2011年5月20日金曜日

原子力発電所の水素爆発について メモ4

原子力発電所について簡単に振り返っておきましょう。

a原子炉
マトリョーシカのような入れ子状態で大雑把に
格納容器のなかに圧力容器、圧力容器の中に核燃料棒、核燃料棒の中に核燃料がある構造
となっています。


東京電力と報道等は原子炉格納容器と原子炉圧力容器を区別していません。
しかも「圧力容器」と言う言葉は殆ど使われていません。
「原子炉」、「原子炉格納容器」とか「格納容器」とか言って一緒にしてるので、さっぱり分からなくなってる印象があります。
私もメトルダウン即チャイナシンドロームのイメージがありました。
ベントって圧力容器の圧力を下げるのはお分かりですよね?これを格納容器の圧力を下げるって言ってるんです。
専門家の先生も面倒だから格納容器っていっていたのでしょう、しかし、先生は当たり前ですがしっかり格納容器と圧力容器の区別をつけて解説なさっていました。

b原子力発電所で想定される事故
1パイプ破損などで放射能水や放射性物質が漏れる
2メルトダウン1 2重3重の安全装置をかいくぐると、核燃料棒が溶ける
3メルトダウン2 メルトダウン1により圧力容器が壊れて、燃料が格納容器に落ちる
4チャイナシンドローム メルトダウン2により格納容器が壊れて核燃料が外にでてくる

この他にチェルノブイリのように
圧力容器の核燃料暴走による爆発(水蒸気爆発)
高放射性物質の広域への飛散
があります。

c現状
1号機でメルトダウン1(+圧力容器へのパイプ破損の可能性が高い・・と言うより破損)
2号機でメルトダウン2(+格納容器にある圧力調整プール破損)
3号機でメルトダウン2(+爆発で使用済核燃料格納プールがどうなってるかわからない)
4号機 冷温停止 懸念材料あり
爆発は起きたが多分大丈夫?むき出しプールに雷でも落ちたら?
まあ、東電さんは専門家だから・・
5号機 冷温停止
6号機 冷温停止
17日のニュースを聞くと1、2、3でパイプ破損が起こっているようです。
4、5、6で起こっていないとは言い切れません。(起こっていると考えるべきなのでしょうね。)

乾式キャスク建屋(使用済核燃料保存施設)
3月31日現在
プレスでは「パトロールを実施したところ、外観目視点検の結果異常はなく、今後詳細に点検します。」
となってます。
?地震や津波の後、乾式キャスク建屋の中を確認していない。
(間違えだといいが・・・放射能が強くて入れない?)
まったく話題になっていませんが・・・
なにか、わざと分かりにくい言葉を使っているように思える。

d?他に注意すべき点は?何かあるかもしれない。


(以上日付は少し古くなりましたが、そのままにしておきます。

e安全神話
非常用復水器と「原子炉隔離時冷却系」があって、ともに電源がなくても圧力容器を冷やせる「最後の砦的なシステムのようです。
非常用復水器は古いタイプ1号機用ということですね。
これらが、絶対動くことが保証されて「安全神話」になると思います。
しかも、たぶん保証されても安全「神話」でしかないのでしょう。(絶対壊れないものなどないからです。)

自治体は住民の生命や財産を原発から守る責任があります。
原発から住民を守る義務があります。
「無責任東電」に任せっ切りにするのは東電と同じくらい「無責任」だってことになります。
自治体は原発を監視する義務があると思います。




たぶん、まだまだ知っておかなけばならないことがあるとおもいますが、私にはこれで限界です。
さて、本題です。

. 312

 312日は1号機の爆発もあり、東電から14のプレスが出ています。

第1報要旨
「0時現在
1号機 非常用腹水器は動いています。避難指示が出てます。
2号機 原子炉隔離時冷却系は止まってます。避難指示が出てます。
3号機 原子炉隔離時冷却系は動いています。放射能水は漏れていません。」

11日午後9時55分発表のプレスでは1号機について非難指示について触れていませんので何か起きたのかもしれません。
  

第2報要旨
 「1号機原子炉格納容器内の圧力が上昇してきています。再度、午前0時49 分、原子力災害対策特別措置法第 15 条第1項の規定に基づく特定事象(格納容器圧力異常上昇)が発生したと判断しました。 


格納容器と圧力容器を区別しないと意味が「わからない」と思いませんか?
この時の格納容器とは圧力容器のことです。

そしてこの情報は…

「何だかわからないけど(理由はあとでわかります)
1号機原子炉「格納容器内の圧力」=「圧力容器の圧力」が上昇してきている
ので、しかたないから、総理大臣に連絡しました。」
ってことらしい。

私が何故「彼らが現象の原因がわかっていない」と思ったかを説明します。

まず、ネットニュースで非常用復水器の運転状況を確認しましょう。

***********************************

11日

午後2時52分 非常用復水器が自動起動
午後3時ごろ  復水器が停止。原子炉圧力の低下に伴い、手動で弁を閉鎖?
その後、弁の開閉を繰り返した可能性
午後3時35分 津波到達、全電源喪失
午後6時10分 作業員が手動で弁を開き、復水器起動
午後6時25分 手動で弁閉じ、復水器停止
午後9時半   手動で弁開け、復水器起動

12日

午前1時48分 復水器に給水するポンプの故障を確認。復水器停止

************************************


復水器故障の原因はこのポンプなのでが、何故ポンプがあるのかは後で説明することにして・・・

2号の情報は

0時49分にメルトダウン1(or核燃料の暴走爆発)が起こりそうなので総理大臣に教えました。」ですので、
0時49分前にポンプは故障していたと思います。

1時間ほどたった1時48分にポンプの故障がわかって、
復水器が熱くて
「とても危ない」
ので復水器を止めたと想像します。


非常用復水器の概念図を確認しましょう。


図には、非常用復水器にポンプらしきものは無いが?何が故障して止めたのでしょう。
ポンプが止まって何故「非常用復水器」を止めるのか?

ですが・・・

非常用復水器は8時間動くようです。たったの8時間ですが・・・

概念図をみると非常用復水器の水を蒸発させ大気へにがして、結果的に圧力容器を冷やしているようです。
8時間以上、復水器を動かすにはポンプで復水器に水を加えると考えられます。
最終安全装置はポンプになるようです。


そのポンプが壊れた?

ポンプが壊れて0時49分に
「非常用復水器は動いているのに圧力容器の圧力が上がる?おかしなことが起こった。」ので「念のため」総理大臣に連絡したのです。
(原因は非常用復水器の水がなくなり、圧力容器が冷やせなくなったのです)

非常用復水器を止めたのは1時間ほど経った1時48分です。

この間、非常用復水器に「異常」があることがわからなかったことになります。

原因は?
非常用復水器の温度を見ていなかった?
異常があったら、現場に行けの原則を無視して考えこんでいた?


1時間以上、圧力容器の圧力が何故上昇上するか分からなかったのです。分かっていれば命綱である復水器を止めて守れたはずです。恐らく、このとき復水器は完全に壊れてしまったのです」推測ではありますが…(可能性はかなり高い)

・・・・・・

厳しいですけど、いずれにしても一般電気設備の管理者としても失格です。

よくはわかりませんけど・・・・
非常用復水器を1時48分に止めることができて「命が助かった」のかもしれません。
復水器から高温・高放射能水が吹き出る(こんなのですまないでしょうけど)おそれがあったと思います。


しかし、不思議なのはこの間、非常用復水器の操作がなされてないことです。
しかも担当者が操作の意味を知っていればすぐ気がつくはずなのですが…
何故、気が付かなかったのか?
マニュアルの内容を見ないと、このあたりちょっと私にはわかりません。
本当に、ただの手順になっているのかもしれません。
それならば、作業員の質が問われます。(電気関係の資格を何も持っていないとは考えたくないのですが)


マニュアルなんか隠す必要もないので、マスコミ関係の方なら調べられると思います。
メトルダウンは、この非常用復水器が壊れたために起こったのですから
明らかにする必要があります。
マスコミさんは
午前1時48分に復水器停止した理由を確かめる義務がありそうです。


1号機については
「非常用復水器は津波で動作は不安定だったけど、その後の努力でちゃんと動いた。しかし、想定外のポンプの故障で壊れてしまいました。」
と言うことらしいです。
ならば、東京電力は、メトルダウンした理由を十分知っている訳です。



第3報要旨
「ベント実施のお知らせ、原子炉隔離時冷却系で注水が確認できない号機についてベントを行うこととしました」
 1か2号機か(or両方か)はっきりしません。
(1、2、3号のことだったようです。ドサクサにまぎれて全部ベントしちゃえ!ってことかも)

第4報要旨
4時現在の状況として
1号機の非常用復水器は止まっていますが、格納容器の圧力と水位は安定してます。国から避難指示がでました。避難指示が半径3kmから10kmへ広がりました。
2号機、原子炉隔離時冷却系で原子炉に注水をしておりましたが、現在、運転状態は不明でありますが、仮設電源により原子炉水位は確認でき水位は安定しております。その後、原子炉隔離時冷却系の運転状態が確認できております。

1号機の記述は間違ってないのでしょうが・・・意味不明です。
2号器も意味不明です。(ほとんど原文)
なにか、あわてているのかもしれません。
  
 避難指示は、予想をふくめたメルトダウン1やメルトダウン2が前提だと思われます。
 メルトダウンは、まず、圧力容器の中で起こる(メルトダウン1)ので、格納容器の状態など、どうでもよいと思うのですが・・・?
 繰り返しますがそもそも正確に伝える気がないと思います。
 
 この情報と非常用復水器の運転状況からわかることは?
 圧力容器を冷やす非常用復水器がポンプが壊れて止まっていることですね。
 ポンプなんて、調達できるでしょうからポンプが止まっている間に「非常用復水器が壊れてしまった」ことになります。
 非常用復水器が動いていないことが「恐ろしくて」書けなかったかもしれません。
 私は常識的に「非常用復水器が壊れてしまった」と解釈します。 
 
 このプレスは
 
 圧力容器が冷やせないからメルトダウン1が起こったかもしれない。
 メルトダウン2で圧力容器が壊れて格納容器に落ちるかもしれない。
 だけど、格納容器の状態はメトルダウン2が起こった状態ではありません。
 
という内容らしい。

 この時点で圧力容器を冷やす手立てがなくなった訳ですからメルトダウンは覚悟したはずです。
 
 
 記者会見だって開かれていたはずと思いますが・・?
 東電は記者会見でなんて言っていたのか不思議です?。
 当然、現場で非常用復水器が使えるのか確認してるはずですし・・・?
 …
 不思議じゃないか東電が適当にごまかしていたと解釈すべきなのでしょうね。

 2号機については、「原子炉隔離時冷却系が動いた」ということのようですが、なにかあわてているように思える。…


長くなりすぎましたのであとはメモ5で続けることにします。


… 

被災者された方々にお見舞い申し上げます。 

2011年5月18日水曜日

原子力発電所の水素爆発について メモ3

被災された方々にお見舞い申し上げます

メモ1をご覧下さった方々にお礼申し上げます。

3月11日のプレスについて、見落としがありましたので、付け加えたいと思います。
また5月17日に東電から情報がもたらされました。
マスコミは、「1号機の操作ミスがあったのでは?」基調の報道になりました。(残念です。)
問題は、原子炉3機の内2機つまり、2/3の確率で非常用復水器や原子炉隔離時冷却系が動かなかったことだと私は思います。
近年、非常用復水器や原子炉隔離時冷却系で信じられない内容の事故が起こっています。

リレーを「間違って?」外してしまった。配管の弁が外れていた。とか・・・

原子炉の安全神話は、

電源が失われても
圧力容器を冷やすことのできる

「原子炉隔離時冷却系」が正常に動作する

ことで成立すると思います。

今回の事故(人災)をうけて、常識的には動いている原子力発電所を全部止めて「非常用復水器や原子炉隔離時冷却系」の検査を行うべきです・・・
とても政治的にこうした判断はできないでしょうけど。・・
唐突感のあった浜岡原子力発電所の運転停止は理論的、極めて現実的な選択だったと今は思えます。(良いか悪いかは別ですが・・)

1. 3月11日
 この日の第4報
について見落としがありました。(しろうとの悲しさ)
見落としたのは2号機についてです。
1と2号機の記述を比べて見ましょう。

1号機(停止中)
・原子炉は停止し、非常用復水器で原子炉蒸気を冷やしております。
・現時点において、原子炉格納容器内の冷却材漏洩はないと考えております。

2号機(停止中)
・原子炉は停止し、原子炉隔離時冷却系で原子炉に注水をしておりましたが、現在、運転状態は不明であり、原子炉の水位低下により、放射性物質が放出される恐れがあるため、半径3km以内の地域住民に対して、避難勧告が自治体から出されております。

2号機について私なりに解釈すると
「原子炉隔離時冷却系の運転状態は不明で止まっているかもしれない?原子炉圧力容器の核燃料棒がとけチャイナシンドロームが起きる可能性もあり放射性物質が放出される恐れがあるため、町長さんが地域住民に避難勧告をだしました。」
となりました。

「現時点において、原子炉格納容器内の冷却材漏洩はないと考えております。」との記述は2号機以外6号機まで丁寧についてます。
冷却材はもちろん放射能水のことです。
この時点、2号機で放射能水が「漏れているかも」か「漏れるかも」しれないと考えていることになります。
この時点では1号機ではなく2号機が問題だった訳です。

2 マスコミで取り上げられた事象について
事象はネットでひろったものですので新聞等で確認お願いします
東電によると
11日
午後2時52分 非常用復水器が自動起動
午後3時ごろ  復水器が停止。原子炉圧力の低下に伴い、手動で弁を閉鎖?
※その後、弁の開閉を繰り返した可能性
午後3時35分 津波到達、全電源喪失
午後6時10分 作業員が手動で弁を開き、復水器起動
午後6時25分 手動で弁閉じ、復水器停止
午後9時半   手動で弁開け、復水器起動
11日午後9時半に復水器が起動したことになってます。


午後3時ごろからの「弁の開閉」の繰り返しはマニュアルに則した操作のようで、弁の開閉で圧力容器の温度を調整するためのようです。
理由を詳しくはしりませんが、温度の急激な変化は金属の伸び縮みを伴いますし圧力容器にとって好ましい事ではないでしょう。
「原発は何故危険か」(田中 三彦著 岩波新書)をお読みになった方は圧力容器がガラスのように割れるイメージさえ頭の中によぎるのではないでしょうか?
すくなくとも、1号機は原在の安全基準にはパスしない原子炉であることは想像すると思います。
作業員は極度の緊張感(命がけで)の中で、(実際、津波が到達した暗闇のなかで操作が続けられたのかわかりませんが)手動で操作されたと思います・・・
東京電力はあのように報道されるのは真意ではなかったと思いたいですが
・・もし、ガス抜きだったら東京電力はひどいことするなあ・・
私は、作業員の操作に原因を求めるべきではなく、操作をしなければならない「非常用復水器」に原因を求めるべだと思います。圧力容器が壊れるかもしれない操作を人間に強いるなんて・・
こんな非人間的な同型の原子炉は直ちに廃炉にすべきだと思います。

3 雑感
原子力発電を今後も使うなら(被災者の方の心情を傷つけととしたら申し訳ありません)
原子力発電所を止める権限を自治体に与えるべきでしょう。
点検で「非常用復水器」や「原子炉隔離時冷却系」に事故が起きたら全ての原子炉を止めて、外部機関(例えば消防)を交え或いは外部機関で原因を徹底的に調査する必要があると思います。
また、外部機関や自治体で原子炉の状態を常にウォッチするシステムも必要でしょう。
原子炉の運転状態が外でわかるようにしておくべきです。

ただの感情ですが・・
やはり、私は東京電力は信頼していません。

2011年5月15日日曜日

原子力発電所の水素爆発について メモ2

なにか、政治家は1号機の対策が進んでいると言う理由で安心感を与えてようとしてます。
「1号機のメトルダウンがわかったのは対策が進んだからだ」と言っていたように思います。
メトルダウンは2、3号機ですでに起きています。
メトルダウンによる放射性物質(恐らく2号機から)は、配線用ピットに流れででいました。
ここでは

原子力安全保安院5月13日現在の資料を中心に考えていきたいと思います。
資料(http://www.meti.go.jp/press/2011/05/20110513006/20110513006-3.pdf)は画質が悪いので別のウィンドか印刷してご覧ください。 

まず、原子力発電所の構造は複雑なので基本的な所を確認しておきましょう。

原子炉格納容器(以下 格納容器)の中に原子炉圧力容器(以下 圧力容器)があり、その中に核燃料棒、さらに中に核燃料があります。


圧力容器で水を蒸気に変えて80万キロワットの電力を得るわけで、発電時(停止時でも)は中の圧力は高圧になっています。(冷温停止は別ですが・・・それでも水は循環し続けなければならない)

1. 2.5月13日現在の状況

(今までも、多分に妄想的ですが、書いたほうがよいと判断しました。申し訳ありませんが一つの考えとしてお読み下さい)

1.1 1号機の状態
1号機のメトルダウンが明らかになりました。

圧力容器の水は核燃料棒が設置されている高さの1m下までしかないと報道されています。
核燃料は溶けて圧力容器の下に溜まり水をかぶった状態と考えられています。(ここまではよいでしょう)


報道では「圧力容器に水を給水していたので、圧力容器に水が溜まらない・・・」とのことで
圧力容器の強烈な放射性物質が外へ漏れていることになります。
NHKはわざとか?騙されたのか?圧力容器の水は圧力容器→格納容器→圧力抑制プールに漏れているイメージで報道しました。(5月13日だったかなあ)
事実は、疑わしいです。

1.1.1  放射能水は1号機から漏れているのか?
資料には
圧力容器の圧力にABがあります。
ABが具体的に何を意味しているか不明ですが圧力は上昇傾向とありますから、最高と最低なのかもしれません。
Aは0.586メガヘクトパスカルですから約5860hPaで大気圧の5~6倍
B1.396メガヘクトパスカルですから約13960hPaで大気圧の約14倍です。
一方、圧力容器を包みこむ格納容器の圧力は0.12hPaですから大気圧と同程度です。

水漏れは今に始まった分けでないはずですから・・・
圧力容器→格納容器→圧力抑制プールへと漏れれば格納容器の圧力が上がるはずです。
高温の水が吹き出しているはずだからです。(後述 2号機の状態 参照)

水漏れは、圧力容器に水を送る配管で起きていると考えるべきでしょう。
(東電もそのように考えている。専門家にとって原発のウィークポイントは配管にあるのは常織だと思います)
高放射能水が、東電が予想したように地下に溜まっていると考える(13日)の自然な発想だと思います。
事実もそうでした。(14日)
そうした信頼できない配管を使うことは原子炉の高放射能水を外に出すことですから許されません。
早急に圧力抑制プールの水を圧力容器に回す計画を立てるのは当然だと思います。

核燃料は圧力容器の下にある溜まり水の中にあるとするのは恐らく正しいでしょう。

1.1.2 圧力容器に溜まった核燃料 
資料によると圧力容器下部温度が100℃を切っています。
 だからと言って核燃料の温度が100℃位と推測はできません。
 核燃料が水を温めて圧力容器の圧力を大気圧の5~6倍にしているのです。
 この圧力は水蒸気圧です。
 これだけの水蒸気圧に対応する露点温度(このケースの場合は湿度100%ですから水の温度になります)が何℃になるか私にはわかりません。
(私の使っている計算式は圧力が高すぎておそらく意味がない)
圧力容器の中の水は高温高圧になっていると判断すべきです。
 
 この高温高圧状態は核燃料が作り出しているのです。
 
 溶けた核燃料の温度分布は水と接触する表面は比較的温度が低く、中は温度が高いはずです。
 この温度差が高ければ・・・壊れやすい・・・破裂しやすいはずです。
 壊れて、どんなアクションがあるのかないのか恐らく不明です。
 (NASAならすぐに実験するでしょうけど・・
 
 いやな想像ですが、高熱で傷ついた圧力容器がこのアクションで壊れるかもしれない。
 チャイナシンドロー厶の危険はまだ去っていないと思います。
 なた、恐らく圧力容器が壊れれば、格納容器の圧力も急激に高まります。
 その影響はどうなるのか?私にはわかりません。

1.2  2号機の状態

1.2.1 2号機は水素爆発を起さないのか? 
    圧力容器の中の温度は不明ですが、圧力容器が壊れていなければ核燃料は発熱しますから圧力容器の圧力は1号機のように高くなるはずです。
 圧力容器は壊れて、圧力容器と格納容器の圧力が同じような圧力になっていると考えるべきと思います。 
 圧力容器の圧力はABとも0.083メガヘクトパスカルで大気圧の約0.8倍、格納容器は0.055メガヘクトパスカルで0.6倍程度?
 「 格納容器の圧力が大気圧より低い」でネット検索したが事実らしい?
 気密性が保たれて入れば(真空容器のようなものなら)、中の圧力は水の飽和蒸気圧にはなりまするが??・・・
 
 機密性が高く作られるのは、考えて見れば当然かもしれない。
 (圧力が低くて空気が入り込むなら、圧力が高いと水が外に漏れ出すことになる、そんなことはあってはならない・・なるほど うまくできてる。)
 
 サプレッションプール(S/P水温)は66℃ですから、この程度なら私の使ってる計算式でも参考になると思います。
 気密性が保たれていれば湿度100%です。66℃の飽和蒸気圧は264hPa=0.0264メガヘクトパスカルとなりました。
 オーダー的にはあっています。
 窒素が入れられた形跡はないようです。
 東電のプレスをみても「1号機は窒素いれた」と書いてありますが「2号機」にそうした記述はありません。


 「サプレッションプールが壊れているかも?」との記述もあり、現実に高放射能水はピットに流れ出していますから、空気がかなり入り込んでいることになります。

 いつ水素爆発が起きてもおかしくないですね。
 東電の説明とはちがいますが、東電は起こらないと思ってるでしょうけど・・・
 (私も思わない)



1.2.2 高放射能水は漏れつづけているか?  
 サプレッションプール(=圧力抑制プール)の損傷の可能性も指摘されているが、
 格納容器(圧力抑制プールを含む)からの高レベル放射性物質の漏れは格納容器の圧力が高かった一時期で現在の漏れはあってもわずかなのかもしれない。
 ただ、圧力容器と格納容器の圧力差はほとんどありませんから、メルトダウンで圧力容器には穴が開いていると考えるべきでしょう。
 2、3号機は深刻な状態だと思います。

1.3  3号機の状態
 2号機と同じで、圧力容器は壊れているようです。
 あの爆発です。核燃料を貯めておくプールはどうなっているのでしょう?
 資料からはわかりません。
 しかし、核燃料プールは復旧作業を難しくするでしょう


  2012/2/12 コメント 核燃料をこんな簡易プールで保管するのは気違い沙汰で論外です。
          テロ対策などとりようがない。  


 こうしたプールは面倒でも何の配管も繋がっていない別の建物に移すべきですね。
 

 ・・・ まあ、原子力発電を使うならの話ですけど・・・
 
 もう、安全神話は作れませんから原子力発電はコストがかかるものになります。
 どのみち、電気料金の値上げ避けられない。
 
 現在の避難者の生活破壊は都会の便利な生活と切り離して考えるべきではありません。と思う。

 しばらく、2、3号は手がつけられませんからチャイナシンドロームが起こらないのを祈るしかないようです。
 しかし、あわててないようにもみえるので、チャイナシンドロームは起こらない自信が東電にはあるのかもしれない。
 そうなら、東電は説明すべきでしょう。
 
 ・・・東電が説明しても信じないかなあ??

(このメモ1、2は適当な時期や事実がわかれば削除するつもりです)
(3月15日に最初にUPしました)
 

原子力発電所の水素爆発について メモ1

私は「素人ながら原子力発電所の水素爆発は、タービン冷却用の水素が原因なら納得できる」としました。(偽である可能性が高かそうですが・・・)

しかし、この原子力発電所の水素爆発は東京電力等の発表や報道番組を見てもわからない。
何かイライラします。

原子力発電所の爆発事故が何かわからない原因は
事故を起こしている原子炉が4つあってそれぞれ病状が違うこと・・・
原子炉の構造が複雑であること・・・
基本的に「東京電力等の発表や報道番組が信じられない」こと・・・
私の知ろう意欲がたりないこと・・・
だと思います。

私のような「しろうと」の考えなど・・・と思っていたのですが、それではいけないような気がしてきました。
月並みですが、原発は一人一人が考えどうするか考えるべきのようです。
専門家に任せきりにしたのが、今回の人災なのですから・・・

とりあえず、避難指示が出された3月11日まで振り返ります(メモ1)。それからメトルダウンが確認された1号機等の現状を考えて見たいと思います(メモ2)。


初めに、原子力発電所の事故はどのようなことが想定されているか整理しておきましょう。

現実的な原子力発電所事故の想定は、

配管が壊れて放射性物質がまき散ること
次に、2重3重の仕組みをかいくぐって、今回のようなメルトダウン
さらにはチャイナシンドロームがあります。

さらにすさまじい現象(「原発は何故危険か」 田中 三彦著 岩波新書P79あたりから)もありそうです。

事故対応をされている方には申し訳ないですが、今のうちにどんな事が起こった、また起こりそうなのか?考えるのも意味のあることだと思います。


. 東京電力の発表「プレスリリース/ホームページ掲載情報」から
3月11日地震が発生して1、2、3号が自動停止し4回のプレスがありました。

第1報要旨
「午後2時46分頃の宮城県沖地震で、外部電源を失い、かつ非常用発電機が壊れたので原子炉を運転できない」
震度は6強程度だったようです。
非常用発電機がこの時壊れたようです。

2報要旨
1号機および2号機の非常用炉心冷却装置について、注水流量の確認ができないので、法律に基づいて念のため午後4時36 分決心して関係行政機関へ通報した」
非常用炉心冷却装置について何か説明しているようですが?

想像は避けたいのですが・・・圧力容器の温度が高くなって非常用炉心冷却装置が働いたようなので関係行政機関へ通報したと読むべきなのか?
助けがありました「原発は何故危険か」のP77あたり、ECCSEmergency Cour Cooling System=緊急炉心冷却系)は、冷却材(水)喪失がおきると、スクラム(核分裂を抑える制御棒の挿入)とともに炉内に水が注入されるシステムのようです。
これも想像ですが、「原子炉圧力容器の中の水位がさがると働くシステム」のようです。
非常用炉心冷却装置が動いた事自体が大変な事故が起きたことになります。
それも、強い余震が続く中です。

この第2報は

のことです。

3報要旨
「1号機においては、非常用復水で原子炉内の蒸気を冷やしており、2、3号機については、原子炉隔離時冷却系で原子炉に注水しております。」
原子炉は冷やしているとの趣旨のようです。
非常用炉心冷却装置が動いたのは本当だったので次のステップに移ったわけです。
(自動的こうしたステップに進むのか、何らかの判断があって進むか?私は知りません)

文章から非常用復水器と原子炉隔離時冷却系が違うことがわかりますが・・

下の図は 原子炉隔離時冷却系で、リレーをとってしまい原子炉隔離時冷却系が正常に働かなかった例を説明するために使われた図のようですです。
常織的にはリレーは交換するもので、取り去ることはありません。
申し訳ないですが・・・わざとはずした(犯罪)と私は思います。


図をみても非常用復水器と原子炉隔離時冷却系の違いがあまりよくわかりませんが、原子炉隔離時冷却系は外部電源がなくとも原子炉を冷やすことのできる「最後の砦」的なシステムのようです。
これで、だめなら後は人間がなんとかしろと言ったところでしょうか

4報要旨

1号機および2号機の非常用炉心冷却装置について、注水流量の確認がで
きないので、念のため午後4時36 分に、原子力災害対策特別措置法第15 条第1項
の規定に基づく特定事象が発生したと判断しました。
そして、水位の低下で放射性物質がでる可能性があり政府が住民に対し避難勧告をだした
と言っているようです。

このあと、1号機の原子炉格納容器の圧力が高くなってベント(圧力抜き)作業につながりました。


2 3号機の水素爆発
 その後の1、3号機の水素爆発はご存知だと思います。
この映像の現象を東京電力は、「大きな音がして白煙が上がっている」みたいな表現をしてました。


2012/2/12 コメント
今見ると明らかに水素と酸素が結合して起こる爆発とは明らかに違う


こうした、映像は国民が「経済」と「安全」をどのように考えるかの資料だと思うのですが・・・


.雑感
「非常用復水器」とか「原子炉隔離時冷却系」を検索して思ったのですが、
何と原子力発電所の事故が多いことか、火災事故も多発しています。
原子炉や発電機へ可燃物を持ち込むには担当者がチェックをしているようです。
原子力発電所における火災の発生防止対策の現状と課題 」を参照)
原子炉やタービンが収まる建物にガスボンベのような可燃物が残っているはずがないと思うのですが・・
4号機にガスボンベや油のような可燃物が残っているらしいとの報道はどこかで間違った情報が紛れ込んだ誤報(情報操作?)ではないでしょうか?


配管事故には「放射性物質を含んだ水」とやはり「水素」の漏れがあるのではないかと思います。


(5月15日に最初にUPしました 誤りがあったことをお詫びします。)










2011年4月27日水曜日

温室効果ガス(GHG)は赤外線を放射しているのか?


温室効果の説明でHOが使われる事があります。
例えば、講?社のブルー?ックスから出ている「気象?入門」です。
(まだ出版しているようだが、著者と出版社ははずかしくないのでしょうか?)

「気象学者は第2法則を知らない」と書いたのは間違いではなかったようです。

「気象?入門」は温室効果をステファンーボルツマンの法則やキルヒホッフの法則を根拠にしているようですが、それらがどのような法則かほとんど説明していません。

ここでは、ステファンーボルツマンやキルヒホッフの法則からGHGの代表である水、HOがどのような赤外線を放射するのか考えたいと思います。
ステファンーボルツマンの話は大半は繰り返しになりますので、まずキルヒホッフの法則から検討しましょう。

1.キルヒホッフの法則と温室効果
「気象?入門」ではおおまかにキルヒホッフの法則を物質Aがある特定の周波数Bの光子を吸収するとき、ABの光子を放射しやすいとしています。
そして、「気象?入門」は物質AHO)は光子Bを吸収する。吸収するのだから上空のABを放射していると根拠なく断定しています。
科学者とは思えない論理の飛躍です。(詐欺師ならウソを承知でするでしょうけど・・・)

どのような条件で放射や吸収をするのか少し考えたいと思います。

例えば、私のキーボードのわきには銀色のマグカップが見えています。
このマグカップは可視光を吸収し、吸収しなかった可視光が反射されて私に見えていると思います。
私はマグカップが吸収した可視光を放射しやすいと信じています。
しかし、マグカップが可視光を放射している所を私は見ることがないでしょう。
(ありえない。可視光は太陽から発せられたものです。つまり、常に吸収された可視光を目に見える程度放射するためには太陽と同じくらいの温度にならないといけません。そんな温度でマグカップは存在できない・・)

私の勝手なイメージかもしれませんが・・・原子核を回る電子軌道を考えてみます。

原子が特定の光子を吸収したとき電子の軌道が内側から外側に変わり、逆に電子の軌道が外側から内側に変わったとき光子を放射すると習った気がします。
2つの軌道間のエネルギー差は、一定と考えてよいでしょう。
光子のエネルギーはhνなので特定周波数の光子を吸収や放射をすることになります。
これで、特定の周波周の光を吸収する物質は同じ光を放射しやすいとのイメージができているのだと思います。

さて、吸収とは、光子が原子に飛び込みます。
原子と光子の間に特別に強い引力が働く訳ではないので現象は偶然によるものと思います。

原子集団(=物質)でも事情は同じでしょうから、物質が光子を吸収するか放射するかは基本的に偶然・確率的な現象だと解釈されます。

物質が光子を吸収や放射する場合を考えてみましょう。
環境の温度が物質の温度より高ければどうでしょう。

環境=空間には光が満ちており、その光子の数と周波数の分布は温度によって決まります。
これはステファン・ボルツマンの法則として知られています。

環境の温度の高ければ、環境には物質が吸収するのに適した光子がたくさんあることになります。
偶然・確率的に吸収や放射がおこるなら、
物質が光子を吸収する確率がたかくなるでしょう。
人間には物質が光子を吸収していると見えるはずです。
逆に環境の温度が低ければ、人間には光子を放射していると見えるはずです。

このことは環境と物質の温度が違えば、放射と吸収が同じ確率になるように環境と物質の温度は変化すると言うことです。
所謂、熱平衡状態になるはずです。(エントロピーが増大して熱平衡になる)

原子集団と環境の温度が同じなら、放射や吸収によって2つの温度が違ってくるなどということは決して起こらない。

これが、キルヒホッフの法則が言っていることのように思えます。

GHGが環境の赤外線を吸収しても、GHGが環境の温度より暖かくなることは決して起こらないわけです。

キルヒホッフの法則と「温室効果」は関係がありません。

2.ステファンーボルツマンの法則と温室効果

2ー1そもそも、ステファンーボルツマンの法則とは?
例えば、目の前に1立方メートルの空間を考えます。
こうした空間は真空でも、光子で満ち満ちています。
1つの光子はEhνのエネルギーを持っています。hはプランク定数でνは振動数です。

ステファンーボルツマンの法則は
物質と空間が熱平衡状態にあったとき、空間にどのような振動数(周波数)の光子がどれだけあるかを説明するものです。

空間が物質に放射した時、物質も空間に同じだけ放射していなければ熱平衡状態が崩れてしまいます。
こうして、物質も放射していると結論されるのです。

振動数と光子の数が分かれば、1立方m当たりにエネルギーがどのくらいあるか分かることになります。
こうしたエネルギーを全部足し合わせた結果が温度Tの4乗に比例していたのをステファンさんが実験で確かめました。

EμT^4

これが原点です。

熱平衡状態にある大きな部屋(空間)の中に小さな部屋Aがあれば、AからはT^4に比例する電磁波を放射しますが同時に同じだけの電磁波が飛び込んできます。
これがステファンーボルツマンの法則の前提なのです。

一般に言われるステファンーボルツマンの法則(?)は、
こうしたエネルギー密度の空間からは
E’σT^4
(一般的(?)に使われるσμ の関係は σ=4μ /C です。 C:は光速)
のエネルギーが放射されているとするものです。

この放射エネルギーは量子力学からではなく電磁気学から計算されているようです。

しかし、このように考えられた空間には同じだけのエネルギーが飛び込んでくる前提が抜け落ちてしまいました。
電磁気学の計算は
空間が熱平衡になっていなければ正しいとおもいます。
(厳密には非平衡の熱力学はとても難しく証明するのすごく大変なようです。証明できないかもしれません。)

電磁気学では熱平衡になっておらず

「放射源のエネルギー密度がまわりの空間のエネルギー密度より高いこと」
=「放射源の温度がまわりの空間の温度より高いこと」

が前提になっているように私には思えます。

放射冷却は放射で説明されますが・・
例えば 発信器で考えますと・・・
1.発信器の発振部と環境のエネルギー密度が同じとは発振部と環境が同じ温度だとなります。
2.発信器の温度が環境の温度と同じということは発信器の電源がOFFになっている。
3.発信器は電磁波を放射しない。

放射するにはエネルギーが必要ですが、スイッチOFFで電源(エネルギー)がありません。
発信機や環境の温度を下げてエネルギーをひねり出して放射することは第1法則=エネルギー保存則を満たしますが、第2法則に反します。

第2法則とはどのような法則か?
第2法則の1面を紹介してみます。
水1gを1℃上げるには4.2Jのエネルギーが必要です。
エネルギー保存則から、広大な海の温度を1℃下げてほぼ無限のエネルギーを手に入れることができることになります。
このエネルギーを使うと最終的に熱がでます。
この熱を海に捨て、再び海の温度を下げてエネルギーを手にいれます。
これを、第2種の永久機関といいます。
こんな都合のいい話は現実にはありません。
物理学は観測事実=経験則から広大な海の温度を下げて無限のエネルギーを手に入れることなどできない=第2種の永久機関は存在しないと第2法則にまとめたのです。

「放射冷却」は、発信器が自らの温度を下げてエネルギーをひねり出して放射していることになります。
「放射冷却」は第2法則に反する夢の発信器(第2種の永久機関)となります。

2ー2ー1空間を1度だけ温める
さて、蛇足になりますが、空間は真空とは限りません。

空間んは光があり光の形でエネルギーを持っています。
空気には窒素とか酸素があり運動エネルギーをもっています。
空間とそこにある空気(物質)のエネルギーを比べてみましょう。

ステファンーボルツマンの法則から
27℃1立方mの空間を1℃上げるのに必要なエネルギーは約 8×10^8 Jとなりました。

(ここから8×10^8 Jを計算しますが・・ 目的は数値を比べるだけなので 計算に興味のない方は2ー2ー2空間と理想気体を温める(理想気体)へ )

1立方mの空間のエネルギーをUT)とすると、これを1度上げる
エネルギーΔEUT+1)ーUT)です。

ステファンーボルツマンの法則からUT)= μ T^4ですから

ΔEμT+1)^4μ T^4≒4 μ T3
となります。

μ ≒7.6×10^ー15                                           (erg/cm^3k^4)だそうですから
   =7.6 ×(10^ー15(10^ー7)×(10^6)  (j/m^3k^4)
        =7.6 ×10^ー16                                            (j/m^3k^4) 
 
T=300k≒27℃)とすると
ΔE(300)^3≒4×.×(10^ー16)×27×(10^6) 
      =(10^ー8)  (j/m^3k)

27℃1立方メートルの空間を1℃上げるのに必要なエネルギーは約 8×(10^ー8)J(ジュール)となりました。
(10^2は10の2乗のことです。)

2ー2ー2理想気体を1度だけ温める
空気を理想気体とします。
1013hPa,27℃で1立方m中にある理想気体(N2、O2やH2など)を1℃温めるには約840J必要になります。

1立方mの空間ある常温、常圧の理想気体と空間自体を1℃上げるエネルギーはそれぞれ
理想気体=840 J
空間=8×(10^ー8) J
 ですので、10の10乗も違います。
地球上では、空間が光で持つエネルギーと物質が持つエネルギーを比べれば、桁違いに物質のエネルギーが大きいことが分かります。
理想気体の温度より空間の温度が多少高くても空間の電磁波が理想気体を温めるなど事実上ないのです。
GHGが環境の赤外線を吸収したからと言っても、もともとGHGを温めるほどの赤外線は存在せず、GHGの温度は事実上あがりません。

(840Jを計算します。計算に興味のない方は 飛ばして 2ー3シュテファンーボルツマンの法則と温室効果へ・・・)
計算しますと
1モルの状態方程式は
PVRT V=(RT/P
まず、Pを1気圧に固定して、0℃と27℃の理想気体の体積を計算します。
V/T1)=(V2/T2)でV2=V1(T2/T1)となります。
よく知られているように、1モルの理想気体は
P1=1013hPa(1気圧)
T1=0℃=273.1k
V122.4×103立方cm
だったと思いますから、
P2=1013hPa
T2=300k(≒27℃)
V2=22.4×10^3×(300/273.15)25×10^3立方cm
25×10^3立方cm1モルあることになります。

結果1013hPa、300kでは1立方mあたりある理想気体は
1(立方m÷25×10^ー3(立方m/モル)=40モル
となります。
2分子の定圧比熱は29j/モルのようですので
1モルの定積比熱はマイヤーの法則からCv=(Cp ー R 29821 (J/mol K) 
RPVRTR) 
となり、1立方メートルの空間にあるN2の温度を体積を買えずに1度あげるエネルギーΔE’
ΔE’Cv×40=21×40=840 ( J/m^3K)
となりました。
1013hPa,27℃で1立方m中にある理想気体(N2、O2やH2など)を1℃温めるには約840J必要であることになります。
一方、1立方mの空間を1℃暖めるのに必要なエネルギーは(10^-8)Jでした。
840J と(10^-8)Jです。

この違いは、空間の持つエネルギーは物質の持つエネルギーにしてみれば無視できる程度のエネルギーしかないと言うことです。

2ー3シュテファンーボルツマンの法則と温室効果
温室効果説の中にCO2が放射する赤外線が太陽放射に加わり大気を温めるとするものがあります。
「気象?入門」の他に環境省のパンフレット「温室効果のメカニズム」がそうです。

しかしCO2がなくとも、シュテファンーボルツマンの法則に従う赤外線が太陽放射に加わっています。
従ってCO2の赤外線放射で大気を温めるにはCO2の温度が大気より高くなる必要があります。

しかし、「1.キルヒホッフの法則と温室効果」で見てきたとおり
CO2は地表や環境の温度より高くなれません。

CO2が赤外線を放射しているでしょうが、もともと太陽放射に加わっている赤外線量は変わらないのです。
窒素や酸素が放射している赤外線量とCO2が赤外線を放射している赤外線量は同じなのです。
赤外線量と周波数分布は物質にはよらず、Tの4乗によって決まるのです。

シュテファンーボルツマンの法則と温室効果とには何ら関係はありません。
温室効果でシュテファンーボルツマンの法則を引き合いに出すのは失礼な話です。

3.温室効果の運命
「気象?入門」は温室効果ありきでHOに赤外領域の光子を吸収(事実)させたり放射(ウソ)させたりしています。
しかも、放射するならH2O冷えないかとの疑問を持ちます。
放射と吸収を繰り返してどうして温度が上がるのか?
エネルギー保存則から温度は上がりようがないのです。

地表付近が温まるには第一法則=エネルギー保存則から、別枠のエネルギー源が必要です。
「温室効果」と第一法則との矛盾があるのです。

温室効果ガスが大気を温めると主張するなら、そのエネルギー源を示すのは当然のことです。

結果、「温室効果」が「エネルギー源」を説明した瞬間、温暖化の原因は「温室効果」ではなく、その「エネルギー源」になってしまいます。

温室効果は、こうした常識で分かる矛盾を抱えています。
経済学者や環境活動家が温室効果を温暖化の原因と主張するのは無責任なのです。 

赤外線が滞留して温度が上がるとは、どのようなイメージでしょうか?
赤外線の量がステファンボルツマンの法則から予想される量より多くなると言うことでしょうか?
それなら事実と反しています。
赤外線量が増えているなどおきていません。

赤外線が滞留している事実を示していないのです。

.CO2が吸収した特定周波数の赤外線光子はどうなるのか?(一つの考え方として)
本来、私などが扱える問題ではありませんが・・・

赤外領域の光子はガス(単体)のCO2やHOが吸収しているのではCO2やHOの小さな集団、氷粒やドライアイス(ドライアイスは事実として存在しているようです)が吸収しているのではないかと私は思います。

大気中には個体や液体のHOCO2が浮いています。そうした粒が光子を吸収し、そのエネルギーでさらに小さい集団に分裂する。
CO2やHOの小さな集団はもともとエネルギーが不足した状態にありますから、小さくなった集団は再び結合すると思います。
これならば温度上昇はありませんので第2法則や第1法則に抵触しないと思います。

・・私はこの考え方が正しいと主張するつもりはありません。
しかしGHGが赤外線を吸収する奇妙な現象に興味を示す学者さんはいないようです。

GHGの「赤外線吸収メカニズム」が分かるまでには、時間がかかりそうです。
こうした赤外線の吸収という現象は
1法則や第2法則に従っています。

「気象?入門」は気象らしく(?)第1法則や第2法則を無視しています。



原子力発電所の水素爆発について



今回の震災についてお見舞い申し上げます。
(震災というにはあまりにも激しい現象ですが・・・)

気象とは直接関係がありませんが・・・


原子力発電所で爆発が報じられ、爆発の翌日あたりに水素爆発だと報じられたと記憶しています。
水素は原子炉から漏れ出た物ではなく、放射能漏れの恐れはないと解説されていたように思うのですが私の記憶違いでしょうか?

爆発のメカニズム(どうして爆発するほどの水素があるのか)は当然報道されるだろうと思っていたのですが、くわしい説明はありませんでした。
そして今も私には理由が納得できません。

当時、核燃料棒の破損はないとされていました。
核燃料とH2Oは直接接触していないとの状況で、水素爆発と確認されたことになります。
 核燃料棒が破損してなくとも水素が発生するなら、原子炉点検中の核燃料棒プールなんて危なくてオープンにしていられないはずです。

47日夜の民報TVの解説では、「燃料棒が破損して水素が発生したのではないか?」との解説がありました。
専門家からすれば、燃料棒が破損して核燃料がむき出しにでもならなければ大量の水素は発生しないと思われたのでしょう。

私には原子炉で爆発を引き起こすほどの水素が発生するとは思えませんが、放射能が水を分裂させるのは事実のようです。
しかし、ネットで見る限り、そうした水素は核燃料を閉じ込めている外壁を腐食させる、あるいは体内の水を含んだ組織にダメージを与えるイメージで爆発とは結びつきませんでした。

Wikipediaで 原子力発電 を調べても水素に関する記述は見当たりません。
何気なく タービン発電機 をたどると原子力発電プラントのタービン発電機に冷却材として水素が使われ「大気圧の25倍に高められており、更に発電機を収める容器は万が一の爆発による圧力にも耐えられる構造となっている。」
とありました。
この爆発とは何を意味しているのか?わかりませんが・・・
おそらく巨大タービンを冷やすのに大量に水素が使われていると思います。
いい加減なことを言って申し訳ないのですが
こうした水素が、建物をボロボロにした爆発の原因なら納得できますし、解説のとおり発電機を収める容器は爆発に耐えたのかもしれません。
(こうした所で大量の水素を使うのは気味が悪い、お金がかかっても水冷式にすべきと思います。
原子炉の核燃料は使った後もリスクが続き、管理にお金がかかる金食い虫だと思うので、
稼働しているものには、それくらいのお金はかけるるべきと思います…電力料金に跳ね返りますが・・・
・・・まあ、原子力発電を続けるならの話ですが・・・)
原子力発電は安価なエネルギーであることから、利用が拡大したようですが
今回の「大きな不幸」をもたらした人災から、決して安価なエネルギーではないことが明らかになったと思います。 どこが「最小不幸」なんだろう?
報道について
私には水素爆発が起きた時、原子炉は大きな事故に至らないと「報道」されてきたように思える。
すくなくとも、TVで流れた先生の解説ではレベル7なるとの印象は持てなかった。
おそらくは、90%以上、原子力発電推進派の偏った解説を毎日(今も)聞かされていたのだろうと思います。
 また、
現在進行形の「原子力事故」と「チェルノブイリ」と比較するのはよいけれど、「史上最大の原子力事故」は「チェルノブイリ」と洗脳するは好ましくない。

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しかし、エネルギーを消費して便利な生活をしているのも事実です。
「エネルギーを使わなくても(消費を抑えても)便利な生活ができるような方法を考えるべき」とは思うのですが・・・
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