福島原発の水素爆発の原因に関して

質問

今回の地震で、
福島原発の第一号機で水素爆発がありました。

原子力発電に関して詳しくないので教えてください。

http://www.atom-higashidoori.jp/02_hvae/index1.html

は今回よくでている図だと思っています。

■質問１
なぜ原子炉格納容器外の部分で水素が発生したのでしょうか？

■質問２
原子炉格納容器外での爆発で放射能漏れを起こすのでしょうか？
→原子炉圧力容器内に放射能があることは想像がつくのですが、
→その外側（格納容器よりもさらに外）へ放射能が漏れていることがどうもよく理解できていません。

また、タイトルとは外れるのですが、

今回炉内に海水を注水することで冷却を試みています。
この注水作業は非常事態では想定されうる対応にも思われるのですが、
なぜ対応に時間がかかったのでしょうか？
また軽水ではなくて、海水を使うこともなんとなく疑問です。
軽水の準備がなかった？

色々と質問ですいません。

よろしくお願いします。

回答No.5

kingdom-920-jp · ベストアンサー

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>>なぜ原子炉格納容器外の部分で水素が発生したのでしょうか？

ビタミンEの原料の開発研究で、高温高圧の水素化反応のベンチプラントのテスト運転の経験です

圧力容器の「気密テスト」をする時、先ず、一般的に高圧「窒素」を封入して、
圧力計の目盛りの「圧力変化」と容器の「容積」から、「漏れ速度」を計算します

漏れが所定量を超えたら、圧力容器のパッキン部、配管の継ぎ部、・・・等々を
石鹸水などで、「シャボン玉」の原理で、調べて、

「漏れ箇所」のパッキンをはさんでいる「フランジ」のボルトを増し締めします

漏れが所定量以下になったら、次は、水素での「気密テスト」をします

水素分子は、窒素分子に比べて、「小さい」ので、「漏れ」が生じます、

石鹸水で、再び、「漏れ箇所」を探し、ボルトを増し締めします

以上の事柄から、「水素」は非常に「漏れやすい」

プラントを一定条件で運転している時は、パッキン等からの「漏れ」は少ないが

プラントを、停止したり、条件変更したり、・・・して、

「圧力容器」の温度が上下して、「変化」すると、圧力容器、ボルト等の
金属が、「伸び縮み」して、必ず、「漏れ」が発生します

>>その外側（格納容器よりもさらに外）へ
　　放射能が漏れていることがどうもよく理解できていません

(1)推測される原因

　　上記の理由により、圧力容器の「機密性」が「損なわれている」

(2)推測される原因

　　原子炉へ注入された水 (真水でも海水でも同じ) が、

　　原子炉内の燃料が生成する「崩壊熱」を奪った後

　　「水蒸気として」、又は、及び、「高温水」として、プラントから
　　「煙突から大気中」へ、又は、及び、「放水口から海水」へ

　　放出される時

　　放射能を帯びた物質 (気体としてのヨウ素、温水に溶けたヨウ素) が

　　プラントの外へ、放出される・・・と想像しています

例えば、福島第一原発第三号機

3月13日から3月28日までの「15日間の崩壊熱」を
炉の熱出力(15日*24時*238.1 万kW)の0.35% =300 万kWと仮定すれば

3月13日から3月28日までの「原子炉への注水量」の「合計」は、

最小 ーーー　すべて、「100℃の蒸気」として放出と仮定した時
300*10000/733=4092ton　－－－　気体として　6833640 Nm3

最大 ーーー　すべて「100℃の水」として放出と仮定した時
300*10000/104=28846ton(m3)

私の投稿を参照方

http://okwave.jp/qa/q6622313.html

計算を理解されなくても、問題ありません
とにかく、注水量が　膨大になる事を想像して頂くだけで、良いと思います

上記の大量の蒸気や温水を「原子炉格納容器」に「ため込む」事

即ち

「原子炉」へ「水を入れる」だけで、「出さない」事は、不可能と考えます

石油化学コンビナートの林立しているタワーの
８割ほどは、不純物の除去や有用物の回収の為のものと・・・推測します

福島第一原発では、原子炉建屋とタービン建屋以外に
何も無いようです

放射能を除去する「膜」が有りそうに言っている専門家が居られましたが

「大量の水蒸気」又は、及び、「大量の水」に含まれる
「微量の放射能物質」を除去する為には
「大きなタワー群」又は、及び、「建屋群」が必要と思います

土田

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回答No.6

v008

■質問１
なぜ原子炉格納容器外の部分で水素が発生したのでしょうか？

→一般的には冷却できないと　燃料棒のさやが融解温度に達すると　水素が発生する。
→高温になると原子炉内の圧力上昇により　あんなこととかこんなことが起こらないように
ベントする
→建屋にたまって爆発した　という説明だったように思います。

■質問２
原子炉格納容器外での爆発で放射能漏れを起こすのでしょうか？
原子炉圧力容器内に放射能があることは想像がつくのですが、
その外側（格納容器よりもさらに外）へ放射能が漏れていることがどうもよく理解できていません。

→他に可能性はあるが　ベントしたことも原因のひとつ。

また、タイトルとは外れるのですが、
今回炉内に海水を注水することで冷却を試みています。
この注水作業は非常事態では想定されうる対応にも思われるのですが、
なぜ対応に時間がかかったのでしょうか？

→混乱していて　内部状況がはっきりわからなくて　推測しか出来ず　判断が付かないから　

また軽水ではなくて、海水を使うこともなんとなく疑問です。
軽水の準備がなかった？

→量が足りない　まさに焼け石に水。

と報道されていると私は理解していました。

回答No.4

dainekoz

ご質問内容と直接関連無いかも知れませんが参考になると思いますので、福島原発建設に携わった方の話を2011/3/15に聞いた要点をお知らせします。
(1)　原子力発電に関しては徹底して秘密主義になっている。
(2)　放射線の測定個所は発表されてきた場所以外に沢山あるので、東電に都合の良い数字が発表されてるらしい。
(3)　水が炉内に送り込まれないのは中の水圧が高いので送り込めないのだろう。又、大型のポンプは送る水量は多いが水圧は上げられないのでなかなか水が入っていかない。小型のポンプでは送り込む量が少ない。
(4)　報道されている原子炉の上には更に水をためたプールがあるのだがそれが報道されていないのは十分な知識を持った人が解説していないのだろう。つまり解説者の発言はそれほど信頼できるものではないと言うこと。
(5)　炉内の水圧は通常それほど高くなく5～10Kg（身近にあるコンプレッサーの圧力）だと言うことを考えるとかなり高くなっている。
(6)　核分裂では色々な物が生成されるがそれが外気に現れるのは、ウランを覆っているペレットの容器（1200度位に耐えられる）の破損があることの証。
(7)　通常壊れやすいのはタービンの部分でそのあたりから炉内の物質が漏れている可能性有り。
(8)　建設メーカー一号炉GE、二号炉はGE監修で東芝建設、三号炉東芝、四号炉日立（アメリカの秘術で建設されていて第二福島も女川も同じ。アメリカへのサポート援助は妥当）
(9)　冷却ポンプの電源となる自家発電、自家発電用ジーゼルエンジンのトラブルはお粗末。
(10)　四号炉はメンテ状態でもし火災の原因が水素発生がで有ればそれは異常なこと。燃料は発熱しないようプ－ルの中に沈めて置いてあるので水素が発生しているなら大変な事。
11　各炉の上部はコンクリートパネルで覆ってあるだけなので簡単に吹っ飛ぶ。多量の爆発物ではないと思われる。
12　今後原発廃止論が起きるだろう。原子力に寄らないエネルギー開発が急務。（およその電力供給割合　原子力1、水力1、火力1）
原子力発電に掛けるお金をソーラーパネル設置に掛けるとかなり需要に応じられるはず。
13　メルトダウンの可能性？分からないけれど最悪可能性有り。　
14　スリーマイルの事故は単純なオペレーションミスだった。
15　一号機は耐用年数30年を遙かに越えている。（東電の管理体制運営体制がずさんである証拠）
16　発熱量から推察すると制御棒は降りている。
URLは参考HPです。

参考URL：

http://smcjapan.blob.core.windows.net/web/index.htm

回答No.3

mi-e007

■質問１
世の中にあるほとんどの物質は高温になると化学反応を活性化させます．
こんかいの水素が発生した原因として考えられているのは，水蒸気が高温となった露出した燃料または燃料被覆管と触れ合うことで水が酸素と水素に分離されたというものです．燃料被覆管はジルコニアという金属で出来ているため，それに酸素を取られたため水素が発生したというのが最有力です．

■質問２
これは，まだ良くわかっていない状態です．圧力容器からでているパイプが地震で損傷をうけているなどの説も出ていますが，今の段階でこれが原因であるというものはまだ分かっていません．

軽水を使わなかった理由
ポンプの異常で軽水を注入することが困難となったためです．

海水使用を判断するまでに時間がかかった理由
海水は腐食作用が強いためです．ステンレスであってもサビさせます．
昔阪神淡路大震災で下水処理場（だったかな？とにかく上下水道の設備であったのは確か）で，淡水を使うことができなかったために海水を使用したところ1週間ほどで使い物にならないほど錆びてしまいました．
原発では設備をどんどん新しいものに変えていきますが，原子炉圧力容器だけは変えることができません．これに海水を使用した場合に腐食（つまりサビ）が原因となる損傷が起こることを恐れたためとも考えられます．

また，一度海水を入れてしまった場合廃炉にするほかなくなります．
これだけの事故なのだからもう一度この原子炉を使うはずがないだろうと思う人が多いかと思われますが，廃炉にしてから炉を撤去することはまだ行われたことがありません．
ましてや，錆びている状態なので何が起こるかが完全に分かっていない状態となります．
このようなリスクがあったため海水が注入される対応までに時間がかかっと考えられます．

お礼

ご丁寧な回答ありがうございます。

質問２の件はまだ原因が不明なのですね。
注水作業を実施しても水位が上がっていないという
報道も見受けました。

海水注入の件はよくわかりました。

速やかな原因究明と対応を望むばかりです。

回答No.2

noname#134018

願わくは、メルトダウンにより、ダダ漏れになった放射能を遮蔽するために、最後の手段として、格納容器を水に沈めて土左衛門にした、その時に起きた、水蒸気爆発ではないことを、祈ります。

回答No.1

taro39865983

http://www.webdice.jp/dice/detail/2934/