福島事故 ２０２４ その１５： 使用済み燃料プール
毎年恒例の事故の話、同じ内容になりますが、視点を変えてみる努力をしながら、問題点を挙げてみようと思います。
この図は福島第一原発の損傷状況を示しているのだそうです。
一言、「信用できません」。
原子炉の圧力容器は図のような高い位置にはありません。
燃料棒は上部のパネル６層よりも下、地表よりも下に位置します。
圧力容器内の燃料棒の位置も、下側に同じ長さの制御棒を置く空間がありません。
唯一信じて良さそうなのは、各炉の圧力容器の底には水が湛えられている事でしょうか？
燃料棒も落下した気配がない、穴なんか開いていないようです。
今回問題にするのは使用済み燃料プールの状況です。
その前に整理しておきます。
日本の原発では１３ヶ月間運転した後２ヶ月冷却期間を置いてから、３分の１の３９ヶ月間（１３ｘ３）使用した燃料を「使用済み燃料」としてプール移し、２ヶ月以上の定期補修期間を経て、新たな燃料３分の１を足して再稼働に至ります。
２～５号機の場合、炉内にセットされるのは５４８本で、運転が終わる毎に１８３本が使用済み燃料プールに移動することになります。
原発に存在する燃料棒集合体を４種類に区分して見ます。
Ａ）
３９ヶ月の務めを終えて、２ヶ月冷却後「新たに」使用済み燃料となって使用済み燃料プールに保管されたもの。
２ヶ月（６０日）冷却されて半減期が１０日未満の核のカケラ、例えば沃素１３１（８日）は崩壊をほぼ終えていますが、半減期が６０日前後例えばジルコニウム９５（６４日）は半分しか崩壊していません。
Ｂ）
使用済み燃料プールに移されてから１５ヶ月（４５７日）以上経ったもの。
ジルコニウム９５もあらかた崩壊を終えています。
このグループにはプールに移してから３０か月、４５か月以上経ったものも含みます。
１５ヶ月以上も経つと崩壊熱量はさほど大きくは下がらないと思われるので同じグループとします。
Ｃ）
新しい燃料として炉内に投入され１３ヶ月間運転されたもの。
生成された核のカケラの量はＡ）の３分の１、崩壊量も３分の１。
次の運転まで炉内に保管されます。
Ｄ）
炉内に投入されて２６ヶ月間運転されたもの。
生成された核のカケラの量はＡ）の３分の２、崩壊量も３分の２。
次の運転まで炉内に保管されます。
ここでは規模が同じで、１回に燃やす量が５４８本の２～５号機について比較してみます。
図を見てみますと燃料の発熱量の項目、４号機のプールの異様な発熱量が目につきます。
燃料棒集合体の本数も一番多い。
５号機と４号機は同規模ですから同じような本数が保管されていて良い筈なのですが４号機の方が３８５本多い。
この理由は、４号機ではシュラウドと呼ばれる炉内の水流を制御する大きな円筒の交換という大工事をしていました。
普通であれば炉内に保管される筈の３６６本の使用中の燃料棒集合体が一時保管の為に使用済み燃料プールに移されていた為です。
総本数 Ａ） Ｂ） Ｃ） Ｄ） 発熱量
（kｃａｌ／ｈｒ）
２号機 ５８７ １８３ ４０４ ０ ０ ４０万
３号機 ５１４ １８３ ３３１ ０ ０ ２０万
４号機 １３３１ １８３ ７８３ １８３ １８３ ２００万
５号機 ９４６ １８３ ７６３ ０ ０ ７０万
崩壊が進んでいるＢ）の燃料棒集合体の発熱量をＡ）の半分としてみます。
Ｃ）の発熱量は核のカケラの量がＡ）の３分の１ですから発熱量も３分の１。
Ｄ）の発熱量は核のカケラの量がＡ）の３分の２ですから発熱量も３分の２。
これをもとに各号機の発熱量（崩壊熱量）を比較してみますと全く計算が合わない。
４号機の発熱量が２００万（kｃａｌ／ｈｒ）になるなんて考えられない。
ここでは５号機の数字が正しいものと仮定して見ます。
Ｂ）タイプはＡ）の半分の発熱としていますからＡ）タイプの集合体１本あたりの発熱量は、
７０ｘ１０＾４÷（１８３＋７６３÷２）＝１２４０（kｃａｌ／ｈｒ）
Ｂ）タイプの発熱量は６２０（kｃａｌ／ｈｒ）
Ｃ）はＡ）の３分の１ですから４１３（kｃａｌ／ｈｒ）
Ⅾ）は３分の２の８２６（kｃａｌ／ｈｒ）
これを元に４号機の発熱量を計算してみると、
１２４０ｘ１８３＋６２０ｘ７８３＋４１３ｘ１８３＋８２６ｘ１８３＝９３９１１７
約９４万（kｃａｌ／ｈｒ）と計算されます。
４号機の使用済み燃料プールに存在する水の量を１２００トンだったとします。
図の左を参照すると高さにして１０ｍになりますか？
使用済み燃料集合体はプールの底にあって、高さは４．３５ｍです。
水の量が半分の６００トンになると、高さが５ｍ減って燃料棒がそろそろ顔を出す恐れがあります。
顔を出したからと言って騒ぐな、３分の１が水に浸かっていれば冷却は十分だという話はあるのですが、使用済み燃料プールに何もせずに放置するといつ頃燃料棒が顔を出すことになるのか？
使用済み燃料プールの水の温度は、冷却機能が働いていない為に１００℃になっている、今にも蒸発しそうな状態だったとして、水の蒸発潜熱は２２５４．３ｋジュール／ｋｇです。
６００トンの蒸発に必要なエネルギーは、
６００ｘ１０＾３ｘ２２５４．３＝１．３５３ｘ１０＾９ｋジュール
４号機の発熱量はジュールに換算して、
９．４ｘ１０＾５ｘ４．１８４＝３．９３３ｘ１０＾６kジュール／ｈｒ
１．３５３ｘ１０＾９÷３．９３３ｘ１０＾６＝３．４４ｘ１０＾２ｈｒ
３４４時間＝１４．３日
５ｍ減るのに１４．３日、燃料棒集合体の高さは４．３５ｍ、あと６５ｃｍ減らす事を考えると１５日以上はかかりそうです。
長々と計算してきましたが何を言いたいのか？
「４号機のプールの水が無くなる！大変な事になる！」
と考えた人がいるのです。
牛の飼育には詳しいが原子力に関しては全くの無知という経産大臣をはじめとした「悪魔の民主党」の人たちが大騒ぎを始めました。
ついには自衛隊が出動してヘリで水を落下させる事態に陥りました。
参加された自衛隊員の方々には頭が下がりますが、２～３日放っておいても、後からバケツリレーで挽回できる話だったのではないでしょうか？
５号機の７０万（kｃａｌ／ｈｒ）が正しいという前提で話を進めました。
これが正しいのかはともかく、何もしなかった３号機や５号機のプールの水はどれほど減っていたのか？
その減り方をみれば、４号機の処置が無用な作業だったかどうかがわかります。
「大変」の時ですから、万一の事を考えれば万全の処置をしなければなりません。
だからと言って長年プールの冷却を続けて来た東電は、プールの水がカラになる迄にどの程度の時間が必要かは分かっていた筈です。
水が干上がって空冷状態になったからと言って何が起きるのか？
福島の冷たい空気がプールの暖気の中に落ちて対流が始まります。
とある大学の試算では燃料棒集合体の温度は１５０℃ほどだとの計算もあったとフルタチ司会の番組でやっていました。
パンクするには程遠い温度です。
牛の飼育には詳しいオッサンは消防車に無理をさせて壊しちゃっていました。
無知は無駄を呼びます。
何でも大事を取ればよいという話ではありません。
（余談 １）
３号機の発熱量が正しいものとしたらＡ）タイプの発熱量は
２ｘ１０＾５÷（１８３＋３３１÷２）＝５７４（kｃａｌ／ｈｒ）
これを元に４号機の発熱量を計算してみると、
５７４ｘ１８３＋２８７ｘ７８３＋１９１ｘ１８３＋３８３ｘ１８３
＝４３４８０５
約４３．５万（kｃａｌ／ｈｒ）と計算されます。
燃料棒集合体が顔を出すには２４日必要。
(余談 ２）
あれこれ見ていたらこんな図が見つかりました。
某新聞社のものですが、どこの発電所の話なのかもわかりません。
こんな形式の使用済み燃料プールに水を掛けていた？
どこに掛けたのでしょうか？
混乱してきました。
（一言）
記事の更新は一日置きに行う予定です。