現代ビジネスが、NHK『メルトダウン』取材班が9月20日に出版した『福島第一原発 1号機冷却 失敗の本質』の要点を紹介しました。同書は6年間にわたる1000人以上の関係者取材と約428時間に及ぶ東電テレビ会議のAI解析によってまとめられた力作だということです。
福島原発の原子炉を冷却するため はじめはヘリコプターで海水を投下したり、消防ポンプ車による放水を行いましたが、その後原子炉内に通じる配管を利用して冷却水をポンプで圧入しました。当然圧入ラインは途中様々なところに分岐していますが、東電は各分岐ラインは弁によって閉止されていると考えていました。
ところが実際には復水器に行くラインの弁が開いていたために、3月23日にそれが是正されるまで圧入した全水量が復水器に注入されていました（原子炉の高さは19ｍ～22ｍ）。
復水器に水が抜けていたということ自体は以前に報じられましたが、「3月23日まで1号機の原子炉に対して冷却に寄与する注水はほぼゼロだった」ことが、原子炉や格納容器の圧力に関するパラメーターを解析することで確認されました。
ところで、最初からラインが正確に構成されていればメルトダウンは起きなかったのかについては、3月11日の午後7時には1号機のメルトダウンが始まっていて、消防車による注水が始まった時点では、核燃料はすべて溶け落ち、原子炉の中には核燃料は全く残っていなかったと推測されるということです。
如何に原子炉のメルティングが迅速に進むものであるということと、迅速で的確な初期対応が死活的に重要であることが分かります。
システム状況解析ソフトによれば、メルトスルーした核燃料とコンクリートとの反応がが始まったのは3月12日午前2時で、注水継続を判断した同日の午後7時過ぎには、コンクリートの侵食はおよそ2･1ｍに達し、冷却が行われないままで同月23日午前2時半には深さは3･0ｍに達したなどのその後得られた知見も紹介されています。
デブリについては、缶体に一部がこびりついているデブリを本当に削り出して保管するのがいいのか、それとも削らずこのまま塊で保管するのがいいのか、そういう問題もあるとも言及しています。
さまざまな興味深い事柄が書かれていそうです。
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福島原発事故、原子炉に届いた冷却水は「ほぼゼロ」だったと判明
事故から5年半が経って分かった
NHK『メルトダウン』取材班 現代ビジネス 2017年9月20日
「福島第一原発 1号機冷却「失敗の本質」 (講談社現代新書) 2017/9/20）
官邸や東電本店の要請に従わず、海水注水を強行した吉田昌郎福島第一原発所長。日本中が喝采を送った「海水注入騒動」だが、事故から5年半経って原子炉にほとんど水が入っていなかったことが判明した。
『福島第一原発 1号機冷却 失敗の本質』は、6年間にわたる1000人以上の関係者取材と約428時間に及ぶ東電テレビ会議のAI解析によって浮かび上がった数々の「1号機冷却失敗」の謎に迫った調査報道の力作だ。本書から一足先に「届かなかった海水注水」をめぐる衝撃の事実を特別公開する
。
ほとんど注水はされてなかった
2016年9月7日。福岡県久留米市内のホテルはどこも珍しく満室だった。
春と秋、年に2回行われる日本原子力学会の大会に参加するため、全国から原子力関係者が、久留米市に集まっていた。
学会では、原子力安全や放射性廃棄物処理、高速炉などの次世代炉開発、核燃料など様々な分野の専門家が研究成果を発表する。その時点の最新の知見が発表されることもあり、メルトダウン取材班にとっては、継続して取材を続ける対象の一つになっている。
取材班が注目していたプログラムの一つが、国際廃炉研究開発機構（IRID）による発表だった。テーマは「過酷事故解析コードMAAPによる炉内状況把握に関する研究」。最新の解析コードを用いて、福島第一原発事故がどのように進展し、どこまで悪化していったのかを分析するものだ。
東京電力が初めてメルトダウンを起こしたことを公式に認めたのは、事故から2ヵ月以上経った2011年5月15日。今から見ると解析結果は楽観的といえるものだった。
当時、東京電力は、解析コードMAAPを用いて1号機の炉心状態をシミュレーションし、「解析及びプラントパラメータ（原子炉圧力容器周辺温度）によれば、炉心は大幅に損傷しているが、所定の装荷位置から下に移動・落下し、大部分はその位置付近で安定的に冷却できていると考える」と結論づけた。
かみ砕いていえば「1号機はメルトダウン（炉心溶融）を起こしたものの、圧力容器の底が溶かされて燃料が容器の底を突き抜けるメルトスルーはごく限定的で、核燃料デブリは原子炉内にほとんどとどまっている」とされていたのだ。しかし、いまやそのように考えている専門家はほとんどいない。
いまでは大量のメルトスルーが起きたことは、もはや専門家間で共通の認識であり、関心事は、格納容器に溶け落ちたデブリの広がりが、格納容器そのものを溶かしているかどうか、という点に移っている。
今回の発表の特徴は、これまでの“どれだけ核燃料が溶けたか”に主眼を置いたものではなく、“どれだけ原子炉に水が入っていたか”という点に注目したことだ。その結果は、関係者に衝撃を与えた。
「3月23日まで1号機の原子炉に対して冷却に寄与する注水は、ほぼゼロだった」
事故当時に計測された、1号機の原子炉や格納容器の圧力に関するパラメーターを解析によって再現するためには、原子炉内への注水量を“ほぼゼロ”に設定しないと再現ができないことから、結論づけられたものだ。
東京電力が1号機の注水量が十分でないことに気づき、注水ルートを変更したのが事故発生から12日経った3月23日のことだ。それまでは、1号機の原子炉冷却に寄与する注水はほぼゼロだったというのだ。
会場はざわついていた。詰めかけた関係者の中で、最初に質問したのは全国の電力会社の原子力分野の安全対策を監視・指導する立場にある原子力安全推進協会（JANSI）の幹部だ。
「事故から5年以上たって、初めて聞いた話だ。いまだにこんな話が出てくるなんて……」
発言には明らかに不満が込められていた。事故から5年以上経過しても次々と出てくる新たな事実。最新の解析結果の発表は事故の真相の検証はいまだ道半ばであることを物語っていた。
浮かび上がった注水の「抜け道」
福島第一原発事故対応の“切り札”とされた消防車による外部からの注水。それが原子炉へ向かう途中で抜け道があり、十分に届いていなかった。
その可能性を最初に社会に示したのは、メルトダウン取材班だった。
取材班は2011年の事故発生直後から消防車による注水にいくつかの疑問を持っていた。2011年9月9日に発表された消防車からの吐出流量と原子炉近傍の流量が異なるという矛盾。さらに、本来空っぽであるはずの3号機の復水器が満水であるという東京電力からの不可思議な発表。
本当に消防車による注水は原子炉に十分に届いていたのか。本格的な検証を始めたのは2012年秋頃からだった。当時、後に公表される“吉田調書”はまだ未公開だった。取材班は、事故当時に公開されていたテレビ会議を詳細に読み解くことを試みる。
すると3号機への海水注入が始まった後の3月14日午前3時36分、原子力部門の最高責任者で副社長だった武藤栄と吉田が、3号機の消防注水の有効性を疑う会話を交わしていたことがわかった。
武藤「400t近くもうぶち込んでいるってことかな？」
吉田「ええ、まぁ途中で1時間位止まってますから」
武藤「ということは、あれだな、ベッセル〔原子炉圧力容器〕、満水になってもいいくらいの量入れてるってことだね」
吉田「そうなんですよ」
武藤「ちゅうことは何なの。何が起きてんだ。その溢水しているってことか、どっかから」
吉田「うん、だからこれやっぱ、1号機と同じように炉水位が上がってませんから、注入してもね。ということは、どっかでバイパスフローがある可能性が高いということですね」
武藤「バイパスフローって、どっか横抜けてってるってこと？」
吉田「そう、そう、そう、そう、そう。うん」
では、消防注水の抜け道は、どこにどのようなメカニズムで生じるのか。そして原子炉に届く水の量はどの程度なのか。取材班は独自に入手した3号機の配管計装図（P＆I D）という図面をもとに専門家や原発メーカーOBと徹底的に分析した。
すると、消防車から原子炉につながる1本のルートに注水の抜け道が浮かび上がった。その先には、満水だった復水器があった。
検証を続けていた東京電力
実は、こうした“抜け道”は3号機だけではなく、1号機にも存在していた。しかもその漏洩量は、3号機をはるかに上回るものだった。
2013年12月になって、東京電力は事故の教訓を広く共有するため、技術的な分析「未解明事項」を発表した。報告によると、1号機には10本、2号機・3号機にはそれぞれ4本の「抜け道」が存在するというのだ。2011年3月23日までほぼゼロだった1号機への注水量。その原因はこの10本の抜け道にあった。
これだけの抜け道が存在する1号機の原子炉にはいったいどれだけの量の水が入っていたのか？ その詳細を知るには最新の解析コードによる分析が必要だった。
福島第一原発の1号機、2号機、3号機にいつどれだけ水が入り、どのように核燃料はメルトダウンしていったのか、最新の解析コードで分析するBSAF（Benchmark Study of the Accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station 福島第一原発事故ベンチマーク解析）とよばれる国際共同プロジェクトが進んでいる。
事故の翌年2012年から経済協力開発機構・原子力機関（OECD/NEA）が始めたこの取り組みは、世界各国の原子力研究機関や政府機関がそれぞれ所有する過酷事故解析コードを改良しながら、福島第一原発事故の進展と現在の状況を分析する世界最先端の研究だ。
その運営を担う機関が東京・港区西新橋にある。エネルギー総合工学研究所。電力会社や原発メーカーのOBに加え、外国人研究者が名を連ねる日本でも有数の研究機関だ。
同研究所原子力工学センターの副センター長の内藤正則は福島原発事故前から日本独自の解析コードSAMPSONを開発し、BSAFプロジェクトの中心的役割を担う人物だ。
2017年2月、NHKでは内藤を含めた専門家を交え、1号機への注水など事故の進展に関する分析を行った。内藤は、BSAFの取り組みを通じて各国の研究機関がシミュレーションから導き出した“現時点で最も確からしい”としている最新の注水量を告げた。
「1秒あたり、0・07～0・075リットル。ほとんど炉心に入っていないことと同じです」
国際機関が検証している最新の注水量。多く見積もっても、1分当たり1・5リットルペットボトルの半分程度しかない注水量に専門家たちも衝撃を受けた。
5年以上にわたって事故の検証を続けてきた内藤が提示したのは、この章の冒頭でIRIDが原子力学会で発表した数値より具体性を持った数値だった。
生み出された大量の核燃料デブリ
しかしながら、1号機の注水ルートに「抜け道」がなければメルトダウンを防ぐことができたのか？ 答えはNOだ。
吉田が官邸の武黒からの指示を拒否し、注水を継続していた局面は3月12日午後7時過ぎのこと。しかし、SAMPSONによる最新の解析によると、1号機のメルトダウンはこの24時間前から始まっており、消防車による注水が始まった時点では、核燃料はすべて溶け落ち、原子炉の中には核燃料は全く残っていなかったと、推測されているのだ。
注水の遅れは事故の進展や廃炉にどのような影響を与えたのか。内藤は「MCCIの進展に関してはこの注水量が非常に重要になる」と口にした。
MCCI（Molten Core Concrete Interaction）は“溶融炉心コンクリート相互作用”と呼ばれ、溶け落ちた核燃料が原子炉の底を突き破り格納容器の床に達した後、崩壊熱による高温状態が維持されることで床のコンクリートを溶かし続ける事態を指す。
SAMPSONによる解析では、MCCIが始まったのは3月12日午前2時。1号機の原子炉の真下の格納容器の床にはサンプピットと呼ばれる深さ1・2メートルのくぼみがあり、そこに溶け落ちた高温の核燃料が流れ込むことで、MCCIが始まった。
それから13時間後。吉田が注水継続を判断した3月12日の午後7時過ぎには、侵食はおよそ2・1メートルまで達していたと推定される。
当時の消防車からの吐出量は1時間あたりおよそ60トン。東京電力の1号機事故時運転操作手順書（シビアアクシデント）によれば、この時点での崩壊熱に対して必要な注水量は、15トンとされている。つまり消防車は必要量の4倍の水を配管に注ぎ込んでいたのである。
この水が、原子炉、あるいは格納容器の床面にある溶け落ちた核燃料に確実に届いていれば、コンクリートの侵食は十分に止まるはずだった。
しかし、消防車から注ぎ込まれた大量の水は、途中で「抜け道」などに流れ込んだことで、原子炉にたどり着いた水は“ほぼゼロ”。コンクリートの侵食は止まることなく、3月23日午前2時半には深さは3・0メートルに達した。
その結果、もともとあった核燃料と原子炉の構造物、コンクリートが混ざり合い、「デブリ」と呼ばれる塊になった。1号機のデブリの量はおよそ279トン。もともとのウランの量69トンに比べ4倍以上の量となった。
日本原子力学会で福島第一原子力発電所廃炉検討委員会の委員長を務める宮野は、大量に発生したデブリが、今後の廃炉作業の大きな障害となると憂慮する。
「279トンってもの凄い量ですよ。しかも核燃料とコンクリートが入り混じって格納容器にこびりついている。取り出すためにはデブリを削る必要がありますが、削り出しをすると、デブリを保管するための貯蔵容器や施設が必要になっていく。
本当に削り出して保管するのがいいのか、それとも、削らずこのまま塊で保管するのがいいのかって、そういう問題になっていく。保管場所や処分の方法も考えなければいけない」
内藤が続ける。
「当時の状況では厳しいでしょうけど、いま振り返ってみればもっと早く対応ができなかったのかと悔やまれますね。2011年3月23日、1号機の注水ルートを変えたことで原子炉に十分に水が入るようになり、1号機のMCCIは止まりました。
では、あと10日早く対応していれば、コリウム（溶け落ちた核燃料などの炉心溶融物）によるMCCIの侵食の量は少なくて済んだ。少ないです、ものすごい……」
廃炉を成し遂げる道に立ちはだかる、1号機格納容器の底にある大量のデブリの取り出し作業。消防注水の抜け道が存在し、MCCIの侵食を食い止められなかったことは、今後長く続く廃炉への道の厳しい状況を生み出してしまったのだ。
