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<原発:弱点は? 沸騰水型、相次ぐ制御棒脱落事故 複雑な構造、操作ミス誘発> 毎日新聞 2007年4月4日

 北陸電力志賀原発(石川県)や東京電力福島第1原発などで、原子炉の出力を調整する制御棒が操作ミスで抜け、核分裂反応が連続して起こる「臨界」になる事故が相次いでいたことが発覚した。
国内の原発は沸騰水型(BWR)と加圧水型(PWR)の2種類に大きく分かれるが、制御棒脱落はBWRだけで
起きた。
両者の仕組みや、利点・欠点をまとめた。

◇ 「欠陥」否定も改造検討へ

■ 仕組みは2タイプ

 原子力発電は、ウラン235の核分裂反応によって生じる熱を利用して水から水蒸気を作り、タービンを回して
発電する。
火力発電との違いは、熱の発生に重油などを燃やすか、核分裂反応を用いるか、という点だ。

 BWRとPWRは、水蒸気の作り方に違いがある。
BWRは核分裂反応を起こして高熱になる炉心の熱で冷却水を直接、沸騰させる。
PWRは炉心の1次冷却水をBWRの2倍程度に加圧して高温高圧状態で蒸気発生器に導き、2次冷却水を
間接的に沸騰させる。

 PWRは米海軍の原子力潜水艦の動力用として開発され、1950年代に実用化された。
一方、BWRは50年代に、米ゼネラル・エレクトリック(GE)社が開発した。

 国内では、日本原子力発電敦賀原発1号機(BWR)が70年3月に運転を開始。
続いて、関西電力美浜原発1号機(PWR)が同年11月に営業運転を始めた。
現在運転中の商業用原発55基のうち、BWRは東北、東京、中部、北陸、中国などの各電力会社に計32基、
PWRは北海道、関西、四国、九州などの各電力会社に23基ある。

 東京電力は「原電敦賀1号機での先行実績があることや、それ以前からのGE社との関係を踏まえ、BWRの
導入を決めた」と話す。
日本原子力産業協会によると、世界的には3対1程度の割合でPWRの方が多い。

■ 駆動部が“泣き所”

 いずれの型も燃料集合体の間の制御棒を出し入れして原子炉の出力を調整する。
制御棒には、核分裂反応に必要な中性子を吸収するハフニウムやホウ素などが含まれ、挿入すると出力を
下げることができる。

 原子炉内の冷却水が沸騰するBWRは原理がシンプルだが、放射性物質を含んだ水や蒸気がタービン周辺を汚染する欠点がある。
また、発生する泡による影響を避けるため、制御棒を炉心の下から挿入する構造だ。
出力を下げる際や緊急時には、重力に逆らって制御棒を押し上げる必要があり、制御棒駆動部はBWRの
“泣き所”とされる。

 元原子炉設計技術者の科学ライター、田中三彦さんは「1本の制御棒につき、挿入用と引き抜き用の2系統の駆動系が必要。BWRの複雑な構造が、操作ミスの背景にある」と指摘する。

 これに対し、東京電力原子力技術・品質安全部の宮田浩一課長は「下から挿入することをデメリットとは思わ
ない。強い水圧で強制的に制御棒を入れる点にはよい面もある」と反論する。

 駆動機構を改造し制御棒を抜けにくくした改良型BWR(ABWR)も4基稼働中だ。
通常時はネジのようにらせん状の溝を切った棒をモーターで回転させて制御棒を上下させる。
緊急時には水圧で一気に制御棒を挿入できる。
しかし、3月30日に東京電力が公表した過去のトラブルの中には、96年6月にABWRの柏崎刈羽原発6号機で、205本の制御棒のうち4本が脱落したケースが含まれていた。

 操作ミスが原因で、東電は「欠陥ではない」としながらも、BWRを使う電力会社やメーカーで作る協議会で、
ハード面の改造も視野に検討を始めるという。

■ 加圧水型は細管

 一方のPWRは2次冷却水に放射性物質を含まない利点があるが、蒸気発生器がアキレスけんだ。
2次冷却水に効率的に熱を移すため、高温高圧の1次冷却水を直径約2センチの細管数千本に通す。
過去には細管に穴が開くなどのトラブルが相次いだ。
91年2月には関西電力美浜原発2号機で細管1本が破断。
国内の原発として初めて緊急炉心冷却装置が作動する重大事故が起きている。

 田中さんは「BWRにもPWRにも潜在的な不安個所はほかにもある。将来起こりうる事故やトラブルについて、国や電力会社はもっと情報を公開すべきだ」と話す。

http://www.mainichi-msn.co.jp/science/kagaku/news/20070404ddm016040204000c.html

* 北陸電力株式会社 <http://www.rikuden.co.jp/
* 東京電力株式会社 <http://www.tepco.co.jp/
* 日本原子力発電株式会社 <http://www.japc.co.jp/
* 関西電力株式会社 <http://www.kepco.co.jp/
* 東北電力株式会社 <http://www.tohoku-epco.co.jp/
* 東京電力株式会社 <http://www.tepco.co.jp/
* 中部電力株式会社 <http://www.chuden.co.jp/
* 中国電力株式会社 <http://www.energia.co.jp/
* 北海道電力株式会社 <http://www.hepco.co.jp/
* 四国電力株式会社 <http://www.yonden.co.jp/
* 九州電力株式会社 <http://www.kyuden.co.jp/
* 財団法人 日本原子力産業協会 <http://www.jaif.or.jp/
* 経済産業省 <http://www.meti.go.jp/
* 原子力安全・保安院 <http://www.nisa.meti.go.jp/

<経済産業省 報道発表>
◇ 北陸電力(株)志賀原子力発電所1号機における平成11年の定期検査期間中の事故について
 http://www.meti.go.jp/press/20070315003/20070315003.html
◇ 北陸電力(株)志賀原子力発電所1号機における平成11年の定期検査期間中の事故について(第2報)
 http://www.meti.go.jp/press/20070315009/20070315009.html
◇ 北陸電力(株)志賀原子力発電所1号機における平成11年の定期検査期間中の事故について(第3報)
 [BWRの現在の試験管理手順の確認結果]
 http://www.meti.go.jp/press/20070319003/20070319003.html
◇ 東京電力(株)における制御棒引き抜き事象に係る調査状況について(志賀1号機事故関連第4報)
 http://www.meti.go.jp/press/20070320005/20070320005.html
◇ 東京電力(株)における制御棒引き抜き事象に係る調査状況について(志賀1号機事故関連第5報)
 http://www.meti.go.jp/press/20070322006/20070322006.html
◇ 北陸電力(株)志賀原子力発電所1号機における平成11年の臨界事故及び制御棒の想定外の引き抜け事象
  への対応について(第6報)
 http://www.meti.go.jp/press/20070330005/20070330005.html
◇ 発電設備に係る総点検結果報告書の受理について(総点検関係第6報)
 http://www.meti.go.jp/press/20070330006/20070330006.html
◇ 北陸電力(株)志賀原子力発電所1号機における平成11年の臨界事故及び制御棒の想定外の引き抜け事象
  への対応について(第6報)
 http://www.meti.go.jp/press/20070330005/20070330005.html

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