
はてなキーワード:BWRとは
Permalink |記事への反応(16) | 15:38
そもそも、黒鉛炉とBWRの違いも分からない理系ってなんなの?
普通分からないことがあれば、調べ、理解するのがサイエンスを学ぶものの態度だと思うんだけど。
世の中には似非科学知識をひけらかす半可通ばっかりだ。
・まず、福島原発は事故じゃない。あんな想定外の地震は数百年に1回しかないし、今回原発が問題になったのは津波が原因であることぐらいわからないのかな。んで、想定していなかったじゃねえかというバカに言いたい。後出しジャンケンは誰にでもできる。震災前に、その津波が来る可能性のある合理的な説明と、確率を明示してからモノを言え。
・ちなみに原子炉は安全に自動停止している。今の原因は冷却系への電源が絶たれたせいだ。とこういうことを書くと太陽電池とか発発とかいうやつが居るが、残念、多分全滅です。
・そもそも、さっさとBWRからABWRに建て替えればかなりリスクは下がった話。それを反対してきたのは「無能な働き者」原子力反対派だよ。
・なんか散発的に「原発を押し付けやがって」という声が聴こえるが、それと引換に膨大な補助金を受け取ってるだろと言いたい。
・「東京に原発を」なんて広瀬隆、現実的にはムリ、なぜ福島かといえば、極限にまでリスクを下げたとしても、まだ残るリスクを限定的にするため。まあ、やるなら周辺を廃村にしてやれば良かったんだろうけど。そのコスト誰が持つ?
・とはいえ、福島県の人たちには深く同情している。特に風評被害と被災者宿泊拒否は厳罰に処してよいと思う。
結論:大丈夫。
MvK2010
I'm going to copy paste a fullblog post of a research scientistatMIT here,who explains the situationatFukushima much better than anyone elsehas,hismessage: no worries.
This post is by Dr Josef Oehmen, a research scientistatMIT, in Boston.
He is a PhD Scientist,whose fatherhas extensive experience in Germany’s nuclear industry. Iaskedhim towrite this information to my family in Australia,who werebeing made sick with worry by the media reports coming fromJapan. Iam republishing it withhis permission.
It is a few hours old, so if any information isout of date,blame me for thedelay ingetting it published.
This ishis text in full and unedited. It is very long, soget comfy.
Iam writing this text (Mar12) to giveyou some peace of mind regarding some of the troubles inJapan, that is the safety ofJapan’s nuclear reactors. Up front, the situation is serious, but under control. And this text is long! Butyou will knowmore about nuclearpowerplants after reading it thanall journalistson thisplanet puttogether.
Therewas and will *not* be any significant release of radioactivity.
By “significant” I mean alevel of radiation ofmore than whatyou would receiveon – say – a longdistance flight, or drinking a glass of beer that comes from certain areas with highlevels ofnaturalbackground radiation.
I have been reading everynews releaseon the incident since the earthquake. Therehas not beenone single (!) report thatwas accurate and free of errors (and part of that problem is also a weakness in theJapanese crisis communication). By “not free of errors” I do not refer to tendentious anti-nuclear journalism – that is quite normal thesedays. By “not free of errors” I mean blatant errors regarding physics andnatural law,as wellas gross misinterpretation of facts, due to an obvious lack of fundamental andbasic understanding of the way nuclear reactors are build and operated. I have read a 3 page reportonCNN where every single paragraph contained an error.
We will have to cover some fundamentals, before weget into what is goingon.
Construction of theFukushima nuclearpowerplants
TheplantsatFukushima are so called Boiling Water Reactors, orBWR for short. Boiling Water Reactors are similar to a pressure cooker. The nuclearfuelheats water, the water boils and createssteam, thesteam then drives turbines that create the electricity, and thesteam is thencooled and condensed back to water, and the water send back to beheated by the nuclearfuel. The pressure cooker operatesat about 250 °C.
The nuclearfuel is uranium oxide. Uranium oxide is a ceramic with a very high meltingpoint of about 3000 °C. Thefuel is manufactured in pellets (thinklittle cylinders the size ofLego bricks). Thosepieces are then put into a longtube made of Zircaloy with a meltingpoint of 2200 °C, and sealed tight. Theassembly is called afuel rod. Thesefuel rods are then puttogether to form larger packages,and anumber of these packages are then put into the reactor.All these packagestogether are referred toas “thecore”.
The Zircaloy casing is the first containment. It separates the radioactivefuel from therest ofthe world.
Thecore is then placed in the “pressure vessels”. That is the pressure cooker we talked about before. The pressure vessels is the second containment. This isone sturdy piece of a pot, designed to safely contain thecore for temperatures several hundred °C. That covers the scenarios wherecooling can berestoredat somepoint.
The entire “hardware” of the nuclear reactor – the pressure vesseland allpipes, pumps,coolant (water) reserves, are then encased in the third containment. The third containment is a hermetically (air tight) sealed, very thick bubble of the strongeststeel. The third containment is designed, built and tested forone single purpose: To contain, indefinitely, a completecore meltdown. For that purpose, a large and thick concrete basin is cast under the pressure vessel (the second containment), which is filled with graphite,all inside the third containment. This is the so-called “corecatcher”. If thecore melts and the pressure vessel bursts (and eventually melts), it willcatch the moltenfuel andeverything else. It is built in such a way that the nuclearfuel will be spreadout, so it cancool down.
This third containment is then surrounded by the reactor building. The reactor building is anouter shell that is supposed to keep the weatherout, butnothing in. (this is the part thatwas damaged inthe explosion, butmore to that later).
Fundamentals of nuclear reactions
The uraniumfuel generatesheat by nuclear fission.Big uraniumatoms are split into smalleratoms. That generatesheat plus neutrons (one of the particles that forms anatom). When the neutronhitsanother uraniumatom, that splits, generatingmore neutrons and soon. That is called the nuclearchain reaction.
Now, just packing a lot offuel rodsnext to each other would quicklylead to overheatingand after about 45 minutes to a melting of thefuel rods. It is worth mentioningat thispoint that the nuclearfuel in a reactor can *never* cause a nuclearexplosion the type of a nuclearbomb. Building a nuclearbomb is actually quite difficult (ask Iran). In Chernobyl,the explosionwas caused by excessive pressure buildup, hydrogenexplosion and rupture ofall containments, propelling moltencore material into the environment (a “dirtybomb”).Why that did not and will not happen inJapan, further below.
In order to control the nuclearchain reaction, the reactor operators use so-called “moderator rods”. The moderator rodsabsorb the neutrons and kill thechain reaction instantaneously. A nuclear reactor is built in such a way, that when operating normally,youtakeoutall the moderator rods. Thecoolant water thentakesaway theheat (and converts it intosteam and electricity)at the samerateas thecore produces it. Andyou have a lot of leeway around the standard operatingpoint of 250°C.
The challenge is that after inserting the rods and stopping thechain reaction, thecore still keeps producingheat. The uranium “stopped” thechain reaction. But anumber of intermediate radioactiveelements are created by the uranium duringits fission process, most notably Cesium and Iodine isotopes,i.e. radioactive versions of theseelements that will eventually split up into smalleratoms and not be radioactive anymore. Thoseelements keep decaying and producingheat. Because they are not regenerated any longer from the uranium (the uranium stopped decaying after the moderator rods were put in), theyget less and less, and so thecorecools down over a matter ofdays, until those intermediate radioactiveelements are used up.
This residualheat is causing the headaches right now.
So the first “type” of radioactive material is the uranium in thefuel rods, plus the intermediate radioactiveelements that the uranium splits into, also inside thefuel rod (Cesium and Iodine).
There is a second type of radioactive material created,outside thefuel rods. Thebig main difference up front: Those radioactive materials have a very shorthalf-life, that means that they decay very fast and split into non-radioactive materials. By fast I mean seconds. So if these radioactive materials are released into the environment,yes, radioactivitywas released, but no, it is not dangerous,atall.Why? Bythe timeyou spelled “R-A-D-I-O-N-U-C-L-I-D-E”, they will be harmless, because they will have split up into non radioactiveelements. Those radioactiveelements are N-16, the radioactive isotope (or version) of nitrogen (air). The others are noble gases suchas Xenon. But where do they come from? When the uranium splits, it generates a neutron (see above). Most of these neutrons will hit other uraniumatoms and keep the nuclearchain reaction going. But some will leave thefuel rod and hit the water molecules, or theair that is in the water. Then, a non-radioactive element can “capture” the neutron. It becomes radioactive.As described above, it will quickly (seconds)get ridagain of the neutron to return toits former beautiful self.
This second “type” of radiation is very important when we talk about the radioactivitybeing released into the environment lateron.
I willtry to summarize the main facts. The earthquake that hitJapanwas 7 timesmorepowerful than theworst earthquake the nuclearpowerplantwas built for (the Richter scale works logarithmically; the difference between the 8.2 that theplants were built for and the 8.9 that happened is 7 times, not 0.7). So the first hooray forJapanese engineering,everything held up.
When the earthquake hit with 8.9, the nuclear reactorsall went intoautomatic shutdown. Within seconds after the earthquake started, the moderator rods had been inserted into thecore and nuclearchain reaction of the uranium stopped. Now, thecooling systemhas to carryaway the residualheat. The residualheat load is about 3% of theheat load under normal operating conditions.
The earthquake destroyedthe externalpower supply of the nuclear reactor. That isone ofthe most serious accidents for a nuclearpowerplant,and accordingly, a “plant blackout” receives a lot ofattention when designing backup systems. Thepower is needed to keep thecoolant pumps working. Since thepowerplant had been shut down, it cannot produce any electricity byitself anymore.
Things were going well for an hour.Oneset of multiplesets of emergencyDieselpower generators kicked in and provided the electricity thatwas needed. Then theTsunami came, muchbigger than people had expected when building thepowerplant (see above,factor 7). Thetsunami tookoutall multiplesets of backupDiesel generators.
When designing a nuclearpowerplant, engineers follow a philosophy called “Defense of Depth”. That means thatyou first buildeverything to withstand theworst catastropheyou can imagine, and then design theplant in such a way that it can still handleonesystem failure (thatyou thought could never happen) after the other. Atsunami takingoutall backuppower inoneswift strike is such a scenario. The last line of defense is puttingeverything into the third containment (see above), that will keepeverything, whatever the mess, moderator rods in ourout,core molten or not, inside the reactor.
http://anond.hatelabo.jp/20110314030613
へ続く
(2)事数発生施設の概要
事業所の名称:東京電力㈱福島第一原子力発電所(1、2、3号機)
出カ: 1号機(46万kW)
2号機(78万4千kW)
3号機(78万4千kW)
4号機(78万4千kW)
5号機(78万4千kW)
6号機(110万kW)
(i)事散の発生・進展経緯
11日
定に基づく特定事象発生の通報
16:36 1、2号機に関し、非常用炉心冷却装置注水不能(原炎法15条報告事象)
※注水状況が分からないため、念のために同法15条に該当すると判断
16:45 2号機に関し、原子力災害対策特別措置法第15条の規定に基づく特定事象発生の通報
20:30 1、2、3号機、中操照明確保準備中、M/C水没、2号機については、優先的に電源車つなぎこみ作業待ち
21:00 D/D消火ポンプを起動し・炉圧が低下したら注入できる体制を執っている。
21:54 2号機に関し、水位計が復帰し、水位L2を確認
23:36 電源車の到着状況「電源車の状況にっいて」参照
12日`
OO:00 1号機に関し、`非常用復水器で原子炉蒸気を冷やしている。
2号機に関し、仮設躍源により原子炉水位は確認でき水位は安定
4、5、6号機に関し、安全上の問題がない原子炉水位を確保
00:30 1号機に関し、ドライウェル圧力が600Kpa(設計上の最
高使用圧力:427Kpa)を超えている可能性があるため、調査中
01:57 1号機のタービン建屋内で放射能レベルが上がっている。
03:00 原子炉格納容器内の圧力をベントを開放して降下させる措置を行う予定
03:33 2号機に関し、RCIC(原子炉隔離時冷却系)ポンプが運転していたことを確認
04:00 1号機に関し、ドライウェル圧力が840Kpa(設計上の最高
使用圧力:427Kpa)程度まで上昇している可能性がある
ため、調査中
07:51 ・1号機に関し、海水ポンプへのバツテリ接続作業、冷水タン
・2号機に関し・電源車による継源確保作業実施中
・5号機に関し、ベント降圧中
・5、6号機に関し、注水機能確保、冷却系統復旧
08:30 1号機に関し、O9:00頃より、原子炉格納容器内の圧力降下
のためベントを開放予定
09:07 1号機に関し、ベントを開放
10:49 2つあるベントのうち、片方の弁を開く作業が難航中。放出はされていない
11:13 未確認だがベントは開始されている模様(圧力が0.8から0.74に下がっている〉
10:04~18:30 1号機の核燃料の一部が一時水面上に露出
18:30 ダウンスケール
13:00 1号機の原子炉水位が低くなっているため、注永を順次実施
14:30 1号機の圧力が0.75mpaから067mpaに下がった
14:49 1号機の周辺で放射性物質のセシウムが検出との報道
15:28 1号機の圧力が0.5dmpaに下がった
15;36頃 直下型の大きな揺れが発生し、1号機と2号機の閻で大きな爆発があり、白煙が発生
16:17 放射線量が500μSV/hを超えたことから、原災法15条事象が発生したと判断
20:20 1号機に関し、消火系ラインを使用して海水による原子炉への注水を開始。
今後は、バルブピットにほう酸を注入し、海水と混ぜて原子炉内へ注入
20:41 格納容器は破損していないことを確認(官房長官発言)
13日
02:44 3号機に関し、高圧注入系が停止
04:15 3号機に関し、有効燃料棒頂部まで水が減少
05:00 1号機に関し、水位確認ができないため、引き続き注水継続
05:10 3号機に関し、非常用炉心冷却装置注水不能(原災法15条報告事象)
水を実施するも、同系が起動せず
ベントを開放し圧力を降下させる措置の準備中
05:58 3号機に関し、原子力災害対策特別措置法第15条の規定に基づ
く特定事象発生の通報
07:30 3号機に関し、燃料溶融(炉心損傷)予想
07:39 3号機に関し、原子炉格納容器にスプレーを開始
炉水位 (A)ダウンスケール
(B)-1700㎜(計器指示の正確性は不明〉
08:56 放射線量が500μSV/hを超えたことから、原災法15条事象が発生したと判断
原子炉圧力:0.46mpa
今後、消火系ラインによる原子炉内への注水を開始
09:20 3号機に関し、ベントを開放
09:38 消火系ラインによる注水を開始
10:00 電源車のっなぎ込みを行ったが、ケーブルに傷が確認されたため
10:15 福島県沖を震源とする震度5弱の地震が発生。発電所への影響は
現在のところ確認されていない。
12:18 2号機に関し、ペント開放の準備を進めている。開放時の被爆評価を実施中
12:18 3号機に関し、ベントが使えない状態。何ちかの原因で閉まった模様(14:06現在、続報なし)
13:00 3号機圧力と水位は以下のとおり
原子炉圧力:0.19mpa
14:15 MP4で500μSV/hを超える線量を測定したことから、「敷地
境界放射線量以上上昇」に該当すると判断
15:00 1号機に関し、使用済燃料プールめ水の冷方法について調整中
15:00 3号機に関し、長時間にわたり圧力容器の水位が上昇していない
状況や、建屋内の線量が上昇している状況を踏まえると、3月
16:00 3号機圧力と水位は以下のとおり
原子炉圧力:0.18mpa
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http://www.kantei.go.jp/jp/kikikanri/jisin/20110311miyagi/index.html
以上、平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震について (平成23年3月13日18:30現在)
から抜粋
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心配なので、福島第一原子力発電所の1号機(以下1号機)についての情報を元増田なりにまとめておく。
http://www.kantei.go.jp/jp/kikikanri/jisin/20110311miyagi/index.html
この中の、"平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震について"という項目で1号機を含む福島第一原子力発電所の状況を確認できる。
3月11日22:35発表のもの
http://www.kantei.go.jp/jp/kikikanri/jisin/20110311miyagi/201103112235.pdf
http://www.kantei.go.jp/jp/kikikanri/jisin/20110311miyagi/201103120030.pdf
3月12日05:30発表のもの
http://www.kantei.go.jp/jp/kikikanri/jisin/20110311miyagi/201103120030.pdf
http://www.kantei.go.jp/jp/kikikanri/jisin/20110311miyagi/201103120700.pdf
http://www.kantei.go.jp/jp/kikikanri/jisin/20110311miyagi/201103120800.pdf
http://www.kantei.go.jp/jp/kikikanri/jisin/20110311miyagi/201103131000.pdf
それぞれ、記載されている時間にアップロードされたものではないことに注意して欲しい。
なお、0:30の発表があった時点では、避難は1号機の周囲3km。
5:30の発表があった時点では、避難は1号機の周囲10kmに拡大された。
http://ikedanobuo.livedoor.biz/archives/51687156.html
このBlogの内容にはうなづかされることが多い。
一次資料と突き合わせて読むべき内容だ。
しかし、欠けている視点もあるように思う。
順を追って書いてみる。
沸騰水型原子炉については、wikipediaの記述を引用する。
原文はこちら>http://ja.wikipedia.org/wiki/沸騰水型原子炉
BWRにおいて、何らかの原因で核分裂反応が増大すると、それに伴なって発生する熱エネルギーも増大する。BWRの冷却材は原子炉内で沸騰しているので、増大する熱エネルギーに比例して冷却材中の蒸気の泡(ボイド)の量も増えてゆく。これは結果として冷却材の密度を低下させるが、軽水炉の冷却材は減速材でもあるため、冷却材の密度が減ると減速される中性子が少なくなり、そのため核分裂反応が減少していく。逆に核分裂反応が減少すると熱エネルギーが減って蒸気泡が減り、減速される中性子量が増えていくため、核分裂反応が増えていく。このような現象は負の反応度係数によるフィードバックといい、BWR固有の自己制御性であり、核分裂反応の極端な増減を自ら抑えている。
BWRでは、この自己制御性を利用して原子炉出力の短期的な制御を行っている。すなわち原子炉出力を上げたい時は冷却材再循環ポンプの出力を上げる。すると原子炉内を循環する冷却材の流量が増え、運び出される熱量が多くなる結果として蒸気泡の量が少なくなり、原子炉出力が上昇する。逆に原子炉出力を下げたい時は再循環ポンプの出力を下げると蒸気泡が多くなって原子炉出力が低下する。
ちなみに、負荷が増えると原子炉の温度が下がり、泡が減るため核分裂が増加するので、負荷追従運転が可能であるが、日本国内では行われていない。
またその原理上、BWRの自己制御性には正の反応度係数がある。これは炉内の圧力が上昇すると、ボイドがつぶれるため減速材の密度が増加し、減速される中性子が増加するため核分裂反応が増加するというもので、BWRの弱点とされている。
しかし、実際の原子炉は、正の反応度係数によるフィードバックの影響を抑制し、最大出力時に主蒸気隔離弁を急閉しても暴走しないよう設計されている。[3]また、主蒸気管のヘッダーにこの急な圧力上昇を防ぐため逃し安全弁が数多く取り付けられている。」
最後から二番目の文に注目したい。減圧できなければ出力を下げることができない、と読める。
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20110312/t10014616851000.html
これは排気がうまく行っていないということだ。
内圧が上がった場合に、排気筒もしくは、蒸気逃がし弁が自動的に稼働するのが当たり前ではないだろうか。
素人考えなのかもしれないが、排気筒が正常な状態ではないのではないか?
詳しい増田がいるなら、マスコミが説明している排気筒を使った減圧が可能なのか、現在どういう復旧作業がされているのか教えて欲しい。
間違ってるところがあれば突っ込んで欲しい。
ただのくれくれになっている気もするけど、誰か答えてくれるとうれしい。
■追記
http://www.kantei.go.jp/jp/kikikanri/jisin/20110311miyagi/201103131000.pdf
情報が大幅に補完されている。