高速増殖炉は超危険!世界の殆どの高速炉でNa冷却材漏洩火災事故が…

高速増殖炉もんじゅの廃炉と抱合せで政府は新たな高速炉の開発を目論んでいます。ところが、冷却材として用いられるナトリウムは極めて危険で、取り扱いが非常に難しいものなのです。高速増殖炉の冷却材ナトリウムの危険性について、「動かない、動かせないもんじゅ」小林圭二著よりまとめてみました。

1. 水に触れると爆発、空気に触れて火災

皆さんの中には化学の実験でご覧になった方があるかも知れません。ご存知のように、ナトリウムには水に触れると激しく爆発的とも言っていいような反応を起こす性質があります。

その結果出来るのが苛性ソーダと水素ですが、水素は爆発する危険性のある危険な気体ですし、苛性ソーダは金属類を腐食させるという問題があります。爆発的反応ですから、非常に強い圧力が発生するので、その圧力によって、機器や配管が破損する危険性があります。

それから空気に触れると、運転中のナトリウムハ高温ですから空気と反応して燃えます。もんじゅの火災事故はこれでした。


【出典】http://hatake-eco-nuclear.c.blog.so-net.ne.jp より

2. コンクリートに触れると破壊

コンクリートに触れると、これを破壊します。コンクリートはカチカチのように見えても、実は水の働きでカチカチになっているのに過ぎないのです。コンクリートの成分の半分以上は水ですから、この水がナトリウムと反応してコンクリートを破壊します。

「もんじゅ」の事故でも、ナトリウム漏洩火災事故が夏場のように湿気が多いときに起こっていたら、コンクリートとナトリウムが接触するのを防ぐ鉄製の床を溶かして、ナトリウムが直接コンクリートの床に接触し、コンクリートを破壊し、最悪の場合、建物の破壊につながる可能性もあったのです。

日本原子力研究所に当時のナトリウム研究の第一人者だった古川和男さんという、化学の専門家がいらっしゃいました。彼はコンクリートとナトリウムの反応の実験をやってみたそうです。そうしたら、物凄い勢いでコンクリートの破片が飛び散った、はじけたって言うのですね。非常に怖かったと言ってました。

つまり、コンクリートには意外なことに穴が沢山ある訳ですから、そこにナトリウムがしみ込んで中で反応を起こすと、水素が出てきますから膨れます。この力でコンクリートが砕かれて、砕かれたコンクリートの破片が飛び散る、そんな説明をされていました。

3. 放射性ナトリウムが出来る

ナトリウムは炉内を通過するうちに中性子を浴び、強い放射性を帯びたナトリウムにかわっていきます。圧倒的に多いのは、ナトリウム24という半減期が15時間の放射性物質です。さらに、量的にそれよりはずっと少ないのですが、ナトリウム22(半減期2.6年)という放射性物質が出来ます。ナトリウムを非常に強い放射性物質に変えます。

4. 見えない中での作業が大変


【出典】http://blog-imgs-90.fc2.com より

ナトリウムハ不透明です。これは燃料交換など、炉の中の作業をする場合、水に比べたら致命的欠点になります。2,007年「常陽」で起こった原子炉容器内破損事故では、その調査が困難を極め現在も停止中です。

5. 熱しやすく冷めやすい → 耐震性を弱くする

ナトリウムの熱しやすく、冷めやすい性質は、配管や機器の耐震性を弱くする原因になります。「もんじゅ」の一次冷却系の配管と加圧水型の一次冷却系の配管を比べたのが図5です。一次冷却系の配管の断面図ですが、実際は円形のものを省略して1/4だけ図示しました。

加圧水型の場合、直径が70cm、肉厚が7cmです。非常に分厚いのです。分厚くしたのには理由があって、配管の中が百数十気圧と非常に高い圧力ですから、高圧に耐えられるように厚くしているのですが、これが結果的に地震に対して配管を強くすることにつながっています。

「もんじゅ」の場合は配管に流れているナトリウムの圧力が高くなってもせいぜい数気圧です。この配管は、加圧水型よりも一回り大きくて、直径が80cmを越えています。ところが、肉厚は僅か1.1cmで、大きな太い配管なのに薄い肉厚のペラペラの配管となっています。

このような配管中をナトリウムが回っているのですから、誰が見てもわかるように、地震に対しては弱そうです。或いは地震に限らず、クレーンでぶら下げている物をドンと当てたくらいでも簡単にへこんだりする訳なのです。

何故こんなに薄い配管したかというと、原子炉が急停止した場合に配管が破壊されるのを防ぐためです。配管の中を流れるナトリウムの比熱は水の1/4くらいしかないので、もし高速増殖炉が急停止した場合、中に流れているナトリウムの温度が急激に下がります。

配管の肉厚が熱いと、ナトリウムに接していない外側は熱い状態を保っていますが、ナトリウムに接している内側は急激に冷やされて、配管の内側が縮みます。内側は縮み外側は伸びたままでいる訳ですから、この配管の中で非常に大きなストレスがかかります。そこに表面に疵があったりすれば、それをきっかけに破壊が起こり得るのです。急激に温度変化によるストレスを熱衝撃と言いますが、これが起こりやすいのです。

肉厚のガラスに急に熱湯を注いだら、ガラスが割れるという経験を誰もが一度くらいはしていると思いますが、それと同じ現象が起こるので、それを避けるために出来るだけ肉厚を薄くしているのです。その結果、地震に弱い構造になっているということが言えます。

6. 世界の略すべての高速増殖炉で起きているナトリウム火災事故

ナトリウム漏洩火災事故は世界で沢山起きています。「動かない、動かせないもんじゅ」小林圭二著よりまとめてみました。

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