使用済み核燃料棒の再利用

質問

使用済み核燃料棒からもプールの水を蒸発させてしまうほどの熱が放射されている事をしりました。
それを長さ１０ｃｍ程に切断し、放射線が漏れ出さないように鋼鉄と鉛でコーティングして販売できないのでしょうか？　私の住む北海道では冬の道路の凍結にて多くのスリップ事故が発生します。
湯たんぽサイズのコーティング燃料棒を地中に埋め、道路凍結防止に使えば事故も減るし、廃棄物処理の解決になるのではないでしょうか？
もしくはそれを風呂のボイラーにいれておけば燃料消費無にいつも温かいお風呂や家の暖房に使うことができます。　このような物が販売されれば私としては100万円出しても購入したいです。

回答No.7

kagakusuki · ベストアンサー

放射性物質が放射する放射線の種類には、α線、β線、γ線、中性子線等があります。
　この内、中性子線に関しては、それを放出する放射性物質の種類はあまりないため、考慮の対象外とします。
　α線とβ線は、物質を透過する力が弱く、厚さ数ミリ程度の金属板で、完全に遮蔽する事が出来ます。
　しかし、γ線は物質を透過する性質が非常に強く、鉄や鉛であっても、遮蔽するために必要な板の厚さは何十cm（60cm位？）にもなってしまいます。
　又、β線自体は物質を透過する力が弱いのですが、β線が物質の中を進んで、エネルギーを失って行く際には、γ線と同様に物質を透過する性質が強いX線が発生するため、β線を放出する放射性物質に関しても、遮蔽に必要な板の厚さは厚くなります。
　そのため、γ線やβ線を出す種類の放射性物質は、熱源として使用し難くなります。　又、放射性物質の原子核は放射線の粒子を出した後は、別の物質の原子核に変わってしまうのですが、元となった放射性物質自体はα線しか出さない種類の放射性物質であっても、その放射性物質の種類によってはα線を出した後に、γ線やのβ線を出す種類の放射性物質に変化するという場合もあります。
　ですから、放射性物質を熱源として利用する場合には、α線のみを放出する種類の放射性物質だけを分離精製したものを使う必要があります。

　実際、アイソトープ電池と言って、α線のみを出す放射性物質を熱源として、熱電変換素子という温度差から電圧を生み出すを機能を持つ素子を使って、放射性物質の熱を電気エネルギーに変換する事で、長期間に渡って電力を供給する装置が実用化されています。

【参考URL】
　原子力電池 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E9%9B%BB%E6%B1%A0

　RIST（財団法人　高度情報科学技術研究機構） > 原子力百科事典 ATOMICA > 分類検索 > 08 放射線利用 > 08-04 放射線の理工学利用 > 08-04-02 工業利用 > 08-04-02-08 原子力電池（アイソトープ電池）
　　http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=08-04-02-08

　アイソトープ電池には、主にプルトニウム238かポロニウム210が使用されます。
　アイソトープ電池は長寿命である事という特性から、簡単には電池を交換出来ない心臓のペースメーカーの電源や、太陽から遠すぎて太陽電池では十分な電力が得られなくなる木星以遠で活躍する、宇宙探査機の電源等に使用されます。
　尤も、放射性物質を取り扱うためには、放射性物質の漏えいや、人間が被曝してしまう事を防ぐために、厳重な管理が必要である上に、その様な厳重な管理条件に合致する工程で、放射性物質を分離精製するためには、非常にコストがかかりますから、生成した放射性物質は極めて高価になります。
　その上、取り扱う際にも、厳しい条件が課せられますから、容易には使う事が出来ません。
　例えば、宇宙探査機に搭載されるアイソトープ電池は、打ち上げに失敗した時の場合を考えて、放射性物質を収めたカプセルには、例えロケットが墜落して爆発したとしても、絶対に壊れないだけの耐久性を備えている事が要求されます。
　又、管理を厳重に行わなければならないという不便さや、機器の外に放射線は漏れないといっても、放射性物質を使っている事に対して、患者が不安になるという問題もあるため、現在では、ペースメーカーの電源には、アイソトープ電池が使用される事は無くなり、その代わりに、最低でも6年は寿命が持つリチウム電池が使われる様になっています。（体内には心臓に取り付けた電極と、それに繋がる電線だけを埋め込み、ペースメーカー本体は、皮膚のすぐ下に埋め込むため、電池の交換は比較的簡単）

　ペースメーカーの電源では、使用する放射性物質の量は少量で済みますが、湯たんぽや風呂の熱源として使用するためには、それなりの量が必要となりますから、どの程度になるかは判りませんが、極めて高価なものになると思われます。
　又、その様な風呂や湯たんぽを取り扱う際には、適切な管理体制を整える必要があり、そのためには、専用の設備や、機器類も必要ですし、その様な風呂屋湯たんぽを取り扱う人間は、放射性物質を取り扱うための資格を取得している必要もありますから、風呂や湯たんぽを買う前に、それらの設備や機器類も購入した上で、計画を立てて、管理体制を整えておかねばなりません。
　ですから、僅か100万円程度では、その様な湯たんぽや風呂を使う事は出来ませんし、厳重な管理体制が必要になりますから、使用の際の手続きも、極めて煩雑なものとなると思います。（そもそも、家庭用としては許可される事は無いと思われます）
　少なくとも、放射性物質の紛失を防止するために、その湯たんぽは、建物に固定した上で、簡単には建物から取り外せない様に、施錠等を行う必要があると思いますし、その風呂の使用に際しては、入浴の前後に、お湯に放射性物質が含まれていない事を検査する必要があると思います。

　電気や化石燃料を使った方が、比べ物にならないほど簡単便利で、安上がりになる事は間違いないのですが、それでも放射性物質を熱源として使いたいですか？

お礼

すばらしい詳細回答を時間をかけていただき、ありがとうございます。
現在太陽光と風力のハイブリット型パワコンを搭載した設備をビルの天井にて実験していますが、コストとスペースに難題があり、また取得できるエネルギーでビル一棟の電気、ガス、冷暖房に相当するエネルギーの20%も得ることができないのです。コジェネも調べましたけど六本木ヒルズレベルのビルにならないと経済効果は出ません。
何とか原子力を利用した安全で安価な設備ができないものかと真剣に考えているところです。　化石燃料は地球にダメージを与え、将来枯渇します。
原子力の応用はアイソトープ電池がある以上、現実味はあると思っています。

回答No.6

mi-e007

コーティングは剥がれないという前提でもっても，γ線を遮蔽することができないので，難しいでしょう．
熱源としてはなかなか優れているのですが・・・

お礼

貴重な情報ありがとうございます。
燃料棒のこま切れでは安全にコーティングしたら巨大な鋼鉄の玉になっては実用性ないですね。

回答No.5

fuken

放射線の怖さが判っているのですか？？？

たんなる熱源では無いですよ・・・・だから　固形の燃料にして、燃料被覆管で覆い。
金属の容器内で管理し、　蒸気を発生させる機械もコンクリートで覆っているのです。

うざったく　この質問を見れば・・・・回答により　核燃料は非常に危険だ！と言う回答を待って。

原発は要らないというお礼でも書き込むのか？？と勘ぐっていますが・・

お礼

放射線の怖さは報道からの情報以外入手していなく、申し訳ありませんが実感がわかないのです。また56機もの原子力発電にて電力が安定的に供給されてきた事に、放射線対策は技術的にすでに克服されていると思っていました。
原子力問題に関しては昨今、技術者からマスコミ、政治家まで上記コメントのように感情的、悲観的かつ批判的です。
積極的な態度と目標そして行動を伴って、日本が直面している問題がオープンに議論され、新しい原子力の安全利用ができないか切に思い、また協力したいと思っています。

回答No.4

NNori

ある程度の大きさがないと反応しません。なので、早く核燃料棒をバラバラにしてやることができればいいんですけどね。

で、反応するくらいにしておけば、確かに熱はどんどんでてきます。人工衛星に搭載されてる原子力電池はこうなってます。
ちなみに放射線が漏れないようにするには数十センチのコンクリートが必要です。

要するに小型化は難しいのです。ちゃんと制御してやろうと思うとかなりの大きさになっちゃうんです。
自動車エンジンくらいの大きさにできれば、使い途はいっぱいあるだろうけど、今の技術では無理なんです。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。
素人が考えるレベルで原子力を操ることはできない事を痛感しました。

回答No.3

mm_wanko_mm

ボイラーが反応容器、お湯が冷却水のミニ原子炉になるんですね。

完全に冷えてしまったものは北朝鮮あたりが非常に高い値で買ってくれそうですね。そして、そこからプルトニウムを抽出して原爆へ。

冗談はさておき、核物質は国家の下で厳格に管理すべきものであり、個人レベルで扱えるものではないです。

お礼

解りました。自由に燃料棒が売買される危険性を認識しました。
回答ありがとうございます。

回答No.2

佐藤 志緒（@g4330）

燃料消費無にいつも温かい・・・これは勘違い
毎日何トンもの水を供給し続けて100度以下になんとかしてるのが現状。
水を供給するポンプの電気代と水道代は自宅の灯油、電気、ガスの代金の総額より高くなりますよ。
そして、猛烈な放射線のため10年以内に癌になるでしょう。

お礼

使用済み燃料棒でもそこまで熱いのであればそれからまた発電したらいいのにと思わずにいられません。　癌にはなりたくないので質問は没にします。
回答ありがとうございました

回答No.1

noname#154769

理由は大量にありますが、まず不可能です。
アレが熱以外にどれだけの放射性物質を放出し続けていると思っているんですか。
此れ以上日本の国土を汚染させるおつもりですか。

お礼

放射性物質をばらまいたら大変ですね。放射線ならばすでに56機もある原子力発電で遮断し、またフィルタリングできる技術が開発応用されている物と思っていました。　放射線廃棄物の処理をどうしたら現実化できるか国民一同、感情的にならずに真剣に語り解決策を見いだせないと、次のステップはないと思っています。
追伸：技術の進歩に不可能はありません。