再処理より安全で低コストの道使用済み核燃料の乾式貯蔵

フランク・フォンヒッペル

プリンストン大学「科学・世界安全保障プログラム」

東京 2019年6月4日

アウトライン

• 使用済み燃料プールは、稠密貯蔵状態にある。米国では再処理が中止され、日本では遅れているため。

• 福島第一4号炉のプールでもう少しで起きるところだった使用済み燃料プール火災

• 多くの国で使用済み燃料の乾式貯蔵が採用されている

• 日本における乾式貯蔵

4～6年分の取り出し量の貯蔵のために設計されたプールが、今では、20～30年分を収納している

Low density, air-cooling possible

High density, air-cooling impossibleif bottom of racks covered with water

23 cm

4 m

53 cm

低稠密度空気冷却可能

高稠密度空気冷却不能ラック底部が水に覆われている場合

米国のプール貯蔵完全な稠密貯蔵状態で取出し量約25年分収納

元の容量の約5倍

福島第一4号機の使用済み燃料プールは一時的に取り出した炉心燃料を貯蔵中だった。圧力容器内の作業のため。

集合体の発熱量 2011年3⽉11⽇現在 (Fukushima Daiichi Accident Study, Status as of April 2012, Sandia, 2012)

102日前に停止した炉から

4号機プールの水位：実際の状態の復元及び隣から水が漏れ出してプールに流入しなかった場合の推定

Fuel

First direct water-level measurements

Dep

th o

fwat

erin

pool

(met

ers)

プールへの流⼊がなければ

6

実際

水位の最初の実測

燃料

プールの水深（単位

メートル）

隣の原子炉ウェルから水が流入。同ウエルは当時空のはずだった

原⼦炉圧⼒容器

沸騰・蒸発

フロアー・レベル

7

使⽤済み燃料プール

原⼦炉ウエル

原⼦炉機器貯蔵ピット

4号機のプールの直接的計測は最初の１ヵ月はできていないスキマーサージタンクへの水の流入から東電は

プールは満水と判断。そうではなかった！

Reactor pressure

vessel スキマーサージタンク

福島第一４号機で使用済み燃料プール火災が起きていれば、セシウム137が直接大気中に放出されていたはず

（福島第一1～3号機炉心内のセシウム137はわずか2％ほどしか格納容器の外に出ていない）

事故発⽣から⼀カ⽉プールを満杯にしたコンクリート・ポンプ「キリン」

使⽤済み燃料プール上端

福島第一4号機 2011年3月15日の爆発で破損

原子力委員会の近藤委員長は菅首相に警告「東京の避難が必要になるかもしれない」

, ,

MBq/m2

>0.5>1.5>4.5

Hypothetical spent-fuel fire,

9 April 2011

Hypothetical spent-fuel fire, 19 March 2011

Actual Cs-137 contamination

190

km

Fukushima Daiichi

実際の福島事故81,000 人避難指示

(1,100 km2)

4号機使⽤済み燃料プール仮想⽕災事故海に流れる⾵向 東京に流れる⾵向2,600 km2 から80万人 25,000 km2から2900万人

Tokyo Tokyo Tokyo

10

⾚・オレンジ:強制避難⻩⾊:

⾃主避難

実際のセシウム137汚染

使用済み燃料仮想火災2011年4月9日

使用済み燃料仮想火災2011年3月19日

米国の「平均的」原発、バージニア州サリー原発の稠密貯蔵プールでの使用済み燃料仮想火災

2015年2月1日 2015年4月1日

2015年9月1日

MBq/m2

>0.5>1.5>4.5

11

平均して、800万⼈が避難2兆ドルの経済損失

⽶NRCは、燃料を冷却5年で乾式貯蔵に移せば放出量が100分の1になると推定したが、

これを要求せず。プール当たり5000万ドルのコストのため。

⾚・オレンジ強制避難

円の外の地域への影響はNRCの費⽤便益計算に⼊っていない

乾式キャスク中間貯蔵－－閉鎖された米コネティカット・ヤンキー原発に今残っているすべて

炉内構造物

ドイツの原発のトンネル内貯蔵

建設中 完成

月城（ウォルソン）原子力発電所（重水炉）乾式貯蔵プールは満杯。6千トンの乾式貯蔵容量－－軽水炉20基30年分

Google Earth 18 April 2018, 35o43’58”N 129o28’28”E

Individual casks

One of the four heavy-water power reactors at Wolsong

Monoliths containing canisters

キャニスターを収納したコンクリート構造物モノリス

単独のキャスク

ウォルソンの4基の重水炉の一つ

安全: 津波後の福島第一乾式キャスク貯蔵

東海第二の乾式キャスク貯蔵

青森県むつ市の乾式キャスク貯蔵施設(ほぼ完成だが、県による使用許可は再処理工場の稼働にかかっている)

日本における乾式貯蔵に向けた動き再稼動申請をした原発の半分で

敷地外: むつ: • 柏崎刈羽 (東電),• 敦賀 + 東海第二 (日本原電): 容量3000t(2021年度) + 2000t 拡大計画

敷地内 運用中:

• 福島第一 (東電): 戸外. 容量50基 +15基拡大の可能性 (37基設置済み）

• 東海第二 (日本原電): 24基 (15基設置)

申請済み（原子力規制委員会、2019年に規則を単純化）:

• 浜岡 (中部 2015年) 32基 (400t)

• 伊方 (四電 2018年、2023年度運用計画): 45基 (500t)

• 玄海 (九電 2019年、2027年年度運用計画): 40基 (440t)

＊福井県及び市町村受け入れ検討の用意（2019年選挙後）：

美浜、大飯、高浜（関電） + 敦賀（日本原電）