地下水で冷やされてその上で熔融炉心は食い止められます。食い止められた熔融炉心は縮小していきます。

なお、チャイナシンドロームというのは、アメリカで原子炉がメルト・スルーを起こしたら、地球の裏側の中国にまで高温の核燃料が溶けて到達するのではないかというジョークによります。

では、日本の場合、現在、原子炉はどの状態にあるのか、チャイナシンドロームの状態、という人もいます。いろいろと推定されています。私は、熔融炉心の一部がぽたぽたと原子炉圧力容器から原子炉格納容器のコンクリートに落ちている状態ではないかと考えています。

もし、状況がさらに進んでいたら、放射性エアロゾルがもっと出るはずです。かといって、水を注入しても水がたまらないことを考えれば、燃料の破砕片も混じった高レベルの汚染水が流れるくらい、原子炉の圧力容器の底が抜けている状態ではないかと思います。

Ⅲ．今後の見通し

〇 冷温停止断念

福島第一原子力発電所の事故が向かうところは、工程表でも冷温停止でした。

冷温停止とは、原子炉内の温度が100℃未満になって、原子炉が安定的に停止する状態をいいます。冷温停止が達成できれば、汚染水の外部への漏出を抑制でき、揮発性放射性物質の発散を抑制します。

そして、冷温停止を達成したあとは、廃炉プロジェクトが展開します。理想としては緑地化の達成です。

アメリカでは、運転中の原子炉を廃炉にするプロジェクトが行われてきました。たとえば、メインヤンキーの原子力発電所は、２００４年９月から廃炉プロジェクトが進み、原子炉格納容器を爆破する、使用済み燃料の地下埋設を処理し、地中奥深く蟻の巣のように掘り進めたトンネルの中に保管処分し、放射能漏れによって土壌が汚染されていたところを削って土を入れ替えて処理するなどして、２００５年５月には実質１００％平地に戻り、７月には緑化を達成しました。その費用は数千億円に達しました。このように、福島の場合もこのままの状況で原子炉があるのはつらい、最終的に冷温停止して廃炉にすることもできるのではないかと思うでしょう。

しかし、そういうわけにはいきません。メインヤンキーの場合は、原子炉が破損したのではなく、通常の業務を終えた問題のない原子炉だから廃炉も順調に可能だったのです。福島原発の場合は、燃料棒が熱で溶けて流れ落ち、その熱で原子炉の圧力容器も格納容器も穴が空いています。冷温停止のところで躓きます。容器を満水にして外から水で冷やすこと（水棺）も、容器に水を循環させながら冷やす（ドライウェル冠水）こともうまくいかず、断念せざるを得ないと思われます。冷温停止がままならないのです。

もし冷温停止が成功したとしても、壊れた原子炉の廃炉はかなり大がかりなプロジェクトを組む必要があり、なかなか一筋縄では行かない、コストもかかり難しいでしょう。ほかに代案はないのでしょうか。

最終処理までのブループリントの条件としては、次のようなことが考えられます。

1. 現場で働いている人々への慰労を考慮したうえで、冷温停止を区切りとして目標達成を賞賛する。
2. ただし、冷温停止はゴールではない。
3. 廃炉を含めて最終処理までのブループリントを示す。
4. 最終ゴールは達成可能であるものであるべき。
5. 最終ゴールは、コスト、スケジュール、被ばく線量が最少となるものであるべき。
6. 最終ゴールは、「３Ｋ」のイメージから脱したもので、参加意欲が生じるプロジェクトであることが大事。
7. しかし、最終的に重大な利益相反がある点に問題がある。

最後のこの点に関しては、会計監査院などの厳格な監視が必要です。今までのように安全に疑問があっても蓋をして原子力にかかわっていればお金が儲かるというような観点から、国民を裏切るようなことは、もう二度と電力会社にやってほしくない。率先して良心にかなう最終処理のブループリントを出してほしいと思います。

Ⅳ．今回の事故の周りへの影響

〇 原子力エネルギーの問題点

原子力エネルギーは低濃縮ウランを燃料として使っています。この低濃縮ウランは、天然では０.７%しか存在していないU-235を約３％に濃縮したものです。このU-235を、電気出力７８４ＭＷの原子炉では１年間に９１５キログラム消費します。石炭の場合は年間２００万トンを使用します。そのことを考えると原子力はエネルギー密度が高いといえるでしょう。

問題は核燃料廃棄物ですが、１００個のU-235が分裂した場合、６.２個の放射性セシウムが原子炉内に残ります。

ところで、この放射性セシウム（Cs-137）は、半減期が３０.１７年です。この１ベクレルは０,３１２ピコグラム、１グラムは約３.２テラベクレルなので、１年間に核燃料廃棄物となるセシウム３２.９キログラムは、約１０万５０００テラベクレルにもなります。

さて、琵琶湖の水などはコップ半分の量のセシウムが混入すれば、飲料水ガイドラインすれすれの汚染状態になります。セシウム５キロもあれば日本全体を汚染させることも可能です。セシウムは３０年と半減期が長いやっかいな放射線物質で、土壌や水、肉、野菜などの食品が汚染されると、それを管理するのは非常にやっかいなことになります。

〇 放射線物質の飛散状況

今回放出された放射性汚染物質は希ガス、ヨウ素、セシウム、粒子物質などですが、これはチェルノブイリ事故に近い放出量といわれます。福島原発１号機や３号機の水素爆発によって水蒸気に含まれていた放射性物質が煙のように上がり、風まかせで流れていきました。これは風が頭上を通り抜けるときがいちばん高濃度で、ガイガーカウンターがピーピーなります。通り過ぎると濃度は下がります。そして、雨が降ると、放射性物質は雨の芯になって降り注ぎ、地表を汚染します。

福島原発事故では、福島盆地、郡山盆地、那須野ヶ原盆地、八溝山地などが放射性物質を含んだ風の通り道になって、関東にまで流れたのです。放射線はずっと同じ密度で大気に漂っているのではなく、爆発などで流れ出るたび、１日に数回以上も、放射線量はピークになります。ずっと大気を測定していると、事故当時はこの放射線量がピークを告げるときが何度もあったのですが、現在は、空中に漂っている放射線物質は少ないと思われます。グラフを見ても放射線量の高まりを示す山は４月を最後にほとんど見られません。今、放射線がガイガーカウンターに反応するとしたら、空中に浮遊しているものではなく、また福島の原子力発電所から飛んできているのではなく、大部分は地面に付着した放射性物質から放射されたものです。

Ⅴ．福島原発事故で崩壊した国民の信頼

地震・津波による福島原発事故がこれほどまで大きくなってしまったのは、事故対策が不十分だったこと、起きてしまった事故への対応が不十分だったことが原因です。これだけははっきりいえます。

事故対策に関しては、たとえば、米カリフォルニア州ディアプロ・キャニオン原子力発電所の場合の設計基準は、津波ひとつを取り上げても、津波の高さ１０.７メートルを想定して対策をとっています。１０.７メートルとは、この地域では、この津波の高さは、１００万年、または１０００万年に１度起きるか起きないかの高さであり、これを想定して対策しているのです。しかも、もし津波が襲ってきた場合に備えて、いざというとき水をくみ上げ、施設が水浸しにならないように海水ポンプスノーケルを装備するという対策までとっています。

これに対して、日本の福島第一原子力発電の場合の設計基準は、津波の高さに対しては５.７メートルでした。２００６年の東京電力における津波に対するハザード曲線の設定手法に関する論文で、「向こう５０年以内に５.７メートルを超える津波が発生する確率は４％」としています。５０年１度起きるか起きないかの高さ、いってみれば自分の代に「津波が来なけりゃいい」という想定での設定基準なのです。こういう基準設定はありでしょうか。

３月１１日の実際の津波の高さは１４メートルでした。もし、米国のように１００万年に１度を想定して対策を立てていれば違っていた、ここまで水をかぶることもなかったはずです。地震と津波という自然災害で終わり、損害もこれほどひどくはなく、放射性物質にまみれるような大事故も起こらなかったのです。まさしく人災といわれるゆえんです。

安全、安全といいながら、日本はいかに安全に無頓着であったか、気配りがされていなかったかということです。バックアップ電源に関しても同じことです。電源が破壊されたらバックアップがきかない構造になっていたのです。

事故後の対応も不十分でした。風向きなどから放射線物質の飛散状況を知るスピーディの活用や環境モニタリングの不徹底、緊急作業者・被災者の被曝測定なども後手にまわり、正しい情報を流さないために人びとの憶測を生みました。しかも、原因は国や電力会社にあるのに、いざというときの対策マニュアルを国民に提示することもせず、いかにも国民に責任があるかのような風評被害という言葉を使って国民を悩ませるなどし、こうして国民の信頼を完全に失ってしまったのが現況といえます。

Ⅵ．危機管理の専門家の登用を

さて、事故を起こした原発の処理をどうしたらいいか、冷却停止して緑地化するのをプランＡとしたら、私はプランＢを提案します。

福島第一発電所の２号機の使用済み燃料プール、また４号機の原子炉はそれほど大きなダメージを受けていないので、冷温停止後に緑地化を志向するのも手だと思います。しかし、１号機、３号機に関しては、冷温停止、緑地化は無理でしょう。

そこで、プランＢにより、冷却停止して、事故を起こして汚染された１号機から４号機の４つの原子炉をピラミッドのように石棺化すればいいと考えています。

プランＢというのは、冷温停止するのに、冷却媒体に水ではなくヘリウムガスを使って強制冷却します。ヘリウムガスは排熱性能を高め、コストも低くおさえられるでしょう。ただし、一口に冷却するといっても、実際には長い年月が必要です。１００年、２００年という単位の時間がかかります。時間が経過するうちに、自然対流による冷却へともっていく方法がプランＢです。最終的には汚染水はガラス固化してキャニスタに納められ、現地の貯蔵庫に埋蔵、汚染された機器は原子炉建屋内に閉じ込め、これには防護フェンスをつけて航空機テロに対応します。施設がある海岸には津波の防波堤、津波のエネルギーを弱める障害物、津波バリアを設け、その周辺は新エネルギーなどのコミュニティ開発地区にします。

いずれにしても、今回の大事故は、危機管理に対する専門家がいなかったことが、そして今もいないことが事を大きくしています。専門家の登用を切に望みます。

＜ライター：戸田真澄＞