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原子炉の動作原理と事故発生の相関

2013-04-01 12:41:29 | 脱原発依存
エネルギー回収(熱)を核分裂連鎖反応を利用する事を目的とした反応炉が原子炉と言われるものなのであり、国内で稼動する原子炉は2種類に大別されるのである。
(1)軽水沸騰水型(BWR)アメリカのジェネラルエレクトリック社(GE)が開発した発電プラント用の原子炉であり、東芝と日立が採用している。
(2)軽水加圧水型(PWR)アメリカのウェスチングハウス社(WH)が開発した軍事用(空母、潜水艦)と発電プラント用で、三菱重工が採用している。
原子炉により熱回収は火力同様に蒸気なのであるが、核燃料の核分裂連鎖反応を利用する為、熱回収行為を冷却行為として位置付けしているのである。
原子炉の炉心部位での核分裂連鎖反応は高温を伴い、放置すると数千℃に達し原子炉自体が溶融する事となるのである。
その熱を下げる行為を冷却と称するのであり、(BWR)(PWR)共に冷却材は水を使用しており、その経過として蒸気が発生し、蒸気タービンにより発電機を回し、発電するのである。(エネルギー回収)
蒸気タービンには復水器が付加されており蒸気を水に戻して原子炉の冷却水として循環し、炉心温度を300℃付近に均衡するのである。
原子炉内部に於ける核分裂促進には中性子が介在しており、燃料棒は中性子を遮断し、核分裂を抑制の上、原子炉を停止に導くのである。
原子炉停止を冷温停止と称し放射性同位体である燃料集合体を燃料棒で覆い核分裂を抑制し、冷却水により放射性同位体の崩壊熱を除去の上、常温に維持するのである。
原子炉運転時には燃料棒を燃料集合体から外して中性子の干渉を促進の上、核分裂連鎖反応に導くのであり、その時点を原子炉操業における臨界点と称するのである。
冷却水(軽水)水位を徐々に下げる事で炉心温度が上昇し出力は増加するのであり、(BWR)に於いては炉水の表面が沸騰して蒸気が発生し、圧力容器の上部を満たす事となrり、蒸気タ―ビンで熱回収し、復水器で常温水に復元して原子炉炉心に循環し、冷却するのである。
炉心冷却水位を上下する事で主力を増減する事となり、原子炉と蒸気タービンは閉ループを形成する事で規定の温度と炉内圧力を維持するのである。
(PWR)は一次冷却水系と二次冷却水系の冷却系があり、一次系は原子炉と蒸気発生器の閉ループ形成であり、冷却水を加圧し、蒸気発生器一次側を高温水で循環するのであり、蒸気発生器二次側は下部は高温水で上部は蒸気となり、蒸気タ―ビンと復水器を閉ループで循環し、炉心を冷却するのである。
原子炉運転(操業)時に於ける保安要件として(1)気タ―ビン故障時の主蒸気緊急遮断の対処(2)冷却水回路崩壊時の対処(3)地震(災害)の緊急停止(4)全電源喪失時の対処等種々の安全対策が成されているのである。
原子炉スクラム(緊急停止)は燃料棒を数秒以内で燃料集合体に装着ど同時に主蒸気遮断弁を閉じて原子炉を隔離の上、炉心を封水し崩壊熱除去を開始するのである。
原子炉操業時は蒸気タ―ビンによる熱回収で冷却を維持するのであり、炉心冷却が全てなのである。
炉心冷却が途絶えると炉心空焚きにより炉温は最終的には数千℃に達し、メルトダウン(炉心溶融)→メルトスル(炉心抜け)に至るのである。

東電福島第一発電所の1号機~3号機のメルトダウンは地震による原子炉スクラム(緊急停止)は達成されたのであるが、1号機は東電運転員の非常用腹水器の操作ミスにより原子炉隔離時冷却が途絶えてメルトダウンに至ったのである。
2~3号機は原子炉スクラム並びに原子炉隔離時冷却全て達成されていたのであるが、2号機は全電源喪失時に於ける自立回路である原子炉内部蒸気を利用した蒸気タービン駆動の注水ポンプが原因不明で停止し、メルトダウンに至ったのである。
3号機は直流電源が確保されている間は自立回路である蒸気タ―ビンは機能していたのあるが、バッテリーが上がり潮流電電喪失で自立系が停止し、2号同様にメルトダウンに至っており、全電源喪失時の自立回路停止は納得出来ないのであり、製造メーカである(GE社)の見解を要すると思われるのである。
4号機は定期点検で冷温停止していたのであるが、3号機からの水素ガスによる誘爆なのである。
当該事故は東電社員の研修並びに訓練不足は政府と東電の過失責任を問う必用があり、アメリカのGE社の見解によっては製造物責任(品質管理)をと問う事となるのである。
原子力発電は運転(操業)及び停止(原子炉隔離時冷却)及び使用済燃料の保管時冷却の三段階の冷却維持が必用とされ、冷却維持が困難となった場合には大災害が発生するのであり、今や安全神話は完全に瓦解したのである。
東電事故要因の記述は国会事故調の報告書の解析結果であり、その内容はプラント制御技術者にとっては充分納得できる範疇の報告書である。
規制委の新安全基準は全て後付け対策そのものであり、プラント制御のフエールセール要件としては通用しなにのである。