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どうかしら?

一見まともそうな発表だが、疑問点が些か残り・・・まくるなぁ。

汚染土を密封、線量が大幅低下…保管技術開発
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20120223-00000677-yom-sci

放射性物質で汚染された土砂や廃棄物を、特殊な建材を組み立てたピラミッド状の囲いの中に密封して保管する技術の開発に、北九州市立大の伊藤洋(よう)教授(55)(放射性廃棄物工学)らの研究チームが成功した。
福島県内での実験では放射線量が密封前の約40分の1まで低下しており、近く普及に乗り出す。
汚染土をコンクリートで覆ったり、地中保管したりして封じ込めるのに比べ、短期間で簡単に組み立てられ、環境汚染の心配がないのが特徴。伊藤教授が日鉄環境エンジニアリング(東京)、旭化成ジオテック(同)と共同で開発した。
米軍が開発した高密度のポリエチレン製の籠状の建材をピラミッド状に何層も積み上げ、その中に汚染土を入れる。放射性物質を吸着する粉末剤を混ぜた土の層で上下を覆い、放射性物質が外に漏れないようにする。


ここで言う放射線はガンマ線を指すわけで、その減衰は単なる物理量である 密度×厚さ= に依存する。
この報道で言えば当該物質は高密度ポリエチレンで・・・その密度は水よりも小さい。
一方、セシウム137のガンマ線に対する水の半価層は17センチ程度と考えられる。
とすると約40分の1までに減衰させるには、少なくとも半価層の5倍以上の厚さが必要で有るので。
(半価層は放射線を半分にするのに必要な物質厚さ、2倍になれば1/4に、4倍になれば1/8・・・)
以上から考えると単なる高密度ポリエチレンの力だけで約40分の1に低下したなら、容器の厚みは1m近いものになる。

ハッキリ言ってこんな厚みの容器を使うのは・・・今の日本では馬鹿げた選択だ。

何かと言えば、高密度ポリエチレンなんて石油の固まりと同義語、貿易収支が悪化してる現在では無茶。
強度が許す範囲で中空にした容器内部に単に水を満たす(言わばポリタンク)で同じ効果が得られる。

今回の計測値・・・汚染土はそのままの表面で、密封した後は当然密封容器の外側表面で測定したのでは無いだろうか?
放射線は距離の自乗に反比例する性質が有るわけで、測定条件を同一にする必要がある。

この場合、表面線量率の変化など無意味で、当該土砂条件・測定条件を同一にして、間に上記遮蔽体の有無だけの測定が必要。

上記物質の力だけで本当に遮蔽できたとするなら・・・原理は簡単で内部に重金属を均質化したもの以外にはあり得ない。

また一方で、汚染土砂等をそのままこの様な方法で隔離するのは余りにも非現実的であると言わざるを得ない。

広域処分場を早期に確保して、六ヶ所村での低レベル廃棄物処理場と同じ処置する方が簡単だ。


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tag : 放射性物質

余りにも情けない

NHKの「あさイチ」で食卓の食材中に含有される放射性物質を測定すると言う有る意味立派な調査を行うも、
測定数値の評価を誤ってしまったってお粗末で騒動になってしまったそうな。

NHK「あさイチ」がセシウム誤測定で説明 有働アナ「ご迷惑を…」
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20111215-00000520-san-soci

NHKの朝の情報番組「あさイチ」が食事に含まれる放射性物質量を誤って放送した問題で、NHKは15日、同番組内で改めてミスの経緯を取り上げ、「検出器の不具合で、放射性物質の種類と量を示すグラフがずれて表示されため」と説明した。



その数値を再評価した訂正放送が行われたが・・・一般の人には判りにくいって案配である。

さてまずもって判りにくさの最たるモノが「検出限界」というモノ。
コレは何を意味するのか・・・・

その測定においてノイズとして測定されるレベルから標準偏差3σ誤差を超えた有意な数値であると判別できる
数値以下であったと判定されること。

下に掲げるスペクトル図を見れば判るが、ピーク部分以外は比較的なだらかなカーブを描いている。
着目するピーク部分チャンネル前後の一定数チャンネルの変動を評価式で計算し、これ以上の計数が有れば有意とみなすと言う下限値を求める。その数値から必要な係数で補正したのが検出限界値である。

この辺ある程度の詳細解説は下記を参照に
www.pref.niigata.lg.jp/HTML_Simple/686/808/1512yamazaki.pdf

最初の放送では「検出できなかった」って言葉尻から評価を「ゼロ」としてしまったらしい(呆)。
実際には 「××未満」 と言う表現でなければならない。

では実際の測定とはどの様な事をするのか?
ゲルマニウム半導体検出器は入射したガンマ線が結晶内で起こした相互作用により発生したパルスの分解能が良い為、ガンマ線スペクトル分析に用いられるが・・・その測定は精密で有るが故に効率が非常に悪い(^^;。
どういう事かと言うと、入射したガンマ線が全エネルギーを結晶内で失った場合のみ有意な測定になる。
それ以外の測定値は全て・・・邪魔な値の積み上げにしかならない。

smear_s.jpg

図は産業技術総合研究所つくばセンターで測定された降下物の測定結果のスペクトルである。
赤が 3月15日のサンプル、緑が 3月19日のサンプル 、青がサンプル無しのバックグラウンド測定

何も試料が無くても、自然界に存在する天然放射性物質や宇宙線の影響で青のようなスペクトルが必ず得られる。
実際の試料を測定すると赤や緑のようなスペクトルを得る、注意すべきは左目盛りは対数であることです。
強度の高い赤のスペクトルの様なサンプルの場合、低エネルギー側に主ピークを持つ核種の検出限界値は高い数値になりやすい。

この様に得られたスペクトル図と言うのは・・・ゲルマニウム半導体検出器が吐き出した各パルスを、
マルチチャンネルアナライザと言う分析装置でチャンネル毎に仕分けしてカウントした結果を、チャンネル計数値で
図に描画したものであり実態は

チャンネル 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 チャンネル
001 20 21 18 19 16 24 17 8 14 27
010 19 28 21 16
020
・・

なんて言う味気のない数値の羅列に過ぎません。
これらのチャンネルと実際の放射線とを対比させるのが「校正」と呼ばれるもので、標準線源と言うモノを一定条件で
測定し、チャンネルとエネルギーの関係を数式化及び測定効率を得ます。

今回の騒動はこの校正がズレていたと言うことですが・・・実際の処はもっと深刻なミスです。
と言うのは、ミスはCs-134の測定でBi-214を誤認したと言う事なんですが・・・
Cs-134は沢山のガンマ線を放出する核種で、主なエネルギーと放出比が下記のようになります。

エネルギー  放出比
569.331 15.373
604.7210 97.62
795.864 85.46

即ち分析において主ピークだけでは無く「サブピークの有無を確認すると言う基本」を怠った可能性が高いのです。

この手の間違いは福島事故の最中にも起こりましたが・・・あの時は修羅場のような状況でしたから仕方ないとは思いますが、
今回のこのケースでは十分な検証時間が有った訳で・・・余りにもお粗末だったと思います。

それからサンプル試料の絶対量が少なすぎますね(^^;・・・100グラムなんて。
ウエル型サンプル容器で500グラム以上ってのが必要とされる分析じゃなかろうか?。


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tag : 放射性物質 測定

信用して貰えないのも仕方ないが

福島の二号機で核分裂が起こった可能性で騒いでいるが・・・有る意味当然の様に起こっている事象に過ぎない。

福島第一原発2号機、臨界か…ホウ酸水注入
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20111102-00000173-yom-sci

東京電力は2日、福島第一原子力発電所2号機の格納容器内で核分裂した際に生じるキセノンと見られる放射性物質を極微量検出したと発表した。
キセノン133は半減期約5日、同135は半減期約9時間と非常に短いため、原子炉内で一時的に小規模な臨界が起きた可能性もあるとしている。東電の松本純一・原子力立地本部長代理は2日の記者会見で、「原子炉の冷却は進んでおり、大きな影響はない」と述べた。東電と政府は、原子炉を安定的に冷却する「冷温停止状態」の年内実現を目指しているが、今後慎重な判断を迫られそうだ。
東電は2日未明、中性子を吸収して核分裂を止めるホウ酸水を注入した。2号機の原子炉の温度や周辺の放射線量に大きな変化は認められていない。松本本部長代理は「核分裂反応が連鎖的に起きる再臨界が継続している状態ではない」としている。
原子炉に存在する中性子による核分裂が起きたか、あるいは2号機で注水を増やしたことで炉内の水温が低下し水の密度が増えたことによって、局所的な臨界が起きた可能性があるとしている。
2号機では、先月末から格納容器内のガスに含まれる放射性物質をフィルターで除去するシステムを稼働させており、キセノンは1日、このガスから検出された。検出濃度はキセノン133、キセノン135ともに1立方センチ当たり約10万分の1ベクレル。極微量のため、東電は再検査を日本原子力研究開発機構に依頼する。
1~3号機のなかで原子炉の冷却が遅れていた2号機は、9月14日から注水増を実施。同28日に冷温停止状態の条件である原子炉圧力容器の底部温度が100度を下回り、今月2日午前5時現在で76度と安定して低下傾向になっている。
◆臨界=核物質の反応が連続的に起こること。核燃料中のウランなどの原子核は、一定の割合で分裂を起こし、熱や中性子を出す。出てきた中性子が他のウラン原子核にあたると、そこで再び核分裂が起きる。原子力発電では中性子の発生の頻度や速度を制御して臨界状態を持続しているが、条件が整えば自然な状態でも臨界は起こる。



そもそもこの手の核分裂性物質は外部からの中性子供与による核分裂以外に、勝手に分裂してしまう「自発核分裂」と言う現象を持っている。
下記は代表的な核分裂性物質であり福島原発内部に存在する核種の自発核分裂収率というもので・・・
意味としては 1キログラムの当該物質が有った場合、1秒間に何回の核分裂が自発的に起きるか?と言うものである。
原発は通常ウラン235の連鎖反応核分裂によって運転されるが、連鎖反応が止まった状態では他の物質による核分裂の方が多いことが判る。

235U: 5.60 × 10-3 回/s-kg
238U: 6.93 回/s-kg
239Pu: 7.01 回/s-kg
240Pu: 489,000 回/s-kg

実際問題原子炉内部には10トン~100トン単位のウランが存在するわけで、しかも極端に収率が高いプルトニウム240ですらキログラム程度の蓄積があるのが常識である。
よって今回の事象については東電も自発核分裂であろうとの推定を発表している。

東電「臨界ではなかった」キセノン原因は自発核分裂
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20111103-00000503-san-soci

東京電力は3日、福島第1原発2号機で検出された放射性キセノンについて、核分裂が連鎖的に起きる「臨界」によるものでなく、一定の割合で自然に起きる「自発核分裂」が原因と判断したと発表した。東電の松本純一原子力・立地本部長は「臨界ではなかったという評価はできた」と述べた。
東電は、2日に明らかになった微量のキセノン検出を受けて、日本原子力研究開発機構の分析も併せ、原子炉内で臨界が起きたかどうかを判断するための分析を続けていた。
東電や経済産業省原子力安全・保安院は、溶融した燃料で局所的に臨界が起きた恐れは否定できないとしていた。
松本氏は「(自発核分裂は)停止中に見られる原発でもみられる現象だ」とした。



しかしながら・・・この事故では発表が恣意的に隠された事が多々有るため・・・一般には「又か?」って反応が多そうだ(^^;。

よって今回の事象を少し掘り下げて考えて見ると。
報道では格納容器内のガス濃度として「1立方センチ当たり約10万分の1ベクレル」が観測されたとなっている。
すると格納容器の内容積をサプレッションチェンバ込みで凡そ12000立米と仮定すれば(出力の近い島根2号機を参考)、格納容器内のキセノン133は凡そ総量として

 1.0E-5 × 1.2E10 = 1.2E5 = 12万ベクレル  存在することになる。 E-5 は 指数です

放射能は一般式で表すと

 dn/dt = -λN

上式は 単位時間に崩壊する核種数は 崩壊定数 λ と そこに存在する核種数 N によるというまぁ当たり前の話。
崩壊定数 λは 非常に小さい数字なので 普通は 半減期 と言う時間に換算した値が用いられており

放射性核の個数が現在の数の 1/2 に減少するまでの時間 Tを半減期といい、
次式で与えられる。

    T= loge2/λ   λ=  loge2/T

今回計算にはキセノン133を考え、これの半減期が 5.247日 となっている。
とすると採取されたサンプルの採取時間における格納容器内のキセノン133の実核種数は

  N = 120000 × (5.247×24×60×60)/0.693 ≒ 7.85E10 個  → 785億個

コレがどんな意味を持つのか?を考えると、高校レベルの理科で習ったアボガドロ数 6.02E23 と言う数から考えると・・・非常に小さいことが判る。

実際問題としては、核分裂による収率を凡そ7%とし、更にこのキセノンの起源が過去の未臨界反応であると仮定した場合の補正を考慮しても
核反応が起きた数は 上記の計算結果の 1万倍を大幅に超える規模では無いと推定できる。

とすれば、1E14個の核分裂反応によるエネルギーを今度は考えてみる。

1個の核分裂反応により放出されるエネルギーは 200MeV = 3.2E-11 J(ジュール)   
   1カロリー = 4.187 ジュール

よって 1E14 × 3.2E-11 ≒ 3000ジュール

この程度のエネルギーが一度に放出されても・・・水温がピクリとも動かないのは明白です。

そして一方、炉内に30トンのウランが有ると仮定した場合、上記の自発核分裂収率から計算すれば 
炉内では最低でも 20万個/秒  の自発核分裂が起こっている事になる。
核分裂収率を先ほど 7% としたが、即ち炉内では 毎秒 14000個のキセノンが生み出されていると考えても良い。

放射能の性質は 「単位時間に壊れる核種数」 をベクレルとしている訳であるので、最初の計算による総量12万ベクレルというのは 毎秒壊れている数とも言い換えられる。

即ち 壊れる数と 生み出される数 に極端な差違が無い訳で(殆ど誤差みたいなもの)、結局東電の説明は妥当と考えても良い。

しかしながら・・・訂正につぐ訂正発表が続いたしなぁ・・・信用されないのもやむ無しか。

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tag : 原子力発電所 放射性物質

予想通りのお粗末

まぁ予想通りというか・・・システム構築手法そのものが間違っている。

福島第1、汚染水浄化システム停止 運転再開見通し立たず
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20110618-00000521-san-soci

東京電力は18日、福島第1原発にたまった高濃度の放射性物質(放射能)を含む汚染水の浄化システムが運転を停止したと発表した。浄化システムは17日夜に本格運転したばかりだった。セシウム吸着装置は1カ月に1度のペースで交換する予定だったが、放射線量が想定よりも早く交換基準に達したため停止したという。運転再開の見通しは立っておらず、汚染水を浄化システムで処理し、原子炉に入れて冷却に再利用する「循環注水冷却」の開始時期のめども立っていない。
東電の松本純一原子力・立地本部長代理は18日の会見で「7月中旬に完了する(工程表の)『ステップ1』への影響はない」と強調。システムの運転再開時期については「1週間程度で対応できる」と述べた。
東電によると、浄化システムは17日午後8時に本格運転を開始。その後、セシウム吸着装置に設置された線量計が設備の交換基準の4ミリシーベルトに達したため、18日午前0時54分にシステムを停止した。吸着装置は1カ月に1度の交換を想定していたが、運転開始後わずか5時間足らずで交換基準に達した。吸着装置周辺の配管内を流れる高濃度汚染水から出る放射線を測定し、線量計の値が上昇した可能性もあり、東電は「原因を究明した上で、対応を考えたい」としている。



元々の高汚染水のレベルを考えれば・・・いきなり今度の設備で運用したらアカンのは子供でも簡単に予想できる。

高汚染水の総量は約11万トン程度であるが・・・含有する放射能総量は72万テラベクレルにも達していると想定されている。
即ち平均値として汚染水1トン当たりで 数テラベクレル と言う濃度になる。
よって1日当たり1200トン処理して1ヶ月運転したら・・・その間装置を通り抜ける放射性物質の総量は幾らか?
計算するまでもないが・・・約20万テラベクレルにも達する。
そしてこの装置の処理能力が 万分の1程度の分配係数を持つとされている。
結局フィルター部分にはこの20万テラベクレルの殆どが集まってしまうのだ。
こんな放射能量になるような装置に元々人が近づけることなどあり得ない話であり・・・元々の設計そのものが間違っている。

この様な場合効率の低い前段フィルタを多重で設けることが絶対に必要である。
その上でフィルタには自動での逆染装置を併設してフィルタの自動交換を頻繁に実施する事が当たり前である。
即ち多段数の前置フィルタでオーダーを徐々に下げないとこんな高汚染水は処理など出来ない。

報道されている内容で考えると、1200トン/24h が5時間でお手上げなので処理したのは恐らく 250トン。
するとフィルタに集まっているのは 1000テラベクレル級に達している可能性が高い。

セシウム137が点線源として1テラベクレル存在すると その線源から1mの距離での線量率は 80ミリシーベルト/hに相当する。

上から考えれば・・・・この装置を1ヶ月連続運転できると真剣に考えていたなら・・・アホすぎる。


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tag : 原子力発電所 放射性物質

高汚染水漏洩するよりは

高汚染水の漏洩が止まらない以上、比較にならない低汚染水と置き換えるのはヤムを得ない。

東電、低レベル放射線汚染水を海に放出へ 法定濃度の100倍
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20110404-00000543-san-soci

福島第1原子力発電所の1~6号機のタービン建屋などに強い放射性物質(放射能)を含む汚染水がたまっている問題で、東京電力は4日、比較的、汚染レベルの低い水がたまっている集中廃棄物処理施設内と5、6号機の地下水を、それぞれ明日から海に放出すると発表した。東京電力によると、海へ放出する低レベルの放射性廃液は法律で定める濃度の約100倍。高レベルの汚染水を移す仮設タンクの設置が間に合わず、やむなく低レベルの汚染水を海に放出することにした。


出口を塞ごうとしても塞げない以上、兎にも角にもタービン建屋へ漏洩している高汚染水そのものを除去する事が逆に漏洩の対策にもなる。
その移送先候補が満水であり・・・現在漏洩している汚染水より数段低い汚染であるなら・・・高汚染水とトレードするのは必然でもある。
実際の処、漏洩した後の有る意味希釈されたサンプルで数千倍ってレベルのものと、大元で100倍って物件とでは影響が違いすぎる。
まずは高汚染水を管理できるタンクに回収し・・・漏洩ルートを塞ぐ事が急がれる。
集中環境施設も浸水被害を受けた筈だが・・・タンク自体は水没しなかったのかな?。
又放出ラインのポンプは無事だったのか?

しかし・・・今までの通常運転で極力放出量を減らそうと努力してきた事の如何に虚しい事か。


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tag : 原子力発電所 放射性物質

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