使用済み核燃料の「燃えかす」度合

使用済み核燃料の「燃えかす」度合に関しての資料を見つけた。併記してある文献から取って来た値だと思うので、まあ信頼できるものだと思う。

それによると、使用済み核燃料の中には、ウラン２３５が１％ほど「燃え」残っているそうである。また、いままで考慮してこなかった、プルトニウム２３９も１％残っているそうだ。

前に、福島第一原発の２号機に入っている核燃料の総量を調べ、それはおよそ６０トンだった。とすると、燃えかすのウラン２３５とプルトニウム２３９は、それぞれ６００キロ（！）ということになる。これは、おおよそ10²⁷個の原子核に相当する。ウラン２３５の半減期は７億年で、これを崩壊寿命だと近似すると、１秒間に数百億回のα崩壊を起こすことになる。使用済み燃料を水（冷却剤）に浸さず放っておけば、この放射線（α線やγ線）のエネルギー（崩壊熱）によって燃料棒が高温になるのは必然。その状態を続けるならば、いずれは容器の融点を超えて、燃料自体がドロドロに溶けてしまうだろう。（ウランの融点は１１３２度C）

前回の計算では、原子炉中の（未使用）燃料棒からの中性子線量を見積もったが、上のデータを使えば、プールにある使用済み燃料から（自発核分裂によって）飛び出てくる中性子の数を見積もれる。燃えかすは１％ということだから、大雑把に見積もると、前回の計算の１／１００、つまり一日平均１万個、つまり1.2ベクレル（ただし、原子炉から取り出して二週間後の時点での値。この値は時間が経つ程減少する。）ということになる。またプルトニウム２３９もだいたい似たような性質をもつようなので、同じく1.2Bqとなるだろう。しめて2.4ベクレル。プール中の水が蒸発して空になってしまうと、結構な数の中性子線が飛び出てくる。（追記：とはいえ、原子分子の世界のことだから数字が大きくみえるだけだ。ベクレルで測れば、東京の汚染水の１／１００にすぎない。）もちろん、使用済み燃料が、事故前すでに長いこと冷却されていたならば、プールからでてくる中性子の量は減っているはずで、東電の測定が示すように「微量」ということになるはずだ。

それにしても、原子炉は何重にもバリアーを巡らせているのに、使用済み燃料プールはコンクリートの建物で覆うだけとは、安全設計に問題があったといわざるを得ないのではないだろうか？

今まで見てきたように、使用済み核燃料が単なる「使用済み」なのかというと、実はそうではないことは明らかだ。これに加えて、もう一つ知っておくべきことがある。それは、使用済み燃料の中に含まれるプルトニウムの存在だ。プルトニウム２３９はウランの連鎖反応の副産物として生じ、使用済み燃料に１％程度含まれる。このプルトニウム２３９は、それ自体が連鎖反応を起こすことができる「核燃料」だ。（長崎の原爆はプルトニウム２３９が主な原料。）また、３号機の中に入っているMOXというのは、使用済み燃料から抽出したプルトニウム２３９を濃縮してウランに混ぜ込んだもの。つまり、「使用済み燃料」というのは、こういった側面からも「通常の意味での使用済み」とは到底異なる代物で、「使用済み」だから安全などと思っていると、とんだしっぺ返しを食らう可能性のあるものだといえる。（恥ずかしながら、これらのことは、今回の事故で初めて知ったことだ。しかし、もし東電の技術者も私と同じレベルだったとすると、彼らに原発を建設／運営を任せるのはもう無理なのではないか？と思う。仮に知っていたのなら、なぜそれを基に安全設計できなかったか？ということになる。必然、醜い話となってしまうので、これ以上立ち入るのはやめる。）