福島第一原子力発電所被災
福島第一原子力発電所被災
射能 理解
射能 解
2011.4.10
2011.7.27修 版) 黒対応版
一宮 亮 / 高 速器研究機
構
2011.7.27 修 版) 黒対応版
(ryo@post.kek.jp)
1
限知 い 欲 い
• 射線 被曝 人 人 被曝 & 射 '
得 * 射線 遊
伝
• 射性物質 衣服や身体 付着 ン 除
洗 必要 超 人 健
康 害 能性 いう基準 超え いう
康
遃 周 人 影響 及
花粉 う 払う 容易 除去
• 決 避 地域 来 方 差 い
い 願い
い 願い
• αα線線 γγ線線 ββ線線 射射 起起 中性子中性子 人体人体 構構 物質物質 射射 運転中運転中 炉心炉心
付近 い http://www.cs.kyoto‐wu.ac.jp/~mizuno/q‐and‐a‐20011023.html 計算 致 死量以 (100Gy) 中性子被曝 全 影響無い
2
• 今日 日 電力 30% 原子力発電 作 々 生
活 い い 方 中身 あ
理解 理解
– 誤解や無知 恐怖感 持 方 少 あ
– 逆逆 原子力原子力 携わ携わ 人々人々 批批 恐恐 ああ 非合理的非合理的 絶対絶対 全 謳
– い態度 い 思い 場 冷静
生 出 組 学び う 向 合 い 共 考え 生 出 組 学び う 向 合 い 共 考え い 思い
• 射線防護 原則8
– ALARA(As Low As Reasonably Achievable)
– 要 要 被曝 被曝 合理的 合理的 能 能 限 限 避 避
3
原子力発電 割合
各国 総発電電力量 占 各電源 発電 割合
電気 業連合会Web 転載
http://www.iae.or.jp/energyinfo/energydata/data3030.html
&財' 総合工学研究所 Web 転載
http://www.fepc.or.jp/present/nuclear/setsubi/index.html
• 原子力発電 無 場合 現 中国 う 石燃料 大量消費社会 羽目 石燃料 資源枯 大気汚染 問題 依然
ン電力 原子力発電量 賄え 総出力 遉 い い
4
• 少 風力 陽 地熱 現時点 代 出来 規模 い
• 長期的 色々 能性 考え 現時点 廃 出来
状況 い
原子力発電 原理 構造
• ン 分裂 利用
– ン235 熱中性子 吸 分裂
中性子
減少 質量分 熱 発生
MeV 200
~
139 2
95
235
n I
Y n
U ( 分裂 一例)
• ン1mol (235 ; /2cm3 ;PET 蓋 大 ) 発生
534万kWh 熱 発生 100万kW 原子力 ] kW [ 10 34 . 5 ]) kWh/eV [
10 5 . 44 ( ]) [ 10 6 ( MeV
200 23 個 27 6
( 分裂 一例)
中性子
534万kWh 熱 発生 100万kW 原子力 発電所1.5時間分 発電量 相当(熱効率8約30%)
( 分裂 例)
– 原子力発電所 発生熱 水蒸気 作 ン 回 発電
5
• 全 水蒸気温度 力 設
あ 火力発電所(50%超 ' 熱効率 高 い
原子力発電 全性確保策
• 物理的封 込 • 分裂 応 自己 性
• 物理的封 込 分裂 応 自己 性
http://www.chuden.co.jp/torikumi/atom/more/safe_shikumi.html
中部電力Web 転載
• う 現 原子力発電所(軽水炉) 原発 黒鉛炉 遊い 構造的 原理的 全 う 作 い
今回 東 地方大地震 地震自体 大津波 冷
機能喪失 福島第 原子力発電所 深刻 態 機能喪失 福島第一原子力発電所 深刻 態
– 以外 東 地方 原子力発電所 必死 力 全 維持 い
実 6
射能 射線
• ン ン撮影 射線(X線)
ン温泉 湯& 中 ン ' 射線 出 射性物質
出 8 原子力 面集 2009 6-1
http://www.fepc.or.jp/learn/houshasen/houshanou/index.html
• ン温泉 湯& 中 ン ' 射線 出 射性物質
– 厳密 あ 射性物質 射能 ぶ場合 あ
7
射線 種類
出 原子力 面集2009 6 2
• ン ン撮影 鉛 ン X線 遮
蔽
出 8 原子力 面集2009 6-2
• 原子炉 炉心 水 覆わ い 運転中 立
出来 8
い
• 扱う数 範 大 い k( ), ( '
補 使用
補 使用
– G & '109 = 1,000,000,000 = 10億
& ' 6 万
– M& '106 = 1,000,000 = 100万 – k& ' 103 = 1,000 = 1千
& ' 10 3 0 001 1千分 1 – m& ' 10‐3 = 0.001 = 1千分 1
– & ' 10‐6 = 0.000001 = 100万分 1 n& ' 10‐9 = 0 000000001 = 10億分 1 – n& ' 10 9 = 0.000000001 = 10億分 1
• 欧米欧米 1,0001,000毎毎 言葉言葉 換え換え &&thousand, million, trillion,...)thousand, million, trillion,...)
• 東 10,000毎 言葉 換え (万 億 兆 京 ...)
9
射能
• 射能 測 & Bq '
射能( 射性物質' 射線 出 能力 表 – 射能( 射性物質' 射線 出 能力 表
射線 射性物質 崩壊 発生
/ 間間 射性物質射性物質 崩壊崩壊 数数 表表
http://www.mhi.co.jp/atom/column/radiation02.html
• 泉 朝温泉 ~9 000Bq/L 20 000L 浴槽 180MBq 朝温泉
10
• 泉 朝温泉 ~9,000Bq/L 20,000L 浴槽 180MBq.
• 60%塩 肥料 ~9,600Bq/kg 20kg袋 192kBq.
射性物質 崩壊 減少
• 半減期 短い 質量 多 射線 出 (比 射能 大 い 言う'
出 8 原子力 面集2009 6-3
半減期 短い 質量 多 射線 出 (比 射能 大 い 言う'
• ン う 半永久的 あ 相対的 射能 量&比 射能'
少 い
11
射線
• 射線 測 / & Gy)
–
1kg あ 1 吸 線量
( 吸 線量 ) いう 物質や組織 射線
い吸 あ わ
射線 測 &
• 射線 測 0 & Sv)
–
1 γ 線 人体 組織 生 生物
学的影響 組織 射線 量 う 人体
学的影響 組織 え 射線 量 いう 人体
射線 影響 部 や 射線 種類
異 γ 線 基準 い 生物 対
異 γ 線 基準 い 生物 対
影響 あ わ 使う
• γγ線 中性子線 陽子線 重 ン線 方 10倍以 人体
影響 大 い 用い 効果的
治療 出来
12
射線 人体 え 影響
射線
– 紫外線 様 物質&人体'中 原子 電 & ン '
体 細胞 損傷 細胞分裂 阻害
• 人体 細胞 DNA 損傷 細胞分裂 阻害
• 細胞分裂 活発 臓器 影響 大 い
• (骨髄&造血' 腸壁 生殖器) 乳幼児
• (骨髄&造血' 腸壁 生殖器), 乳幼児
– DNA 自己修復機能 あ
• 概 1Sv/h程度 線量率 傷 DNA 大多数
回復 学的 影響 い い
(東大病院 射線 中 惠一 生 '
– DNA 修復 起
確率的影響&晩発 害'
修復 起
• 発生 原因 能性 あ &学問的
仮説 段階 あ 注意 '
出 8筑波大学 明康郎 生 射線 基礎 応用 p37 引用
確率的影響&晩発 害'
– 大線量 被曝 場合 修復 追い い
13
確 的影響&急性 害'
大線量 被曝 場合 影響
(確 的影響'• 数十Gy以 : 神経中枢 破壊
数日 死亡&神経死'
• 5‐15Gy: 腸管出血 約1逬間 死亡&腸死'
• 1‐10Gy: 骨髄造血機能減少 約1 死亡
臨界 故 – JCO臨界 故
• A 820Gy (死亡'
• B 810Gy (死亡'
• C : 4.5Gy (生 )
• 0.5Gy: 血中 ン 球 減少 ( )以 確率的影響
• 0.1Gy(Sv)以 確率的影響 考え ば良い
14 出 8筑波大学 明康郎 生 射線 基礎 応用 p38 引用(孫引 '
射線量 険度 比例 ?
(確率的影響'• 前述 う 線量率 傷 い DNA 殆 自己修復機能 回復
あ 確率 修復 起 癌 引 起 い 説
あ 以外 影響 方 大 良 分 い
あ 以外 影響 方 大 良 分 い
– 射線防護 影響 大 見積 少 い線量
被曝 線量 比例 険 増え いう 全基準 立 い
• 大線量 時 用い 推 全致死 ン 確率* : ~5 x 10-2 /Sv
• 10mSv被曝時 致死 ン 発生率 約30%(日 人) ⇒30.05%
S 被曝時 致死 ン 発生率 10 6増
• Sv被曝時 致死 ン 発生率 10-6増
数 う え ば良い ? 数 う え ば良い ?
15 出 8筑波大学 明康郎 生
射線 基礎 応用 p40 引用
*ICRP Publ. 60 (1990勧告) 目確率係数[normal fatality probability coefficients]&全集団&公衆''9
余剰絶対 (EAR) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC283495/
10 ‐6 (100 万分 1) 険& ~100 Sv '
• 何 何 や や や や あ あ
出 射線8筑波大学基礎 応用明康郎42生 引用• 比較 評価 断
– 持 続 健康 悪影響 大 い!
射線 基礎 応用 p42 引用
持 続 健康 悪影響 大 い!
• Quality of Life
実 々 表現
16
• 実 々 表現 8
• 99.9999% 全
• 1億0千万人中 約120人発症
射線 比較
• 少量 薬 多量 毒
比較 う
比較 う
–
推 致死量 ( 経口 ) 人 5 ~ 8g/kg
• 人 300g‐500g 致死量 6‐
• 人 300g‐500g 致死量 6‐
10L.
–
結 防 射線検診 0.05mSv 致死量 (5Sv)
10 万分 1 → (5%) 0 1 l 相当
10 万分 1 → (5%) 0.1ml 相当
–
X 線 CT 被爆 量 6.9 m Sv 致死量 (5Sv) 700 分
1 → (5%) 14ml 相当
1 → (5%) 14ml 相当
–
教育 射線従 者 一 間 被爆
許容 い 大量 50mSv 致死量 100 分 /
→ & 5%) 100 l 相当
→ & 5%) 100ml 相当
管理 い 限 十分 余裕
• 管理 い 限 50mSv 十分 余裕
持 全 量 あ 分
17ば 現 (4/10) 射線量
原子炉 出( ン ' 影響
降雨 大気中 物質 降 降雨 大気中 物質 降
4/9 降雨 う線量
増 見 い
• 高 機構(KEK, 茨城県 ば 大穂' 3/16 連続測 結果
今後 新 出 無 限 調 減 想
http://rcwww.kek.jp/norm/
– 今後 新 出 無い限 調 減 い 想
• 積算線量 計算 (全期間 ~0.2 Sv/h 均近似): – 0 2 Sv/h * 24[h/day] * 30 [day] ~= 150 Sv
– 0.2 Sv/h 24[h/day] 30 [day] = 150 Sv
10-6 (100万分 1) 険 (前々頁) 18
食品 水 被曝 い
• 射性物質 体 入 場合 崩壊 排出 体 被曝
続 体外被曝 比 比較的 険 い
• 影響 い Sv 評価出来 う 間遊 遃小評価 い う 換
算係数 あ 厚生労働省web: http://www.mhlw.go.jp/stf/houdou/2r9852000001558e‐img/2r98520000015cfn.pdf‘
– 素131(茨城県産検体 一 厚労省) 4100 Bq/kg>2000 Bq/kg(暫 基準値'
– 人 (8日 半減期 考慮 ' 射性物質量 ン 毎日 均20g 食
– 4100 Bq/kg * 20g/1000g * 1.6 x 10‐5 mSv/Bq [実効線量 換算係数] = 1.3 Sv.
– 4100 Bq/kg * 20g/1000g * 3.2 x 10‐4 mSv/Bq [甲状腺 等価線量 換算係数]=26Sv.
• 以 う 暫 基準値 数倍超遃 食物 摂 時 10‐6(100万分
1' 程度 分
• 今 府 言う 直 健康 影響 い
• 今 府 言う 直 健康 影響 い
– 確率的影響 大限考慮
• 繰 返 言い 要 被曝 能 限 避 方 良い
い 持 続 健康 悪影響 大 い!
– い 持 続 健康 悪影響 大 い!
• Quality of Life
19
( 部被曝 計算方法 http://guskant.github.com/bgs/efficace.html 詳 説明 あ
日常生活 射線被爆量
自然界 ,,
1mSv/ – 10mSv/ 幅 あ
⇒ 10mSv/ あ
癌 発生率 差 い
• 致死量致死量 3‐5Gy(=Sv3 5Gy(=Sv, 半数死亡半数死亡)) 一 間間 自然自然 射線量射線量 2,0002 000倍倍
• 治療 照射量 40‐80Gy
• ン温泉 多 数μSv/h 一番 1/10程度
• 間数mSv程度 遊い 癌 発生率 影響 見え い い &統計 実'
• 間数mSv程度 遊い 癌 発生率 影響 見え い い &統計 実'
20
射線防護 1原則
http://www.rist.or.jp/atomica/data/pict/09/09040109/01.gif 21
一家 一 射線検出器 理想
原子力機構 家庭用 射線 開発例
簡易 射線測 器 学校
簡易 射線測 器 学校
教育支援 目的 業
貸出 小学生 中 学生 高校生 学校等 限
1. 価 あ &製作費 目 一万 超え い'
2. 自然 射線 知覚 感度
学生 高校生 学校等 限 了承 い
http://hakarukun.go.jp/index.html
2. 自然 射線 知覚 感度
3. 射線 異常 昇 知覚 &緊急時 警報機 機能
'
4. 等 強 動作 保証
5. 測 値 意味 限 明確 あ
持 意味 無
持 意味 無
22 http://rphpwww.jaea.go.jp/senryo/research/meter-1.htm
持 い 意味 無い 持 い 意味 無い
測 値 評価出来 知識 & 目的'
測 値 評価出来 知識 & 目的'
• 射線 射線 射能 射能 人体 人体 確 確 的 的 影響 影響 え え 十 十
分 理解 い 誰 計算 能
• 一方 方 福島県 福島県 避 避 域以外 域以外 日 日 全国 全国 射線量 射線量
食物 水 部被曝 含 十分 確率的影響
考慮 ば良い
所 大限見積 万分 級 あ
• 所 大限見積 万分 1 級 あ
新 出 起 ば 射線量 減少
行 期待
行 期待
– 被曝 要 あ ALARA (As Low As Reasonably Achievable) 原則通 能 ば減 方 良い 確
避 い時 冷静 断
う & 想 被害 高々 程度 いう考え 持 状況
断 ば 回避出来 '
断 ば 回避出来 '
– わ 避 う 関東 東 地方 基準値以 農
水産物 え敬遠 地震 被災者 経 的復興 妨 い いう 実 認識 理性的 行動 願い い いう 実 認識 理性的 行動 願い
23
Appendix pp
24
参考
• 射線 扱 基礎―第1種 射線 扱主任
射能 考え 険 克服 [講
• 射線 扱 基礎―第1種 射線 扱主任
者試験 要点 [ 行 ]
•日 協会 (編集)
• 射能 考え 険 克服 [講
談社 B568] (絶版?)
•森永晴彦(著)
• 射線 扱主任者試験 参考書 射線 射能 い 知識 万遂 記述 い 勉強 い
•1984 書 容
今 新鮮 提言 満 い
• 体的 う 方策
25
万遂 記述 い 勉強 い
験 良い &合格 実
習 出来 '
• 体的 う 方策
射能 険 克服 う
神 言わ あ う あ *
• 約50億 前 銀河系 巨大 星 死
超新星爆発 起 空間 水素 超新星爆発 起 空間 水素 雲
• 水素 塵 雲 自 重力
縮 高温
• 約46億 前 中心温度 100万度 遉
時 水素 融合 始 高温高
膨大 う
陽 誕生
陽 ©NASA
陽 誕生
陽陽 原子力原子力 陽系陽系 源源 いい
ばば 生物誕生生物誕生(((40(40億億 前前)))) 今今 長期間長期間 渡渡 地球地球
育 能
育 能
温泉や火山温泉や火山 源源 ああ 地球地球 地熱地熱 然然 射性元素射性元素(( 射能射能)) 崩壊熱崩壊熱 大半大半
*創世記1.3 26
地震地震 原因原因 ンン 移動移動 源源 源源
原子力 歴史&黎明期'
• 1895 ン ン 真空管( 管)
陰極線 研究中 X線 発見
• 1896 机 引 出 ン鉱
石 写真乾板 入 い 写真乾
板 感 知 射線 発見
板 感 知 射線 発見
• 研究 興味 持 婦人
ン鉱石(貨車2 分!)
©wikipedia
ン鉱石(貨車2 分!)
分 行 (1898 )
– 射能射能(Radioactivité)(Radioactivité)やや 射線 い 用語
©wikipedia
ン & ン鉱石' 27
http://uranglass.gooside.com/UranHistory/UranHistory.htm
原子力 歴史&黎明期'
• 1900 前後 後 華々 い発見 連続 あ
ン ン 物理学賞 第 号
ン ン 物理学賞 第一号
賞 以来 半数以 関係 研究結果
• 人類 歴史 変え 時代
–
1895 ン ン X 線 発見
–/ / 900 900 ン ン 量子論 量子論
–
1905 ン ン 相対性理論
1930 ン ン ( 速器 ) 発明
–
1930 ン ン ( 速器 ) 発明
–
1933 ン 崩壊理論
28
分裂 発見& 1939 '
• 歴史的背景: 1939 9 ン 逭攻 開始 第 世界大戦 始
1939 1 2日 人物理学者 ン 賞
– 1939 1 2日 人物理学者 ン 賞
賞会場 亡 婦人 人 あ
権 帰
人追 全体的 学的 態度
– 人追 全体的 学的 態度
時期 研究 あ 逭 一方 亡 物
理学者 武装 恐 開発 新
書 送 (1939 10 ) ン ン'
書 送 (1939 10 , ) ン ン'
• 人人 学者学者 ンン ンン
– 中性子 照射 ン 中 発見
•
– 分裂 推 開 測
•
分裂 2 3個 中性子 発生 指摘
– 分裂 2‐3個 中性子 発生 指摘
→ 分裂 連鎖 応 実現 能性
http://kan5.sakura.ne.jp/gosan/kouwa/2007/2007_02/index.html 表 転載 29
ン ン計画 初 原子炉
• 1941 11 ン ン計画開始
– 秘密研究所(現8 国立研究所)
立 将軍指揮 多 物理学者& ン
立 将軍指揮 多 物理学者& ン
) 動員 兵器 開発 逭
• 19411941 1212 日米開戦日米開戦
• 1942 12 2日 大学 運動場 地 実験室 ン
分裂 連鎖 応 遉 原子炉第一号& 1'
– 研究 ン ン計画 支援 行わ 後 手
大型 原子炉( ン 炉) 作 生産 逭
1 1
http://kan5.sakura.ne.jp/gosan/kouwa/2007/2007_02/index.html 表 転載 30
© Argonne National Laboratory, U.S. DOE
ン ン計画 疑心暗鬼 時代
• 1943 1 理 学研究所 仁 芳雄博士 中心 号計画
開始 ン 熱 散法 ン製造
開始 ン 熱 散法 ン製造
– 並行 京大 荒勝文策教授 F研究 ン濃縮 組
い 終戦時 実用 程遠い あ
– 研究 当時 日 原子物理学者 総動員 湯 秀樹
含 い
• 1943 8 米大統領 英首相
• 1943 8 米大統領 英首相
協 締結
– 原爆原爆 互い互い 対対 使わ使わ いい
– 方 意 い限 原爆 第 国 使用 い
– 方 合意 い限 原爆情報 第 国 え い
– 5 目
• 1944 9 米大統領
英首相 国 管理 提唱 拒否
英首相 国 管理 提唱 拒否
31
ン ン計画 原爆投
• 1945 5 戦 終結
• 19451945 77 1616日日 初初 実験実験(( 型型))
行わ 実験
– 型 原爆 長崎 投
– 広島( ン型) 実験 初爆発
• 1945 8 6日広島 ン型原爆投
– 仁 芳雄博士 数日後 東京 現地入 ン 射能
確認
• 1945 8 9日長崎 型原爆投
• 1945 8 9日長崎 型原爆投
32
©wikipedia
冷戦 散
• 1949 8 連 初 原爆実験
• 1952 10 英国 初 原爆実験
• 1957 7 国 原子力機関&IAEA)設立
初 爆実験
• 1960 2 ン 初 原爆実験
• 1963 8 米英 部分的 実験禁 条約 署
1964 10 中国 初 原爆実験 ン 履 開発
• 1964 10 中国 初 原爆実験9 ン 履 開発
• 1968 7 散条約&NPT) 米英 62 国 調
• 1974 5 ン 初 実験
• 1974 5 ン 初 実験
• 1976 6 日 NPT 盟&批准' &署 1970 2 '
• 19921992 33 中国中国 NPTNPT 盟盟
• 1992 9 ン NPT 盟
http://kan5.sakura.ne.jp/gosan/kouwa/2007/2007_02/index.html 表 転載 33
NPT & 散条約' ?
• 1967 1 1 日時点 兵器 保 い 米 英
仏 中 国 現 国連 全保 理 会常任理 国
仏 中 5 国 ( 現8国連 全保 理 会常任理 国 )
兵器保 国 以外 国 兵器
領 製造 禁 :5 国 既得権 維持
領 製造 禁 :5 国 既得権 維持
• 現 盟国 :190 国
兵器 棄 開発計画 棄
– 兵器 棄 開発計画 棄
– 非非 盟国8盟国8
• ン 1974 実験
• ン 1998 実験
保 疑惑
• 保 疑惑
• 朝鮮 2006 実験
©wikipedia34
原子力発電 歴史
世界初 原子力発電& '高速増殖炉
• 1951 12 世界初 原子力発電& '高速増殖炉
– 出力 800W &0..W電球4個分'
• 1953 12 ン ワ 原子力 和利用 提唱
• 1953 12 ン ワ 原子力 和利用 提唱
• 1955 12 原子力基 法公
– 基 方針方針 和目的和目
• 1956 5 世界初 商業炉& ' GCR(6万kW'
• 1961 8 日 発 原子炉8JRR‐1臨界
• 1963 10 26日 日 発 原子力発電 原研 動力試験炉
– 10 26日 原子力 日
5 日 日 発 商業炉 原電 東海 号炉( 万k )
• 1965 5 4日 日 発 商業炉8原電 東海一号炉(16万kW)
• 1979 3 島原子力発電所 故 1986 4 原子力発電所 故
• 1986 4 原子力発電所 故
• 1999 9 JCO臨界 故
• 2011 3 福島第一原子力発電所 故
• 2011 3 福島第 原子力発電所 故
35
JCO 臨界 故
原子力 学館(東海村' 模型
• 原子力 学館(東海村' 模型
ン溶液 手作業 大量 投入 結果
http://www.asahi-net.or.jp/~ZS2T-IKHR/article/jco6.htm 転載 36
臨界( ン 連続 分裂) 起
JCO 臨界 故 起 ?
• 厳格 法規 則 作業規則 作 教育 い
• 関わ関わ 現場現場 故故 起起
• ?
1 端 作業者 燃料物質 特性 い 十分理解 1. 端 作業者 燃料物質 特性 い 十分理解
い
2 作 人 主義 現場 い
2. 作 人 主義 現場 い
厳 作 結果 い
誰 確 知識 持 合理的 誰 確 知識 持 合理的 態度 向 合う 重要
態度 向 合う 重要
ALARA (As Low As Reasonably Achievable) ALARA (As Low As Reasonably Achievable) 原則
原則
37
駐車場 あ 誰 い速度標識
http://trafficsignal.jp/~mori/joyful/joyful.cgi?page=25
原則 原則