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■福島原発事故の収束シナリオ

認識とレビュー

２０１１年３月１１日マグニチュード９を超える地震が発生した。複数のプレートが接しつつ沈み込む地点の構造運動だけにその規模は大きく、陸域の被災が広域であったのみならず海底、地下、地底での変動も報道されている以上に大きいと思われる。引き続き誘発された津波の規模も人間が抵抗できる限界は超えていた。
福島原子力発電所は地震により自動停止した。自家発電装置に切り替わり、津波が襲うまでの時間、ポンプは稼働し炉心の水も、使用済み燃料プールの水も循環し、冷却システムは設計どうり働いたといわれている。津波は自家発電装置を壊滅させポンプを回す電源がすべて失われた。冷却システムが停止すると燃料棒の温度が上昇し手に負えない状況が発生することは原発の基本というか、ある意味、温度上昇さえ起きなければ核も危険なものではないと言えるほどである。電源を失い対処の選択肢を欠くなか、消防の提案で消防ホースから海水を注入することになった。いかなる理由で東京電力は躊躇したのか。この提案の採用に時を要し、初動ミスといわれている。以降も続く対応のまづさから、東電の担当者、責任者は、ことの重大性に対する認識が低く、危機意識が欠如し、原子力を扱う自覚と事故への対処能力が欠けていると言わざるをえない。事態を総合的に把握しているならば、循環停止に伴い、炉心の燃料棒のみならず、使用済み燃料棒も温度上昇することは自明であり、これらはすべて同時に並行し、対策を打ち出していなければならなかった。
設計の観点から、使用済みと使用中の燃料棒を同一建屋内に置くことは利点があるからであろうが、不慮の事故にも対応できる利点なのか。今回は仇になった。学者か技術者か責任者か、燃料棒の温度と放射線の活性強度を比較し、危険度に順位付けを行い対応に優先順位を付けた。すべきでない判断を下し圧力容器への海水注入に集中した結果、使用済み燃料プールの対処を怠り、問題を大きくしてしまった。
テレビ解説に登場する学者や専門家たちは一様に使用済み燃料棒が大事故を誘引する可能性の低さを強調していた。その背景には監督官庁、政治主導を主張する政治家たち、隠ぺい体質の東電、都度呼び出される権威者や学者、で構成された検討会や委員会が存在し彼らの意見を代弁しているものと推察される。危機管理能力に優れた人たちによる英知とはとても考えられない。

最初に問題を複雑化したのは水素爆発であった。４号機は休止中のため使用済み燃料から発生した水素が爆発の原因であった。同様に使用済燃料を保管冷却していた１号、３号機も類似の原因であった可能性はないのか。１，３号は炉心溶融により発生した水素が圧力容器からリークしさらに格納容器からも漏れて建屋の天井にたまったと説明している。水素は軽いので最上部が問題の場所であろうが、圧力容器や格納容器の頂部はそれほど弱く簡単にクラックが生じうるものか。同様の地震を受けたにもかかわらず女川原発やその他爆発のない発電機建屋内の容器には損傷の報告がない。１，３号機の圧力容器は損傷を受けかつ炉心にも溶融が発生していると思われるが、その原因は水素爆発ではなかったか。そしてもし水素爆発がすべて使用済み燃料により誘引された可能性があるならば、その対応を軽んじ、危機管理を怠った専門家や担当者の罪は大きい。冷却システムの停止に伴い水素が発生する可能性は東電技術者の熟知するところであったはずである。建屋頂部に水素を逃すベント口がなぜないのか。開口窓が無いなら自家発壊滅を知った直後、建屋天井にドリルでベント穴をあけるべきであった。その時点では放射能濃度に関する作業環境はまだ悪くなかったはずである。この一点を取っても東電の事故処理能力、危機管理能力は低く担当者としての疑問を持たざるをえない。水素爆発により瓦礫が飛び散り、プラントが破損し、高放射能が垂れ流し状態になったと言える。２号機のサプレッションプールがリークし水位が保てなくなった原因も水素爆発かもしれない。２号機はＴＶ映像を見る限り、建屋の屋上に排気口のようなものが数か所存在する。建屋が比較的原形をとどめている理由であろう。クラックは内部の蒸気圧上昇によるものか、外部の水素爆発による衝撃が原因かはデータがないためわからない。しかし容器内の圧力低下は、高濃度の放射性物質を含有する冷却水が格納容器の底部あるいは建屋の床に漏洩し、危険な水たまりを生み出したことを意味する。
次に問題なのは冷却するため散水、放水、注入した水の量である。やみくもに入れたとしか思われない。プールや容器が貯めうる以上の何倍もの量である。最大級の地震と津波の衝撃を受けたプラント、建築基礎、地盤である。いたるところ割れ目、裂け目がネットワークを作っているだろうことは想像に難くない。満杯になったなら冷却水はあふれ出たであろうし、満杯にならなければ損傷部から漏れ出たに相違ない。床にたまり、さらに地上や地中に流出し人間の制御不能な状況を作り出した。また水蒸気の出ることは一定の効果がある証拠だとして高熱の何かに向かって水をかけつづけた。海水の時は揮発性が一段と良かったかもしれない。かくして高放射能物質は空中にも飛散し、人工的にジェネレートされながら長期間地域一帯を汚染し続けているのである。天災に端を発したことは事実だが、その後は人災が事態を悪化させ続けているように思われる。
放射能汚染、被爆、被害などについても整理しておきたい。
① 福島原発地域をひとつの高放射線源としてそれの外部へ与える静的影響
この場合の放射線量強度は距離の二乗に反比例する。したがって同心円により危険性は弱まるので、１０キロ、２０キロ、３０キロによる政府の避難区分及び対処はこの範疇に限っては十分である。

② 水素爆発及び水蒸気や油性の煙により飛散した放射性物質の動的影響
１、３号機と４号機では飛散した放射性物質が異なる可能性がある。いずれにせよそれぞれの爆発日時、煙の種類、爆発規模、風向や天候の時系列変化などを克明に調査分析する必要がある。これらと地表のサンプルや測定データを照合する。粒子の大きい物質や重量の重い物質は爆発の力で吹き飛ばされたかもしれない。同一元素のマッピングなど共通点が発見されれば汚染の程度が明確になり、土壌再生や生物環境の改善などにつき、正しい対処が可能になる。

③ ドライベントにより放出、飛散した放射性物質の動的影響
この関係では２号機に対し行われたことの詳細を分析する必要がある。蒸気圧上昇の経過、注入水との関係、サプレッションプールの圧力低下、流出したであろう水量、水蒸気量、ベントの蒸気量、圧力低下度、風量、風向、晴雨、気温などの気象データを詳細にシミュレートしなければならない。②、③は動的問題であり今日もジェネレートされ続けているため、汚染の形状を円形では対処できない。距離も断定できないが、３０キロでは不充分であろう。放射性物質は風により拡散しつつ運ばれる。元素の種類や物質の形状、重量により旅行する距離は異なるが、最も影響の大きい要素は風力と地形であろう。出来事に対応するそれぞれの吹き溜まりを突き止め汚染の内容や特徴を追及、追跡することが、今後の予測に大きく役立つ。報道情報からは飯館村、浪江町、南相馬市の一部が吹き溜まりに該当するが４０キロ以上原発から離れている地点もある。残念ながら元素別のデータはないので危険の程度は不明であるが、仮に２０ミリシーベルト毎時の有害放射線量を２０日間受けざるを得ない飯館村の環境は（３月末現在）ほぼ１０ミリシーベルト+自然バックグラウンド+その人がすでに医療などで受けた被ばくなどの総量ということになる。この状況を放置している政府や専門家さらにマスコミは、根拠なく風評被害などと軽軽しく言うべきではない。測定範囲、測定密度、測定頻度において満足できる情報を開示しているならばともかく、現状では必要以上に警戒すべきであり、食したのち高濃度の被ばくをしていましたでは間に合わないし、政府の後追い発表など心から信用すべきではない。今や自分の判断で身を守るべきで放射線被害、核燃料汚染とはそのような性質のものであろう。雨天の時警戒すべきは水道水だけではない。吹き溜まりの予想される地域では空から直接高放射性物質が降り注ぐ可能性すらあることを、常に意識すべきである。

④ 原発敷地内における問題
残念ながら東電という隠ぺい体質の営利企業がコントロールしているため極めて不透明である。たとえば
Ａ．下請けいじめともとれる危険な現場作業を発注し、保安責任を十分に果していない。靴、手袋を含む防護服の遮蔽能力が十分か。必要個数供与しているか。発表がないが疑わしい。３人の水たまり被ばく者から類推するに例外的事項ではなく常習のにおいを感じる。
Ｂ．放射線濃度を測定できる警報つき携帯センサーについて、東電は“浸水による故障で台数が不足しているため、（個々人でなく）作業現場一か所に対しセンサーを一台貸与している“という。事件がなければ隠しておくつもりであったろう。何を差し置いても用意すべき保安上最重要機器である。外部の追及がなければ取り寄せる努力さえしない体質の会社が、電力供給という公共事業を担当してよいのか。
Ｃ．中央制御室地下の水たまりについて東電の検査責任者は“前日の検査時には水たまりが認められず線量も高くはなかった“と報告している。半分の水量をポンプでくみ出すのに３日を要していることから、また他の建屋にも同様の水たまりがある様子から、この報告はとても信じがたい。
以上の言動は犯罪と言えないか。しかも会社ぐるみの行為と思われるが、追及することをしない監督官庁の保安院やマスコミも同罪に値しよう。

⑤ 発電所の地下に漏洩している高放射能水による汚染敷地内とくに建屋の地下は地震、津波、水素爆発によって、多くの割れ目、裂け目、が生じそれらが通じ合ってネットワークを形成していると想像する。ここに無尽蔵の高放射性物質を含有する冷却用注入水が継続して流入している。注入をやめると燃料棒の発熱に負けるのでこのジレンマから抜け出すことは当分（長年）できない。地下に浸透性の地層があれば汚染の範囲はさらに拡大する。海側への汚染はすでに明白で、今後は魚介、海藻、プランクトンへの影響を継続して広範囲に調査、分析し注意して生活しなければならない。これは風評被害による漁業への影響レベルの問題ではない。パンドラの箱を開けた人類の生存と核分裂という止められない活動の戦いでありもっと危機意識を高めるべき大問題なのである。敷地内、及び近傍の地下や土壌汚染の様子は将来ボーリングにより精査するしかないが、この調査を東電に行わせてはならない。

収束シナリオの提案

使用済み燃料棒を取り出す。
問題解決にあたって複数の問題を同時に処理することはさらに副次的事件を発生させる可能性があるし、困難も伴う。１号から６号及び共用プールの使用済み燃料を現在の場所から他のエリアに移動したい。そのための受け皿として、古タンカーを改造する。タンクは機能として保管庫、冷却水庫、汚染水濾過庫に大別する。
保管庫の壁は放射線を遮蔽するべくコンクリートで覆いその表面を鉛で内張りする。天井は開閉できるようにしクレーン操作できるようレールや操作室などをつける。できればリモートコントロールにしたい。保管庫と冷却水庫は循環できるようパイピングするが冷却効率を上げるべく工夫する。一方、冷却水は海水と循環することは自明である。保管庫の汚染水はタイミングを見て汚染水濾過室の水と循環するように設計する。ろ過フィルターの交換は無人操作にしたい。甲板部にはドラム缶をコンクリート詰めするためのヤードを設置する。高放射性物質を詰め込んで安全な場所で長年保管するためのものである。このタンカーからはろ過システムで高濃度に集積されたフィルターと、冷却システムで発熱の心配がなくなった使用済み燃料棒またはその中のペレットがあげられる。これらを細断しドラム缶に入れコンクリートで固化する。一定量貯まると後述の保管場所へ移動する。
上記のタンカー改造の間、原発の建屋頂部の作業環境を整える。
瓦礫などの除去は当然だが、使用済み燃料プールが露出するまで建屋の骨組みを切断し取り外さなければならない。ヘリコプター、クレーン、ロボットを駆使しての作業になるが、極力遠隔操作すべく工夫が必要である。燃料棒取り出し準備が完了すればタンカーが接岸できるまでの間、水蒸気の空中飛散を防ぐためテント地などを重ねてカバーしておく。
上記の準備作業と並行しタンカーの係留場所を建造する。
津波、台風の影響を比較的受けない場所として瀬戸内海が候補地か。無人島があれば最善である。
切り割の堀を建設し平常時はこの中に鎖で係留する。頻度は不見識なるも防蝕ぺイントや牡蠣殻の除去を定期的に行えるようドック機能を設備する。
タンカーの電力、動力は基本的に搭載のタービンでよいが、係留中の電力として太陽発電や風力発電装置を設置したい。最も新設したいのは満潮を補助力にした海水を揚水する発電装置である。
化石燃料が節約できるこの方式がうまくいけば、周囲を海に囲まれた日本の電力事情は一変するに違いない。
高放射性物質及び被ばくにより高放射線を発するようになった物質をドラム缶に入れ、セメント詰めすることは先に述べた。それらの缶を安全に保管し後世へバトンタッチする場所を用意しなければならない。陶土を採掘した露天掘りの跡地か死火山のカルデラ地形などが候補地となる。少し掘り下げ床面に傾斜を持たせ排水を良くする。地表面はコンクリートで舗装する。数多く格納できるように空間は多段式の棚にする。フォークリフトの作業に合わせた設計にする。
天井は風雨による風化を減少すべくテント地のひさしを付ける。庇と缶のメンテナンス（取り換え、塗装）は定期的に行う。放射能強度は廃棄の量により異なるが同心円状の立ち入り禁止区域と定め柵を施す。この核墓場には汚染水のろ過フィルターや冷却された燃料棒のほか原発地区のがれきや汚染された高放射性の土壌などがドラム缶に封印されて保管されることになる。
以上の準備が整えばようやく福島原発から使用済み燃料棒がすべて取り除かれ、それによる汚染や発熱、さらに溶融の心配はなくなる。最後に、最大の難問に集中して取り組むことができる。
１号、２号、３号機の圧力容器破損状況は不明であるがそれを調査するよりすでに十分な規模の割れ目が複数個存在するとの前提で対処すべきであろう。炉心内の燃料棒も溶融していると考えられるが、程度は二つの仮定を置く。先ず至急に４，５，６号機の圧力容器、格納容器の損傷程度を精査する。
これらが使用可能ならば循環システムが稼働できるよう復旧し、それらに１～３号機の使用中燃料棒を移行すべく集中する。燃料棒の溶融状況が悪くて容器から取り出せないのは最悪のケースである。この場合は敷地内に格納容器より大きな穴を掘りコンクリートで壁面を補強し、そのなかに耐震装置を施した鋼鉄容器を据え付ける。この容器が循環冷却できるようパイピングとポンプ設備を用意する。今回の津波を教訓にした地下シェルターを隣接地に建設しポンプと自家発を格納する。つづいて損傷している圧力容器を新設の地下プールに移動後も、引き続き給水が継続できるよう改造する。
現在の注入方式をまだ行っているとは思えないが、電源回復による循環方式か、別方式かにより改造作業は異なろう。
移動するためのレールが必要ならば敷設する。鉄鋼容器（新設プール）を真水で満杯にし、海水冷却システムを稼働させ数台のクレーン車で圧力容器をプールの中に据え付ける。内外２種類の循環冷却は、圧力容器の破損から漏洩する問題や溶融燃料棒の熱、水蒸気圧による問題などを徐々に解決し圧力容器内の水位も上昇させるであろう。この最悪ケースが少ないことを望むが現実はこれらのコンビネーションかもしれない。かりに使用中燃料棒がすべて移動可能ならば、最悪でも圧力容器を新規に建造し４～６号機のものと交換すればよい。メルトダウンの程度が悪く燃料棒すべてが移行不可ならば前述のプールを３ヵ所新設することになる。
なおこのプールの天井は着脱可能な放射線遮蔽カバーでclosed systemにすべきは当然である。
１～３号機のactiveな燃料棒が冷却するには長時間を要する。その間に敷地内にある瓦礫や取り壊した建材、掘り起こした汚染土壌を、すべてドラム缶に詰めコンクリートで固定しなければならない。さらに敷地内を網の目状にボーリング調査する。濃度の高い場所ではより深く調査する。マッピングの結果方向性の認められる場所は、さらに延長方向を精査する。放射性物質の元素により許容値は異なるかもしれないが、一定以上の濃度を示す土壌はすべて廃棄すべくドラム缶に詰める。これらはのちに上述の核墓場へ運搬する。
同時に汚染されていない土壌で埋め戻し、表面はすべてコンクリートで舗装する。長年ののち燃料棒が冷却すれば、例のタンカーを再び曳航してくる。使用済み燃料棒として前述の要領で取り扱うことは既定路線である。
最後に一切を取り壊し、汚染水ともどもドラム缶にコンクリート詰めし、埋め戻し、整地、舗装が終われば完了になる。後世の人が語り継ぐ記念碑を建てるもよし、すでに立ち入り禁止区域ではなく復活できる。

ここに提案した収束シナリオが最善とか唯一というつもりはない。しかし選択肢は限られている。解決までの道のりは遠いけれど、対策は至急に決定し至急に実行に移さなければならない。長期間かけるとしても収束の道筋は常に見えるもの、トンネルの先に希望の明かりが見える解決策であるべきで、特に日本の特徴と技術力を生かした独自色の濃い方法でなければ、災い転じて福となすことはできない。さらにいくつかのマストを上げれば、これ以上犠牲を出さない、汚染や解決対策を子孫に先送りしない、立ち入り禁止区域、作物栽培や漁業の禁止区域を作らない。

天災の多い地理環境の日本においては自然に対抗する方向でのみの解決策を探るのでなく地震、津波、台風などと共存する道を選ぶべきである。自然と融和する持続可能なエネルギー対策、居住対策、産業工業生産対策を優先し、今回の災害対策が将来の理想に向かう方向性を持つことが肝要である。

(H.T)

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