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)
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
• 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(
A
s
L
ow
A
s
R
easonably
A
chievable)
–
要
要
被曝
被曝
合理的
合理的
能
能
限
限
避
避
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
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 ~ 2 139 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
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
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
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
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 ...)
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.
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
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
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
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
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
10
‐
6
(100
万分
1)
険＆
~100
Sv
＇
•
何
や
や
あ
出 ８筑波大学 明康郎 生 射線 基礎 応用 42 引用
何
や
や
あ
•
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
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
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
18
10-6 (100
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 10‐5mSv/Bq [
実効線量 換算係数] = 1.3 Sv.
– 4100 Bq/kg * 20g/1000g * 3.2 x 10‐4mSv/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
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 33 5Gy(=Sv,‐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＇
射線防護
１原則
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＇
•
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
Appendix
pp
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
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
26
*創世記1.3
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
27
ン ＆ ン鉱石＇
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
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
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
30
http://kan5.sakura.ne.jp/gosan/kouwa/2007/2007_02/index.html 表 転載
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
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
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
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
34
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
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
36
http://www.asahi-net.or.jp/~ZS2T-IKHR/article/jco6.htm 転載
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
