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※個人的な備忘録ですので内容に誤りがあるかもしれません・・・
核燃料に使用される化合物は主に酸化ウラン(UO2) 燃料棒とは、ジルカロイと呼ばれるジルコニウムから作られたジルコニウム合金のケースの中に、直径10ミリほどのペレット化した酸化ウランを詰めたもので、中には伝熱を良くするためにヘリウムを封入している。これを200本くらい束ねて燃料の棒を作る。 ジルカロイを使用する理由は、中性子を吸収しないという元素特性と1,767℃という高い融点。 酸化ウランの中心部は非常に高温(2,000℃)以上となるが、正常な運転状態のときは通常ジルカロイの周りには冷却水があり水の沸点を超えることはない。 実際には加圧されているため1気圧の沸点である100℃は超えるが、それでも数百度であるため平常運転時の酸化ウラン周辺温度は高くても1,000℃以下であり、ジルカロイの融点を越すことはない。 今回の地震で緊急停止装置が作動し、制御棒を入れて臨界反応を停止させることはできたが、中心部で2,000℃以上周辺部でも1,000℃近い温度の核燃料を冷却する必要がある。 本来であれば非常用炉心冷却装置(水を炉心に注入する装置)が作動するはずであったが、この装置の発電機が津波により損傷し動作しなくなってしまった。 冷却されなくなるとどうなるのか? 核燃料の温度は上昇し一部でジルカロイの融点を超え溶融する。 この溶融により、高圧で封入されているヘリウムが流れ出る。 それとともに核分裂生成物のクリプトン、ヨウ素、セシウム137等も流れ出る。 このジルカロイの溶融が燃料棒破損? ジルカロイが完全に溶融してしまうと酸化ウランが炉心の底に溜り、もしもそこで臨界がおこると自発的な核分裂により発熱を始めるようになる。 これが炉心溶融? つまり、核燃料を格納しているケースであるジルカロイの一部が溶けて、内部のヘリウムに乗って核分裂生成物が放出される状態が燃料棒破損で、そのケースが全部溶けて、中身の核燃料が一箇所に集まって、臨界条件を満たしたら核分裂が止まらない・・・これが炉心溶融ってこと? ちなみに英語のmelt downにはっきりした定義はなく、燃料棒破損、炉心溶融の別は明確でないようです。 原発事故としては、燃料棒破損の状態でかなり深刻な状態じゃないのかなぁ。 これがもし炉心溶融なんてことになったら・・・ おまけに、燃料棒は通常は強固な格納容器に入っていますが、今問題になっている使用済み核燃料はごく普通のプールに入っているらしいです。 格納容器が無い状態でもし万が一臨界状態になってしまったらどうなるの? ということで決死の放水が行なわれたのですね。 水素爆発のおかけで建物が吹っ飛んで、外からの放水で水を足せるのが幸か不幸か(´・ω・`) とにかく現場で作業にあたっている方のご無事を祈るしかないです。 ありがとう、ありがとう、ありがとうございます。どうかご無事で・・・
by mauming
| 2011-03-21 22:40
| 日記
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