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1934年に中性子を物質に照射実験で始まった人工放射能 原子力発電環境整備機構・NUMOのPR⑨ [使用済核燃料、再処理、廃棄]

原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会について何回かに分けて書いてみる。その9回目、。

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先回はrプロセス、Sプロセスと元素生成まで、45億年前の地球まで話が行ってしまった。話は「筋が通った推測があるのだろうか。」の検討が次だが、その前に今回は今現在、身の周りにある不安定核、放射能を整理してみる。1895年レントゲン博士のX線発見を皮切りに、放射線とそれを出す放射能が発見された。1911年にはキュリー夫人がラジウム、ポロニウムの二つの放射性物質・放射能を発見した。

1934年に中性子を物質に照射、ぶつける試験実験をエンリコ・フェルミらが遣り始めた。その時のウランに対する照射実験では、15秒、40秒、13分、100分の半減期を持った4種類の放射能が生じて検出されている。4種類の放射能は、超ウラン元素ではないかと推定された。核分裂が起きたのでは?中性子照射によりウランが軽い二つの元素に分離する核分裂を起こしたのではないかとイダ・タッケ(ノダック夫人[Noddack, Ida-Tacke](1896-1978)ドイツ)は指摘した。つまり、今日はアクチニド核種ACと呼ばれる元素グループの一部をなす超ウラン元素とウランが二つに分離した「核分裂生成物FP」とを作り出している。ヒトが人工的に放射能を造り始めた。人工放射能と呼ばれる。
量的には、原子番号92ウランU-235を核分裂させてエネルギーを爆発や湯沸かしの形で取り出すようになってからが、圧倒的に多い。取出しの装置を作る機器や道具が、中性子を浴び放射能と化した放射化生成物APも増えた。ヒトが作り出す核種、「人工放射能」と呼んでいる原子核種、放射線を出し化学的物理的性質が変わる不安定核が、あらわれ量的にも増えた。
これらの多くは半減期が数年から数十年。10半減期で1024分の一、20半減期で104万8576分の一、30半減期で約10.7億分の一に減量、減少する。だから多くは、数百年から数千年で半減期を数十回迎えている。ウランを補充、補完する核分裂用の物質として、プルトニウムが研究された。それでは、半減期2.41万年のプルトニウムPu-239や半減期37.3万年のプルトニウムPu-242があったが、一千万年経てば、これらでも数十億分の一に減量・減少して事実上地球では、消滅している。


仮に地球が出来た推定45.4億年前頃に「核分裂生成物FP」「アクチニド核種AC」「放射化生成物AP」と呼ばれている放射能・放射性物資が宇宙から飛来して地球に在ったとしても、、地球上に生命が現れる推定40億年前までの間・約5億年の間に消滅している。消滅放射性核種と呼ばれるわけだ。

それでは推定45.4億年歳の地球に以前からある放射能、人工放射能を除いて尚ある自然に天然にある放射能は、何処から来たのだろう。放射能・放射性物質だから、放射線を出し化学的物理的性質が変わり、その性質が消滅する。それができてから45.4億年も経った地球に在る。自然、天然の中にある。天然放射能、自然放射能と呼ばれるウランやラジウム、ラドンがあるのは何故か。なぜ消滅しないのか。
天然放射能・0603_image003.jpg

ひとつは、今現在に地球上で生成している放射能がある。
宇宙空間を飛び交う高エネルギーの陽子、アルファ粒子、リチウム、ベリリウム、ホウ素、鉄などの原子核からなる放射線の宇宙線が、上空の大気の原子と核反応して中性子などが生成する。生成した熱中性子を窒素N-14(原子番号7)が捕獲吸収し炭素14(原子番号6)が生成する。こうした放射能があるが、それだけでは種類や量を説明できない。

今は、元素生成論と結びついた説明がされている。先回出たrプロセス、Sプロセスと元素生成に結びついた説明が、天然放射能(自然放射能)に対してされている。 続く

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原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会が7月29日に新潟市であった。参加申し込みをした。しかし、当日参加できず、ネットで公開されている「当日の資料 (映像資料)・「地層処分とは・・・?」はこちら https://www.numo.or.jp/pr-info/pr/video/#sec_01
(説明用資料)・『説明資料』(PDF形式:607KB)PDF https://www.numo.or.jp/taiwa/pdf/setsumei_taiwa2018.pdf」などを見ての感想。



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原初、あっても、推定45.4億年歳の地球では消滅 原子力発電環境整備機構・NUMOのPR⑧ [使用済核燃料、再処理、廃棄]

原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会について何回かに分けて書いてみる。その8回目、。

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「明らかに騙そう嘘をついている。」と考える説明に、1万年より昔の天然ガラスや、数千年前のガラス工芸品が、いまもって健全な姿を保っているをもって、ガラス固化体の閉込めの性能寿命が長いことを証明する説明がある。原子力発電環境整備機構・NUMOの「地層処分」の説明映像であり、原子力百科事典 ATOMICAの〈高レベル放射性廃棄物と処分対策の安全問題(05-01-01-03)〉での説明である。
ATOMICAのそれでは〈「ガラス」は、多くの種類の元素を均一に溶かし込む性質をもっている(核分裂生成物は多くの放射性元素の集合物)。そして溶け込んだ元素は、ガラス固化体の内部で周りの原子と化学的に結合し、「ガラス構造体」を造り出す要素となっている。そのため、一旦強固に閉じ込められた元素は簡単に外に飛び出せない。ガラスのもつ「閉込め能力」は、長期にわたって安定であることが確認されている。つまり、熱や放射線の影響を受けにくいことが知られている。また「ガラス」そのものも安定な物質である。このことは、1万年より昔の天然ガラスや、数千年前のガラス工芸品が、いまもって健全な姿を保っていることからも容易に推察できる。多くの国の「ガラス固化体浸出実験」によれば、ガラス固化体の寿命(閉込めの性能)はおおむね15万年程度まで保証されるという。〉と説明されている。セシウム137、ストロンチウム90で代表される「核分裂生成物」の元素を天然ガラスは溶かし込んだことがあるのか。

 rプロセスとsプロセス

宇宙から物質が集まって地球が出来たころには「核分裂生成物」の元素が地球環境にあったろう。物質を作る元素は、水素やヘリウムのような軽い元素は宇宙の始まりのビッグバンで生成し、それより重い陽子数(原子番号)が26の鉄までの元素は星の中の核融合で生成された。さらに重いニッケル(28番)銅(29番)銀(47番)ヨウ素(53番)金(79番)ウラン(92番)などは中性子星爆発や赤色巨星など中性子が多い環境に置かれた鉄以下の元素が核融合反応連鎖を起こし、rプロセス(速い中性子捕獲反応過程、Rapid-process、r過程)やsプロセス(遅い中性子捕獲反応過程、s-Process = slow-Process、s過程)という反応でできる。

03.jpg
これらのプロセスでは、陽子に較べて中性子が過剰、過少な不安定核ができることが多い。宇宙空間を漂う間に、他の天体を作ってから、そうした不安定核はそれぞれの半減期・寿命に応じて崩壊を繰り返して安定核、安定元素になる。例えば、原子番号55のセシウムは中性子数が78個のCs-133が安定している。4個多いと半減期30.17年でβ崩壊するセシウムCs-137だ。β崩壊だから中性子が電子を出して陽子に変わり一つ増え、原子番号56のバリウムBaに変わる。94.4%は興奮状態のバリウム-137m(137mBa、2.6分)で、バリウム-137mからはガンマ線が放出され興奮が収まりバリウムBa-137がうまれる。1個多いと半減期2.06年でβ崩壊す

るセシウムCs-134だ。バリウムBa-134になる。不安定核は宇宙空間を漂う数億年の間に、または天体を作ってから、そうした不安定核はそれぞれの半減期・寿命に応じて崩壊を繰り返して安定核、安定元素になる。

推定45.4億年歳の地球では
原子番号92ウランU-235を核分裂させて作り出している核種、「核分裂生成物」と呼んでいる不安定核は、半減期が数年から数十年だから推定45.4億年歳の地球では、地球が出来た頃に在っても消滅している。地球上に生命が現れる推定40億年前までの間・約5億年の間に消滅している。セシウム137、ストロンチウム90で代表される「核分裂生成物」を天然ガラスは溶かし込んだことはない。「核分裂生成物」の元素を溶かし込んだことがないのなら、それが崩壊する過程で出す熱や放射線を天然ガラスは受けたことが無いことになる。受けたことが無いのなら、影響が大きいだの小さいだの言えない。
根拠がある論に筋が通った推測があるのだろうか。

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原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会が7月29日に新潟市であった。参加申し込みをした。しかし、当日参加できず、ネットで公開されている「当日の資料 (映像資料)・「地層処分とは・・・?」はこちら https://www.numo.or.jp/pr-info/pr/video/#sec_01
(説明用資料)・『説明資料』(PDF形式:607KB)PDF https://www.numo.or.jp/taiwa/pdf/setsumei_taiwa2018.pdf」などを見ての感想。



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ガラス固化体での騙し 原子力発電環境整備機構・NUMOのPR⑦ [使用済核燃料、再処理、廃棄]

原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会について何回かに分けて書いてみる。その7回目、。

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次に、再処理で取り出される放射能、ガラス固化体で廃棄・最終処分される放射能を検討してみよう。まず原子力発電環境整備機構・NUMOの「地層処分」の説明では、明らかに嘘をついている。 図は公開している14分11秒の映像《「地層処分」とは…? エネルギーの過去、現在、未来を見つめて》の2分24秒後である。2018年8月6日に記録した。
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使用済み核燃料の燃料棒を砕き、放射能を取り出しガラス固化体をキャスクに詰める説明アニメの直後にある。だから説明文字『ガラス固化体』が付き、放射能が混ぜられた高温の液体のガラスが、詰め入れられ冷えたキャスクと思われる。その傍に説明役の人、芹澤さんが立ってキャニスタに手を付いている。映像は、放射能をガラスと一緒にして入れて冷えたら、人間が傍に立って手を付いても安全、大丈夫と語っている。そういう原子力発電環境整備機構・NUMOの映像である。
週刊朝日の 2012年10月26日号では〈人間が20秒で死ぬ「ガラス固化体」管理は10万年!?〉と題されている記事では「ガラス固化体は使用済み核燃料を再処理する際に必ず生産されるもので、極めて強い放射能を有し、そのすぐそばに人間が立つと約20秒で致死量の放射線を浴びるというすさまじい物体」と書かれている。 https://dot.asahi.com/wa/2012101700019.html?page=1 原子力百科事典 ATOMICAの〈高レベル放射性廃棄物と処分対策の安全問題(05-01-01-03)〉更新年月 2003年01月 (本データは原則として更新対象外とします。)の記事では、「図3 ガラス固化体の放射能の推移」を掲げて「すぐそばに人間が立つと約20秒で致死量の放射線を浴びる」を裏付けている。
こうした知識があると、NUMOの「地層処分」の説明に「明らかに嘘をついている。」「この大ウソツキが!」となる。 1万年より昔の天然ガラスや、数千年前のガラス工芸品が、いまもって健全な姿を保っているをもって、ガラス固化体の閉込めの性能寿命が長いことを証明する説明にも、同様の「明らかに騙そう嘘をついている。」と考える。
ガラス固化体説明図2分40秒.jpg
続く

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原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会が7月29日に新潟市であった。参加申し込みをした。しかし、当日参加できず、ネットで公開されている「当日の資料 (映像資料)・「地層処分とは・・・?」はこちら https://www.numo.or.jp/pr-info/pr/video/#sec_01
(説明用資料)・『説明資料』(PDF形式:607KB)PDF https://www.numo.or.jp/taiwa/pdf/setsumei_taiwa2018.pdf」などを見ての感想。



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使用済み核燃料は200年ほど貯蔵して置く方が良い、2年以内に回収ウランが利用できなかったら、 原子力発電環境整備機構・NUMOのPR⑥ [使用済核燃料、再処理、廃棄]

原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会について何回かに分けて書いてみる。その6回目、。

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放射能崩壊と放射線の出方の予測情報を踏まえて考えないと、再処理は検討できないと言えそうだ。回収ウランを改めて考えてみる。原子力百科事典 ATOMICAは、回収ウランの利用 (04-06-02-07)で次のように論述している。「回収ウランを利用することは、埋蔵量に限りある天然ウランの使用を節減することになり、その意義は大きい。」「再処理によって発生する回収ウランには、天然ウランより多くのウラン235が残っており、プルトニウムと同様に貴重な純国産資源として再利用することができる。」「回収ウランは、当面、将来のウラン需要に備えた戦略的備蓄と位置付けられている。」
まず先程述べたように、回収ウラン中の放射能崩壊と放射線の出方の予測情報を踏まえて解釈すると、回収ウランを利用するためには、埋蔵量に限りある天然ウランのある程度の浪費を認めなければならない。
回収ウランは貴重な純国産資源云々の下りは、「再処理によって発生する回収ウランは、発生後約2年以内に核燃料の成型加工し原子炉に装荷できれば、貴重な純国産資源として再利用することができる。」である。約2年以降は、回収ウラン中のタリウムTl-208に由来する強力なガンマ線外部被曝が大きくなり、再利用できない。
「将来のウラン需要に備えた戦略的備蓄」の下りは、タリウムTl-208の濃度が回収ウラン発生後約2年の水準に下がり戻るのは約2百年後、それ以降は下がり続けるから利用しやすくなる。回収ウランは「再処理から約2百年以降のウラン需要に備えた戦略的備蓄」と云うことだ。
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核燃料棒中のU-232の量は燃料棒毎に様々だ。このように核燃料毎に違う経歴、例えばボイル気泡の中で過ごした時間や時期とかホウ酸濃度の違い、時間とかの経歴の違いで、U-232の濃度、Th-228の濃度、つまり出るγ線の時間当りの量は、違う。
量は違うが、U‐232の崩壊に連れて徐々に回収ウラン中のTh‐228・トリウム228の濃度は上昇、約10年後まで上昇する点は同じ。約60年後までほぼ同じ高原状態で、2年後の水準に下がり戻るのは約200年後になる点も同じだ。γ線の時間当り量・線量率で見ると、初めはほぽゼロで、0.1年(約36日間)を過ぎると増加し始め、1年後には約36日後の約10倍の線量率になる。10年後には約30倍に上昇(ビルドアップ)する。その高い線量率が、その後の約50年継続する。その下がり始めTh‐228濃度が50年の間はほぼ同じで、約60年後まで高原状態になっている。2年後の水準に下がり戻るのは約200年後になる点は同じだ。日常生活で浴びる最高レベルの2,614keVのγ線が、発生から2年から200年の期間はこのように高い。
だから、発生から2年以内に再処理で回収ウランが利用できなかった使用済み核燃料は、発生から200年ほど貯蔵して置く方が良いのではないか。

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原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会が7月29日に新潟市であった。参加申し込みをした。しかし、当日参加できず、ネットで公開されている「当日の資料 (映像資料)・「地層処分とは・・・?」はこちら https://www.numo.or.jp/pr-info/pr/video/#sec_01
(説明用資料)・『説明資料』(PDF形式:607KB)PDF https://www.numo.or.jp/taiwa/pdf/setsumei_taiwa2018.pdf」などを見ての感想。



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ウランU-232とU-233は同伴。原子力発電環境整備機構・NUMOのPR⑤ [使用済核燃料、再処理、廃棄]

原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会について何回かに分けて書いてみる。その5回目、ウランU-232とU-233は同伴している理由。

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ウランU-233と随伴してウランU-232がある。原子炉の中で中性子線を浴び中性子を獲得したウランU-233から、ウランU-232がうまれるからである。ウランU-232ができる別ルートもあるが、メインなのはこちらだ。
ウランU-233が中性子線を浴び中性子を捕獲すると、反応が3種起きる。一つは、確率1%弱で高速中性子1個を吸収して熱中性子2個を放出する(n,2n)反応が起きて、質量数が減りウランU-232ができる。
約8%の確率でγ線を出し質量数が増えウランU-234にかわる。その後にさらに中性子線を浴び吸収してウラン・U-235になる。ご存知のようにウラン235は核分裂する。

確率約91%で核分裂反応を起こし、エネルギーと中性子が平均2.6個放出される。この中性子が別のウランU-233を核分裂させたり、トリウムTh-232をトリウムTh-233に変える。核分裂が連鎖する。トリウムTh-233は半減期22分でβ崩壊する。質量数は変わらないが、陽子が一つ増え原子番号91のプロトアクチニウムPa-233になる。プロトアクチニウムPa-233は半減期27日で再びベータ崩壊すると、原子番号92でウランU-233である。核分裂で減った分が新たに供給される格好になる。

トリウムは銀白色の金属で、リン酸塩鉱物のモナザイト砂に多く含まれる。主な産地はオーストラリア、インド、ブラジル、マレーシア、タイ。水に溶けにくく海水中には少なく、地殻中にはかなり豊富(10 ppm前後)存在し、燃料用ウランにも含まれている。天然に存在するトリウムは、半減期140.5億年の放射能、トリウムTh-232だけである。地球の年齢が45億年と言われているから、半減期140億年は「安定」と称せると考える。
中性子線を浴び中性子を捕獲するとトリウムTh-233になりウランU-233になる。ウランU-233は核分裂しエネルギーを出しやすいから研究されている。トリウムTh-232からウランU-233を得て利用する核燃料サイクルを「トリウム燃料サイクル Thorium fuel cycle」と名付け研究が蓄積されている。熱中性子での増殖実証実験は加圧水型軽水炉であるアメリカのシッピングポート原子力発電所(PWR)で行われた。Thトリウムだけで構成されているプランケットでは、さぞや増殖したのだろうな。
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ウランU-232ができる別ルート
ウランU-238がアルファ崩壊して、質量数が4減り、陽子数が2減り、原子番号92から90のトリウム-234(234Th、24.10日)となる。それからβ崩壊によって質量数は変わらず陽子が91、原子番号が91のプロトアクチニウムPa-234mができ、半減期1.17分でβ崩壊し、よって原子番号が92でウランU-234が生じる。
この天然で起きる崩壊過程で、ウランU-234は地球上に存在する天然放射性同位体であり、全天然ウランの0.0054%を占めている。ウランU-234はアルファ崩壊して、トリウムTh-230(230Th、7.538万年)となる。
原子炉の中で、トリウムTh-230が中性子を捕獲して量子数230から231になる。中性子が持ち込んだ余計なエネルギーはガンマ線γ線で出される。こうして生まれたトリウムTh-231がβ線を出して半減期25.52時間で崩壊する。トリウム原子番号90からβ崩壊だから、陽子が一つ増えて原子番号91のプロトアクチニウム Pa-231になる。
プロトアクチニウム Pa-231が、原子炉の中で中性子を捕獲して量子数231から232になり、Pa-232ができる。γ線がでる。
Pa-232が半減期1.31日でβ崩壊する。質量数は変わらないが、陽子が一つ増え原子番号92のウランU-232ができる。

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原子力発電環境整備機構・NUMOの、再処理ででる放射性廃棄物を地中に捨てる「地層処分」のPR説明会が

7月29日に新潟市であった。参加申し込みをした。しかし、当日参加できず、ネットで公開されている「当日の資料 (映像資料)・「地層処分とは・・・?」はこちら https://www.numo.or.jp/pr-info/pr/video/#sec_01
(説明用資料)・『説明資料』(PDF形式:607KB)PDF https://www.numo.or.jp/taiwa/pdf/setsumei_taiwa2018.pdf」などを見ての感想。



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