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匸P コーヒーブレイク
原発とプルトニウム
パンドラの箱を開けてしまった科学者たち
常石敬一著 PHPｻｲｴﾝｽ･ﾜｰﾙﾄﾞ新書 2010.4.6
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重い核がふたつに割れることなど絶対にありえない。
そんな考えに支配されていた1934年秋、化学者のO.ハーンとマイトナーは、
原子番号92で質量238のウランに、彼ら自身は気付いていなかったが、まだ存在
すら知られていない中性子をあて、核分裂が起きていたことを観察した。
O.ハーンは実験で生成された化学物質の性質を調べ、それがアルカリ金属土類
であることを確信した。その物質は原子番号56、質量137のバリウムだった。
もとの元素がほぼ半分になってしまった。
絶対にありえないことが起きた。
かくして人類は核分裂反応を知り、たった10年で原子爆弾を生んでしまった。
原子炉はプルトニウム製造を目的に作られた工場であり、いわば副産物であった。
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東北太平洋沖地震とそれに続く津波によって、福島第一原子力発電所にある
6つの原子炉の内4つの炉が大きいダメージを受けた。
中でも1号機、2号機、3号機は稼働中であったため炉心に核燃料が入ったままで、
核分裂反応は停止できたものの今も炉心の冷却作業が続けられている。
そんな中で産業界のみならず、国民全体が東電の計画停電の判断を仕方ない
ことと受け止めている。果たして、事実はどうなのだろうか？
東電は火力発電所26ヶ所3637.1万KW、水力発電所160ヶ所852万KW、原子力
発電所3ヶ所1730.8万KW、合計6219.9万WKの最大発電能力を保有している。
3ヶ所の原子力発電所の内訳は、福島第一原発496.6万KW、福島第二原発440万KW、
新潟の柏崎刈羽原発821.2万KWとなっている。
これらの原発全てがフル稼働した場合だが1757.8万KWの電力供給量になる。
これは東電の全発電能力6219.9万KWのほぼ3割に相当する。
実際には日本の原発事業はおよそ50%の稼働率しかないので、東電の場合半分の
15%を原発に頼っている勘定になる。
福島第一原発の全てを廃炉にした場合、その比重は8%、稼働率だと4%にしか
ならない。だが、東電は緊急措置で計画停電実施に踏み込んでいる。
その理由を考え、調べてみた。
東電の現在の供給能力は3650万KW、夏場の予測が5500万KW。単純計算でおよそ
1850万KW不足することになる。
電力は送電中のロスがあり、実際に使える総量は90%くらいと見込んで、地震
前の総力6219.9万WKの90%は、5597万KWという数字になる。
これを見ると、何もなくてもすでに余裕のない電力供給力であったといえる。
手元に十分な重油のストックがないのかも知れないが、これから大量に買い
つけてタンカーで運び、夏までには古い火力発電所を稼働可能にして、およそ
1000万KWほど補充し、4650万KWにするだろう。
それでも850万KWが不足する。
頼みの綱は、柏崎刈羽原発だ。2007年の中越沖地震以後、7基中3基が停止して
いる状態だが、3基を稼働させれば300万KWを供給できる。
さらにあと550万KWを節電できるか否かは、これからの国民および産業界の
知恵に頼るしかない。
今は福島第一原発の原子炉冷却作業の進展が非常に心配だが、当面はこんな
資金手当と工夫で、夏場の計画停電を回避するしかなさそうだ。
本当の危機はこれからやってくる。
「政府は昨年6月に策定したエネルギー基本計画で、2030年までに14基以上の
原発の新増設を打ち出している。計画を見直せばエネルギー政策全般の転換に
つながりかねない。(日本経済新聞4月1日朝刊）」
菅総理も今回の事故を教訓に、エネルギー政策の転換を検討し始めたようだ。
転換に「つながりかねない」ではなく「つなげ」なければならない。
1967年4月13日、日本原子力委員会の「原子力開発利用長期計画」が決まった。
10年間で1500億円を投じる、当時としては破格の国家プロジェクが目指していた
のは、新型転換炉、高速増殖炉を作ることだった。
高速増殖炉は、資源小国日本が営々と取り組んできた悲願であったが、本来
見果てぬ夢だと私は思っている。
今回の事故を契機に国民は専門家の知見に近付くことができた。
原子力発電所の仕組みを詳しく学習し、沸騰水型原子炉の構造は、小学生でも
説明できるくらい国民に周知されたのではないだろうか。
国民全体が原子炉について学習ができたことの意義は非常に大きい。
1967年以来の核燃料サイクル計画の危うさを知る機会を与えられたからだ。
政府もマスコミも意図しなかった国民の知識ベースがこの1ヶ月で生れている。
私は現在世界で使用されている沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉の設置に反対
している訳ではない。
現在稼働している原子炉は、相当安全になっているし、次世代エネルギーが
確保できるまで稼働し続けてもらわねば、私たちは生きていけない。
そして今後もいくつかの原子炉は増設して行かなければならないと思う。
大きな問題は高速増殖炉計画と使用済み核燃料の処理計画にある。
原子炉で実際に燃える核燃料ウラン235は自然界には0.72%とごく微量しか存在
しない。大半はウラン238で、ウラン235よりほんの少し重い同位体だ。
U235の半減期は7億年、U238の半減期は45億年で大変安定した物質といえる。
そんなわけでウランはよほど濃縮しない限り放射線の量はとても少ない。
放射性物質が崩壊していく過程で放出される物質を放射線と呼んでいるが、
全部で三種類ある。α線はヘリウム原子核、β線は電子、γ線は電磁波だ。
ヘリウムは原子番号2、原子量4の物質だからウラン238が放射線を全部出し
尽くしてしまうと最後は鉛、原子番号82、原子量206に落ち着く。
ところで、ウラン235の核分裂反応では、そこから出た中性子を吸収したウラン
238が別の元素に遷移する。そして生れるのがプルトニウム239という物質だ。
自然界には存在しないが、やっかいなことに原発を稼働させる限り生成され
続ける物質だ。半減期は2万4000年とウランのような放射性物質とは比べ物に
ならない速度で崩壊する。人間には非常に有害な物質だ。
必然的にプルトニウムを燃やし、減らしてくれる夢の原子炉や、MOX燃料を
使うプルサーマル計画に眼を奪われてしまう。
しかし技術だけでは原子炉は出来ない。とにかく高コスト体質なのだ。
1970年日本独自の技術で構築された新型転換炉ふげんは、次の実証炉に進む
予定だったが、1995年7月、高コストを理由に電力事業者から採用を拒否され、
実証炉以降の開発計画は全て取り止めとなった。
当初3960億円だった予算は5800億円にふくらんでいた。
そして国家プロジェクトの2つ目だが、高速増殖炉建設計画は今も生きている。
フランスも諦めたのに、世界の中で日本だけが計画を続けている。
1968年に実験炉・常陽。次に原型炉もんじゅの試験段階まで来ている。
元の計画では1988年もんじゅ運転開始、1995年実証炉(100万KW級）その後民間
移行して2000年には民間初期商用炉が稼働することになっていた。
2010年までに9000億円が投入されているが、あれだけの事故を起こしてもまだ
中止を決断できないでいる。
動き始めると止められない国家プロジェクトの典型が、この高速増殖炉だ。
当初、動燃(動力炉・核燃料開発事業団)と言った組織は、1995年のナトリウム
漏れ大事故を起こし、1998年に解組して核燃料サイクル機構になった。
そして2005年にはナトリウム漏れ対策本体工事に着手し、2010年5月には運転を
再開して臨界実験を始めている。
2010年10月1日に核燃料サイクル開発機構は、日本原子力研究所（原研）と
統合し、また名前を変えて独立行政法人日本原子力研究開発機構になっている。
高速増殖炉建設に成功すれば原子炉内で、燃えないウラン238を、燃やせる
プルトニウム239に変え、燃料をほぼ無限に増殖できる。
こんな素晴らしい夢を捨ててなるものかと考えているのだろう。
夢の原子炉の限界と恐怖を私が知ったのは1981年暮れのことだ。
高木仁三郎氏が書かれた「プルトニウムの恐怖」(岩波新書）を読んだ時は、
本当に恐ろしかった。半減期2万4000年という放射性物質をハンドリングできると
思い上がる関係者に憤りを感じた。
すでにもんじゅの概念図が紹介され、フランスが断念したフェニックスとの
比較もなされている。
このような原子炉建設は、たとえ可能でも、10年、20年と時間が経ち、技術の
継承が次第に風化して行くと、思わぬトラブルに遭遇してしまう。
その時、危機に対処できない人達だけが残っている状態になる。
短い時間でも人間の継承能力は信頼できない。歴史が何度も証明している。
1979年スリーマイル島の原発事故は小さなミスが重なって起きている。
この新書のあと、1986年にはチェルノブイリ原発事故も起きている。
それなのに2万4000年後までの人類の暮らしを左右するような難しい技術を
どうすれば継承出来ると、この人々は考えているのだろうと疑った。
未来の技術継承の見通しなしに、こんな物騒な計画を進めてはならない。
プルトニウム239も炉の中ではいくらかが燃料となって燃えてくれる。
一方本来燃料でないウラン238は炉の中で次第にプルトニウム239になる。
その量は数%とわずかだが、90%濃度を越えるプルトニウムの固まりは、原理的
には長崎に投下された原子爆弾ファットマンの材料になる。
テロリストに狙われたらとんでもないことになる代物なのだ。
事情を知らない国は、日本がプルトニウムを蓄えるのは、核武装を考えている
からではないかと疑っているそうだ。
原子炉から生れるプルトニウム239はどんどん増えている。
2008年にはこれが32万ﾄﾝにまで積みあがっている。そして肝心の高速増殖炉は
原型炉の段階を出ていない。実証炉、商用炉完成までにあと30年は必要だろう。
使用済み核燃料は、各原子炉内のプールに一次保管されているが、十分冷却が
進むと、やがて青森県六ヶ所村の施設に運ばれる。
六ヶ所村の再処理工場は、様々なトラブルが発生したため、操業予定が計画より
10年ほど遅れている。現在は2013年稼働とされているものの、今回の地震で先行き
予断を許さなくなった。今あるプールの容量は3000ﾄﾝだが、すでに余裕は10%、
300ﾄﾝ分しかない。
六ヶ所村の再処理工場では、すでに3兆3700億円がつぎ込まれている。
さらに30年運転・保守すれば6兆800億円、解体処理に2兆2000億円かかると
いわれる。
この本には核分裂発見のエピソードが次々に登場し、原子力発電の原理を
基礎から良く理解することができる。
自然界にかつて存在したプルトニウムの話も出てくる。
アフリカのガボンにあるオクロ鉱山は15億年前に核分裂反応を起こし、プルト
ニウム239を生成したが、半減期2万4千年を10回経た24万年後は1024分の1に減り、
50万年後には消滅してしまった。
人類が登場したのはおよそ100万年前だから、自然界のプルトニウムと人類が
遭遇することはなかった。
核分裂の研究は科学者の好奇心でスタートしたようだが、第二次世界大戦で
追い詰められたイギリスが、中立国アメリカに原子爆弾の研究過程が詰まった
MAUD（モード）という組織の情報を、人ごと移転した。
それがシカゴでの初の原子炉を生み、ついには原子爆弾開発に繋がった。
この時期、原子炉は原子爆弾の材料となるプルトニウム239を得るために作られ
たものだった。
そのワシントン州ハンフォード原子炉は役目を終えて1987年廃炉となったが
汚染処理に毎年10〜15億ﾄﾞﾙを投入しているそうだ。
これまでの20年で約250億ﾄﾞﾙが使われ、2020年まで費用がかかる。
それ以後2050年までに施設の解体。
廃棄物処理の完了は2065年の予定だという。
六ヶ所村の核再処理施設でウラン、プルトニウムの再処理が開始されれば、
それを行なうだけで種々の放射性物質が、大気中と海水中に放出される。
その量は、通常の原子炉運転1年分を1日で放出するくらいになると反対派の
人は主張している。筆者がこの本を書かれたのは2010年4月だったが、その時期
に、早く再処理工場の建設計画を放棄すべきだと主張されている。
福島第一原発の3号炉では、2010年10月からMOX燃料が使われている。
MOX燃料はプルトニウム239が4〜9%程度含まれたものだ。
これを炉心に入れ、いわゆるプルサーマル炉状態で運転していた。
いつこのことに言及するのかと思ってずっとTV報道を見ていたが、あまりはっきり
コメントする人は現れない。TVに登場する専門家がMOXと通常燃料の違い
を知らないハズはない。
この期に及んでも核燃料サイクル機構の関係者は国民の眼からプルトニウムへ
の目線をそらそうとしているように見える。
危険なプルトニウムを溜め込まず、さっさとフランスのアレバ再処理施設に
送り込み、プールに空きを作れば良いと思うのだが、それもしていない。
もし将来フランスが方向転換すれば、たちまち日本の原発は行き場を失う。
もうひとつの核処理施設、イギリスのセラフィールドは廃止された原発跡を
使用しているもので、その先行きは不安だ。
日本は、次世代の安全なエネルギー政策へと舵を切る重大な岐路にいる。
政策の舵を切れば、新エネルギーへの国家戦略は知恵をもって生みだされ、
国民もしばらくの困難に耐え、転換期を乗り越えられるに違いない。
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貞観地震(969年）から1000年、巨大地震はエネルギー政策転換方針を与えてくれた。
