カホフカダム決壊でザポリージャ原子力発電所のリスクが高まる

2023年6月6日の爆発により、ウクライナ東部のドニエプル川のカホフカダムが破壊された。 この破裂により、エネルホダル市にあるザポリージャ原子力発電所の上流にある貯水池の水位が低下した。 この貯留層は、停止した原子炉と使用済み燃料を冷却するのに必要な水を供給する。使用済み燃料は、原子力発電所を駆動する核分裂反応によって完全にではなく大部分が枯渇したウランである。

同原発での戦争の影響を監視するため現地に査察官を配置している国際原子力機関は、差し迫った危険はないとの声明を発表した。 それにもかかわらず、ダムの破壊により工場で災害が発生するリスクが増大し、その地域で進行中の戦闘によってそのリスクはすでに高まっています。

対談では、南カリフォルニア大学教授で原子力安全の専門家であるナジメディン・メシュカティ氏に、水位の低下が原子力発電所の安全性と、原子力発電所の使用済み燃料に対する継続的なリスクにとって何を意味するのかについて説明を求めた。

なぜ水位の低下が発電所にとって脅威となるのでしょうか?

当面の状況は非常に不安定になっています。 ダムは工場の下流にあるため、洪水によって工場が危険にさらされることはありません。 しかし、この工場は冷却システムのために川の主要な貯水池から水を汲んでいます。 下流のダムが損傷したため、この貯水池は排水されています。

同原発は6基の原子炉が冷温停止しているため、通常のような大量の水を必要としない。 しかし、発電所には依然として 3 つの目的で水が必要です。停止した原子炉からの残留熱を減らすため、使用済み燃料を冷却するため、そして発電所の外部電源が失われた場合に非常用ディーゼル発電機を冷却するためです。

原発の運転員は貯水池から冷却池に水を汲み上げており、そのためIAEAは原発には数カ月分の水が十分にあると述べた。 しかし、それは最終手段であり、だからこそ冷却池を無傷のままにしておくことが重要であると同庁は述べた。 発電所が冷却池を失った場合、唯一の希望は、2011年の日本の地震と津波の後に福島原子力発電所で行ったのと同じことを試みることだろう。彼らは、太平洋から海水を汲み上げるために巨大な送水ポンプを導入した。それらを冷却するための原子炉。 発電所の運営者はドニエプル川から水を汲み上げる必要があるかもしれません。

稼働中であろうと閉鎖中であろうと、原子力発電所の 2 つのライフラインは水と電気です。 新たに開始されたウクライナの反撃は、これら2つの生命線をさらに危険にさらしている。 ロシア占領以来、工場は大きな被害を受け、7回も外部電源を喪失した。 私の当面の懸念は、冷却ポンプに電力を供給する最後の残存電力線がプラントに失われると、非常用ディーゼル発電機に頼らざるを得なくなることです。 発電機が 20 台あり、オンサイトに保管できる燃料はわずか 10 ～ 15 日分です。 反撃の進行中に燃料を入手することも大きな課題です。

原子炉が冷温停止するとはどういう意味ですか?

原子力発電所で熱を発生させる核分裂反応は、多数のウラン燃料棒を近接して配置することによって発生します。 原子炉を停止するには、核分裂反応を止めるために燃料棒の間に制御棒を挿入する必要があります。

温度が低下すると、反応器は冷却モードになります。 米国原子力規制委員会によると、温度が華氏 200 度 (摂氏 93 度) を下回り、原子炉冷却システムが大気圧になると、原子炉は冷温停止状態になります。

原子炉の運転中は、熱を吸収し、破局的な連鎖反応を引き起こす燃料棒同士の溶融を防ぐために冷却が必要です。 原子炉が冷温停止状態にある場合、同レベルの循環は必要なくなります。

ザポリージャ原子力発電所は加圧水型原子炉を使用しています。

冷温停止状態にあると、プラントの安全性はどのように向上しますか?

閉鎖により、大きなリスク要素が取り除かれました。 ザポリージャ原子力発電所は加圧水型原子炉です。 これらの原子炉は常に冷却する必要があり、冷却ポンプは巨大で強力な電気を消費する機械です。

冷温停止とは、一次冷却ループ内の冷却水を循環させるために一次冷却ポンプを常に同じレベルで稼働させる必要がない状態です。 これで、少なくともプラントが外部電源を失っても、運転員は動作中の原子炉を不安定なディーゼル発電機で冷却しようとする心配をする必要がなくなる。

そして、すべての原子炉を停止することで、発電所の運転員は、敷地周辺で不確実性が続く中、原子炉を監視するというかなりの作業負荷から解放された。 これにより、人的エラーの可能性が大幅に減少しました。

オペレーターの仕事は、以前よりもはるかに負担が少なく、ストレスも少なくなるでしょう。 しかし、停止した原子炉と使用済み燃料プールの状態を常に監視する必要がある。

工場の使用済み燃料にはどのようなリスクがありますか?

同プラントには、格納容器構造内にある6つの巨大な使用済み燃料プールを冷却し、停止した原子炉から残留熱を除去するための信頼できる電力源が依然として必要である。 使用済み燃料プールの冷却ポンプは、原子炉の一次および二次ループの冷却ポンプよりもはるかに少ない電力で済み、使用済み燃料冷却システムは短時間の停電に耐えることができます。

もう1つの重要な要因は、2017年のウクライナ政府によるIAEAへの報告書によると、ザポリージャ原子力発電所の使用済み燃料プール内の使用済み燃料貯蔵ラックが容量を増やすために圧縮されたことである。 保管されている使用済み燃料棒の数が多くなり、圧縮されるほど、発生する熱も多くなり、冷却するためにより多くの電力が必要になります。

これらの巨大なコンクリート製シリンダーには使用済み核燃料棒が保管されています。 ザポリージャ原子力発電所は、使用済み燃料の多くを屋外でこのようなキャスクに保管しています。米国原子力規制委員会

同工場には乾式使用済み燃料貯蔵施設もある。 乾式使用済み燃料貯蔵では、使用済み燃料棒を巨大なシリンダーまたはキャスクに詰め込む必要があり、水やその他の冷却剤は必要ありません。 キャスクは燃料棒を少なくとも 50 年間保管できるように設計されています。 しかし、キャスクは工場の格納容器の下になく、旅客機の衝突に耐えるように設計されているものの、砲撃や空爆、特に度重なる攻撃によってキャスクが割れて放射能が放出されるかどうかは不明である。工場の敷地内へ。

このシナリオに最も近い類似点は、国家研究評議会による独創的な研究によれば、乾式キャスクを破壊し、使用済み燃料から放射性物質が放出される可能性があるテロ攻撃である可能性がある。 これは、燃料の粒子や破片の飛散、あるいは放射性エアロゾルの飛散によって起こる可能性があります。 これは「汚い爆弾」の爆発に似ており、風向きや飛散半径によっては放射能汚染を引き起こす可能性がある。 これにより、工場へのアクセスや工場内での作業に重大な問題が発生する可能性があります。

IAEAと国連の次のステップ

IAEAのラファエル・マリアーノ・グロッシ事務局長は2023年5月30日、国連安全保障理事会でザポリージャ工場の状況について説明した。 同氏はロシアとウクライナに対し、紛争によって工場が危険にさらされないよう求めた。 グロッシ氏は安全保障理事会に何度か出席している。 ダムが決壊する１週間前、同氏はこれが市議会に対して行った最も重要な説明だったと述べた。 現在までに安全保障理事会から決議案は提出されていない。

この状況は急速に進展しています。 そして何かが起こって放射線が放出されれば、それは世界中に広がることになります。

これは、2022 年 9 月 13 日に最初に公開された記事の更新版です。この記事は、原子力発電所の下流にあるダムの破壊に関するニュースと、リスク軽減に関する国連安全保障理事会に対する IAEA の報告書を含めて更新されました。プラントに戦闘ポーズをとります。

ナジメディン・メシュカティ氏、南カリフォルニア大学工学・国際関係教授

この記事は、クリエイティブ コモンズ ライセンスの下で The Conversation から再公開されています。 元の記事を読んでください。