Ichimiya Radiation 20110410 BW

37 

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全文

(1)

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

2011.4.10

2011.7.27

修 版) 黒対応版

一宮

/

速器研究機

2011.7.27 修 版) 黒対応版

(ryo@post.kek.jp)

(2)

限知

射線

被曝

被曝

*

射線

射性物質

衣服や身体

付着

必要

能性

いう基準

超え

いう

影響

花粉

払う

容易

除去

地域

願い

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

(3)

• 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)

被曝

被曝

合理的

合理的

(4)

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

(5)

原子力発電

原理

構造

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

(6)

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

(7)

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

(8)

射線

種類

出 原子力 面集2009 6 2

• ン ン撮影 鉛 ン X線 遮

出 8 原子力 面集2009 6-2

• 原子炉 炉心 水 覆わ い 運転中 立

(9)

扱う数

k(

),

 

(

使用

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 ...)

(10)

射能

射能

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.

(11)

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

(12)

射線

射線

Gy)

 

1kg

1

線量

(

線量

)

いう

物質や組織

射線

い吸

射線

射線

Sv)

1

γ

人体

組織

生物

学的影響

組織

射線

人体

学的影響

組織

射線

いう

人体

射線

影響

射線

種類

γ

基準

生物

γ

基準

生物

影響

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

(13)

射線

人体

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

(14)

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

(15)

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

(16)

10

6

(100

万分

1)

険&

~100

Sv

出 8筑波大学 明康郎 生 射線 基礎 応用 42 引用

比較

評価

– 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%

(17)

射線

比較

少量

多量

比較

比較

致死量

(

経口

)

5

8g/kg

• 人 300g‐500g 致死量 6‐

• 人 300g‐500g 致死量 6‐

10L.

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

CT

被爆

6.9

Sv

致死量

(5Sv)

700

1

(5%)

14ml

相当

1

(5%)

14ml

 

相当

教育

射線従

被爆

許容

大量

50mSv

致死量

100

5%)

100 l

相当

5%)

100ml

相当

管理

十分

余裕

管理

50mSv

十分

余裕

(18)

(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

(19)

食品

被曝

• 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]=26Sv.

• 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

(20)

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'

(21)

射線防護

1原則

21

(22)

一家

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'

(23)

射線

射線

射能

射能

人体

人体

影響

影響

理解

計算

一方

福島県

福島県

域以外

域以外

全国

全国

射線量

射線量

食物

部被曝

十分

確率的影響

考慮

ば良い

大限見積

万分

大限見積

万分

1

射線量

減少

期待

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

(24)

Appendix

pp

(25)

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

(26)

言わ

*

• 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

• 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

(27)

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'

(28)

原子力

歴史&黎明期'

1900

前後

華々

い発見

連続

物理学賞

物理学賞

第一号

以来

半数以

関係

研究結果

人類

歴史

変え

時代

1895

 

X

発見

900

900

 

量子論

量子論

1905

 

相対性理論

1930

(

速器

)

発明

1930

 

(

速器

)

発明

1933

 

崩壊理論

(29)

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

(30)

ン計画

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

(31)

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

(32)

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

(33)

冷戦

• 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

(34)

NPT

散条約'

1967

1

1

日時点

兵器

国連

全保

会常任理

5

(

現8国連

全保

会常任理

)

兵器保

以外

兵器

製造

:5

既得権

維持

製造

:5

既得権

維持

盟国

:190

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

(35)

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

(36)

JCO

臨界

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

(37)

JCO

臨界

• 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

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

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参照

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