核エネルギーとは ボリス レドシュイチャック教授 キエフ（ウクライナ共和国） Supercourse, International Editorial Board 核エネルギー・原子力・原子力発 電所・原子力爆弾・核医学・核防護 Reference :Wikipedia 核エネルギー ー 歴史 1898年 フランスの物理学者 ピエールキュリーとポーラン ド人の妻のマリヤ スクウォ ドフスカ キュリーは、ピッチ ブレンド（瀝青ウラン鉱）の 残渣のなかに大量の放射 線を発する物質を発見し、 ラジウムと名づけた。 Pierre Curie Reference :Wikipedia Marie Curie, Sklodowska 核エネルギー ー 歴史 1917年 核物理学の父である Ernest Rutherford は、 核分裂を 初めて実現させた。 1932年、 John Cockcroft と Ernest Waltonは、加速器を用い、 リチウムに陽子を衝突させて、完 全に人為的に二つのヘリウムの 原子核を生成することに成功した。 Ernest Rutherford Reference :Wikipedia 核エネルギー ー 歴史 1932年、James Chadwick が中性子を発見。 1934年、ローマでEnrico Fermiらは、ウラニウムに 中性子を衝突させて、世界初の実験的核分裂に成功し た。 1938年、ドイツ人化学者のOtto Hahn とFritz Strassmannは、オーストリア人の物理学者Lise Meitner とその甥のOtto Robert Frischとともにはウラ ニウムへの中性子照射による生成物の実験を行った。 Reference :Wikipedia 放射線の分類 -粒子線 -アルファ粒子Alpha particles - ベータ粒子Beta particulate -電磁放射線 -ラジオ波Radio waves -マイクロ波Microwaves -紫外線Ultraviolet light -ガンマ線Gamma radiation -X線X-radiation 中性子 原子核 陽子 中性子と陽 子を2個ずつ 失った原子核 アルファ粒子 γ アルファ粒子 アルファ粒子(記号α ) は、 電離放射線の一 種であり不安定な原 子核から放出される。 アルファ粒子は陽子2 つ、中性子2つからな るヘリウム4の原子核 である。 Alpha Emitter Atomic Number americium-241 95 plutonium-236 94 uranium-238 92 thorium-232 90 radium-226 88 radon-222 86 polonium-210 84 ベータ粒子 ベータ粒子は、放射性原子 の原子核から放出される粒 子であり、電子と同等の粒 子である。電子との違いは、 ベータ粒子が原子核由来 であるのに対して電子は核 外にあることである。 ベータ放射体の例: トリチウム コバルト60 ストロンチウム90 テクネシウム99 ヨウ素-129 ヨウ素-131 セシウム-137 ガンマ線 ガンマ線は電磁波の一 種である。ガンマ線は電 磁波の中で最も大きな エネルギーを持つ。 ガンマ線は、不安定な原 子（放射性核種）の原子 核から放出される。 ガンマ線は最も広く 利用されている放射 線源であり、現在よく 使われる放射線同 位元素は以下の3つ である。 cobalt-60, cesium-137, technetium-99 m. 高エネルギー放射線 年間線量 (mrem/year) 放射線源 年間線量 (mrem/year) 人工利用 宇宙線 （太陽など 宇宙空間 からの放射 線） 医療 （主に診断 目的のX線） 建築材 原子爆弾か らのフォール アウト 人体 原子力発電 家庭用電化 製品 （主にテレビ から） 核エネルギー － 歴史 米国で第一号の原子炉は、 1942年 12月2日に臨界に達したChicago Pile-1 である。これはマンハッタン計 画の一部であり、 Hanford Siteにお いて世界初の広島・長崎の原子爆 弾を製造するためのプルトニウムを 精製することを目的としていた。 広島・長崎への原爆投下 地上で撮影した長崎の原爆 核エネルギー 世界初の原子力発電は、 1951年12月20日、アイダホ 州Arco近郊の実験施設EBR1 で行われ、100kwの電力 が生じた。（なお、Arco原子 炉は1955年に世界初のメル トダウンを起こした） 核エネルギー 世界で最初の原子力発電 所は1954年にロシアで建 設されたオブニスク原発で、 5 Mweの出力であった。 オブニスク原発のコントロールパネル Photo: Ilya Varlamov AM-1原子炉は2002年に停止 Photo: Alexander Belenky / BFM.ru 原子炉 安全性と放射性廃棄物の処理が懸念され ているとはいえ、2009年の時点で、世界の 発電量の15%が原子力発電である。原子力 推進の軍艦はこれまで150隻以上建造され ている。 原子力発電所 多くの国では現在も原子炉の開発を進めている。 中国、インド、日本、パキスタンなどでは高速炉と 熱中性子炉をどちらも開発中である。韓国と米国 では熱中性子炉のみを開発しており、南アフリカ と中国では高温ガス炉の一種であるペブルベッ ド・モジュール炉 (PBMR)が開発中である。 原子力発電所 世界の原子炉の位置 （軍事目標） 低レベル放射性廃棄物 鉱山 鉱山 使用済燃料 核燃料 サイクル 鉱石 民間埋立施設 核燃料 加工 精錬 濃縮 高レベル放射 性廃棄物 再処理 尾鉱沈殿 変換 国家地価貯蔵所 燃料棒としては使用できないが、安 全に保管する必要あり。将来的な 活用の可能性。 劣化ウラン貯蔵 核燃料サイクル • • • • • • ウラン鉱石の採掘・精錬 変換・濃縮 燃料棒への加工 原子炉での発電 再処理 または 放射性廃棄物処理 – 民間施設における低レベルのもの – 原子力発電所または地価貯蔵所における高レ ベルのもの 原子炉の工程 核分裂 反応 乾燥した貯蔵庫 保護カバー ふた 中性子シールド 金属製密閉容器 鋼鉄製容器 トラニオン 挿入された燃料棒 中性子シールド 外側の骨組み 燃料庫の穴 核兵器の 歴史 最初の原子爆弾 トリニティ実験 核 爆 弾 ツァーリ・ボ ンバ(爆弾の 皇帝の意) ソ連の原子爆弾: 1939-1955 ユーリ・ハリトン(Yuli Khariton) ：ソ 連の核兵器プログラムの父の一人 ハリトンは、エリート物理学者集団の一人 で、イーゴリ・クルチャトフと共に1940年 代に旧ソ連の核兵器開発プログラムに着 手した。彼はサロフで核兵器を研究し、ア ルザマス- 16（ニックネーム：“ロスアルザ マス”）と命名し、1946年4月から、彼は最 初の科学ディレクターとして45年間従事 した。 核 兵 器 核 兵 器 核爆弾・核保有国 核拡散防止条約下の核保有国（中国、フランス、ロシア、 英国、米国） 核拡散防止条約未加盟の核兵器保有国（インド、北朝鮮、 パキスタン） 申告していない核保有国（イスラエル） 米国が疑っている核兵器保有国（イラン、シリア） NATO軍の武器の受領者 米国は以前は核兵器を保有 兵器の進歩 核 医 学 核医学とは、診断 に少量の放射性 物質を使用して医 療用画像を作成 したり、様々な病 気を治療する分 野である。 世界のエネルギーの消費 経済が過渡期の国 参考: IEA 発展途上国 2015-2030 年に諸国が使用する 核エネルギー ラテンアメリカ：3 + 2 新しい予測（チリ、ペルー） 西ヨーロッパ：9 + 3 新しい予測（イタリア、ポルトガル、ト ルコ） 東欧：10 + 3 新しい予測（ベラルーシ、カザフスタン、 ポーランド） アフリカ：1 + 5 新しい予測（アルジェリア、エジプト、リビ ア、モロッコ、チュニジア） 中東南アジア：3 + 1 新しい予測（バングラデシュ） サウスイーストアジア太平洋：0 + 4 新しい予測（オースト ラリア、インドネシア、マレーシア、タイ） 極東：3 + 3 新しい予測（北朝鮮、フィリピン、ベトナム） 参照: IAEA 天然燃料のエネルギー量 ウラン238 ：86.7% U-238 - 86,7% Coal -：8.7% 8,7% 石炭 ガス Gas ：3.4% - 3,4% 石油 Oil ：0.8% - 0,8% Uウラン235 -235 - 0,4% ：0.4% 地域別核エネルギー KWh/cap (2007) 北アメリカ 参考: IEA 西ヨーロッパ 東ヨーロッパ 極東 その他 核の大惨事 大きな核戦争; 少数の核爆発による軍事衝突; 軍（いわゆる“攻撃目標”）の特定の目標に対する いくつかの核爆発の利用; テロリストによる核爆発が起きた時の都市の破 壊; 居住地域の重大な規模での放射能汚染; 予期しない核兵器の爆発事故、または核兵器を 含むその他の事故; 核施設での重大な事故、 特に電気を生産する 原子炉; 核と放射能事故 ウラル核惨 事：マヤーク 災害 Kyshtym waste クイシトゥイム廃棄 物災害 (1957) disaster, 1957 Orphans – Explosion at Soviet weapons factory forces evacuation 兵器工場の爆発により1万人以上がウラル山脈 of over 10,000 people in Ural Mts. に避難した。 ロードアイランドの大きさの地域が居住不可能・ – Area size of Rhode Island still uninhabited; thousands of cancers reported 数千件の癌が報告された。 原子力と放射線の事故 1979年当時 のスリーマイ ル島の原子力 発電所 原子力と放射線の事故 事故後の原子炉 4号機 (中央). タービン塔 (下方左). 3号機 (中央右) 1986年4月26日 プリピャット,ウクライナ 写真提供： Jason Minshull チェルノブイリ原発事故 チェルノブイリ原発事故 被爆の被害を最小限 にするための予防措 置は、ウクライナ、ロシ ア、ベラルーシの広い 地域で行われた。 移転者の総数は15 万人以上だった。 チェルノブイリ原発事故 チェルノブイリの原発事故の 健康被害に関するアセスメン トと将来のネガティブな影響の 予防は、これらの問題を解決 するために国際的な科学、経 済的、人道的な努力の組み合 わせで行われる。 今日のチェルノブイリ 西側諸国からの旅 行者で混みあうチェ ルノブイリ 今日,”シェルター”は放射線廃棄物(RAW)の 一時保管場所になっている. “シェルター”は建物 の制御システムとし てだけではなく、工 場内の放射線の状 況を監視するシステ ムとしても設置され ている。 原子力と放射線の事故 原子力船 テロの危険性 9/11インディ アンポイントの 近くを飛行機 が通過 （産業への新たな挑戦） 濃縮した燃料を製造するリスク • 水と電気の最大級の利用者 – パデューカ、ケンタッキー州、オークリッジ、テ ネシー州、ポーツマス、オハイオ州 • 労働者におけるがんや白血病 – 火災と大量被ばく – オクラホマの製造工場のカレンシルクウッド • 爆弾の材料の盗難の危険性 人体の放射性被爆に影響する3要素 距離 時間 隔離 放射線からの防御 うつ伏せ姿勢 自然地形 壁による保護 2人用の壕 排水溝内 排水溝 車内 1人用の壕 排水溝 図4-1：爆風と熱に対する簡易防護策 注意：ポンチョやゴム、プラス チックの物で壕のふたをしない こと 図4-2：良い防護策 屋内 放射線からの防御 屋外 保護策なし 家の地下 地下ではない室内 わずかな保護案 家のシェルター 良いプロテクション 最高のプロテクション レファレンス Nuclear Disaster Powerpoint Lectures - Google Web Search Bookmarks
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