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日本国憲法の秘密-432-

(本日2本目の記事です。前記事-431-

天然のウランでは、
ウラン238―99.3%を占める。非分裂性。半減期が長い(約44億6800万年)
ウラン235―0.7%しか存在しない。分裂性。238よりも半減期は短い(約7億380万年)


核分裂に使えるのは少ない方のウラン235。
核分裂の研究当初、ウラン238と235の「分離」が大きな課題となった。
そしてそれが出来そうもないということで、早い段階から原爆の可能性は多くの人から否定されるに至った。
それでも原爆も原発も消滅することはなく、今日まで生きながらえてきた。
何故か? 「濃縮」にとって代わったからだ。
両者の割合を変えるのが「濃縮」だという。
すなわちウラン235の割合を上げてやるわけである。
ウラン235の割合が20%未満のものを低濃縮ウラン、20%以上のものを高濃縮ウランと呼んでいる。

劣化ウランとは、天然ウランよりもウラン235の割合が低くなってしまったウランのこと。
ウラン濃縮の副産物として生成されるとされており、ウラン235の割合は0.2~0.3%ほどになっているという。
ウラン235の濃度が低下した使用済み核燃料を劣化ウランと呼ぶこともあるが、通常は濃縮による副産物のほうを劣化ウランと言う。

ただ前にも述べたようにここには大きな問題が横たわっている。

両者は原子核の中の中性子の数が違うだけで化学的な性質はまったく同じ。
ウランという同じ元素なのだから陽子の数は同じ。
違うのは中性子の数。非分裂性のウランのほうが3つだけ(仲介者である)中性子が多い。
両者には僅かに質量の差があり、その差でもって「濃縮」しているという。
この質量の違いは中性子3つ分の差ということになる。つまりウラン238の方が少し質量も大きい。
質量とエネルギーは等価である(アインシュタインの法則)ので、質量が大きくなればエネルギーは小さくなる。

ウラン238のほうが保持するエネルギーが少し小さいということになる。
235と238の反発度合は高く同じで(陽子の数)、どちらも不安定な核種ではある。(不安定な核種なのに半減期が長いのはおかしいという疑問はすでに述べてきた)
反発度合(陽子の数)が多いと取り出せる結合エネルギーは小さくなる。
仲介者が3つ多い238のほうが質量が多いとなると、取り出せるエネルギー(保持しているエネルギー)は238のほうが少し小さいということだ。
反発度合が大きいと取り出せる結合エネルギーは小さくなるという法則があるのに、仲介者である中性子が入って235よりは安定している238のほうが取り出せるエネルギー(保持しているエネルギー)が小さいというのはどうにも解せない。
中性子に質量があるのだろうか?中性子は本当に存在するのだろうか?
この点からまたしても根源的な疑問が沸き立つのである。
アインシュタインの法則を否定しない限り、次へと進めない問題である。
原爆開発にアインシュタインの知名度を利用しながら、開発には一切携わらせなかった。
それはアインシュタイン(の法則)が都合悪かったからではないのか。
質量に差がなければ、質量の僅かな差を利用して行っているという「濃縮」は出来ようもない。
(濃縮・分離したとしても自然に崩壊していくのに都合よくパーセンテージを留めておくことなど出来ないことも再三述べてきた)(半減期が違えば全てが崩れてしまうが、半減期の定義や時間にも大いなる疑問がある)


下の図はウラン238がどうやって崩壊していくかというもの。
最初の核種が崩壊したら安定するわけではない。
1(最上段)から始まって15(最下段)の鉛206で安定するまで崩壊し続ける。
どの各種として長く存在するかは半減期による。
崩壊形式としてαやβとあるが、これは崩壊時に放出される放射線である。
この崩壊を人間が留めたり止めることは出来ない。
e0126350_15504741.jpg



核分裂に使えるのがウラン235ということでウラン235が希少で価値があり、且つ危険であると思い込みやすいが、235と238に放射性物質や化学物質(重金属)としての違いはほとんどない。
238の割合が多い劣化ウランは、その名称から「使い道はないけれど比較的安全」と誤解する人がいそうなのだが、決してそういうことではない。
化学的特性や健康へ与える影響は同じである。

放射線について言えば、比較的α線やβ線が軽視されてきたのは、自然崩壊の過程において放出されるα線やβ線の透過力が弱いからである。
つまり外部被爆しても人体などの内部までには届かないだろうという発想の下でのこと。
ウランは原子番号が大きい元素なので鉛などと同様に透過力の大きいX線やγ線の遮蔽効果が大きく、医療用放射線機器等から発生する放射線の遮蔽用途があるくらいである。
自身が放射線を放出するのに遮蔽もなにもあったものではないと思うかもしれないが、これもウラン崩壊にて放出されるα線やβ線の透過力が弱いから出来ることであり、α線やβ線を線量計が感知しないから出来ることである。
このこと(外部被爆)と吸入や摂取によって内部に運ばれてしまう内部被爆は全然違う話となる。


劣化ウランを使用したことがあり保管していたのはチッソ石油化学だけではなく、住友化学工業、三井化学、昭和電工、旭化成工業などでも使用していた時期があり、200トンを超える保管があるのではないかと言われていた。

標準的な原子炉1基の最大出力は100万KWだが、この原子炉を1年間稼働させる場合に燃料として必要な濃縮ウランが30トンで、この30トンの濃縮ウランを作る時にできる副産物としての劣化ウランは160トンにもなるという。(資源的にもエネルギー的にもなんという非効率的な・・・)
崩壊しないでウランとして留まっているものがどれくらいの率なのか知らないが、最低でも190トンのウランが必要ということになる。

震災前2010年3月31日現在の日本の原子力発電所の認可出力は、総計54基、4884.7万kWであった。
これを1年間フル稼働するのに必要な燃料(濃縮ウラン)を作るのに、劣化ウランは7816トンほど生成される。
世界で稼働している原発は450基くらいになるそうで、そうなると何万トンもの劣化ウランが生成される。

日本に原発が誕生して以降、日本はしばらくは濃縮ウランをアメリカとフランスに依存し輸入していた。
1985年に自前の濃縮ウランを目指して日本原燃産業が設立された。
そして1992年3月、青森県六ヶ所村において日本初の商業用ウラン濃縮工場の操業を開始した。
その4ヶ月後に、日本原燃サービスと合併し、日本原燃となる。現在もここが濃縮ウランを担当している。
日本原燃は株主が電力会社で、会長や社長もほとんど電力会社出身者で、取締役も電力や核関連法人や原子炉を製造する日立、三菱重工、東芝などから迎えている。
ちなみに、日立、東芝、三菱重工は、2017年春にも原子力発電向け燃料事業を統合する方向で最終調整に入っているとの報道が9月にあった。


世界で一番濃縮ウランを作っている(作れる設備を持っている)のはロシアである。(ROSATOM・ロシア原子力庁)
その次がアメリカ。(USFC・合衆国濃縮公社)
その次がフランス(イタリア・スペイン・ベルギー・イラン)。(EURODIF)
その次がイギリス・オランダ・ドイツ。(URENCO)
日本はこれらの国にどこにも及ばない。(日本原燃)
10分の1程度の生成能力しか持っていない。


日本が輸入していたアメリカとフランスの濃縮方法はガス拡散法で、その他の国は日本も含めて遠心分離法である。
でも日本原燃では技術力の高さをアピールしている。
アメリカやフランスなどで採用されている「ガス拡散法」に比べて、濃縮効率が高く、電力消費量は約1/10、工場の規模は約1/3程度ですむという大きなメリットがあります。この技術は、旧:動力炉・核燃料開発事業団(現:日本原子力研究開発機構)で開発された“純国産技術”で、高い濃縮効率と安全性を誇っています。
by yumimi61 | 2016-12-15 15:55