めげ猫「タマ」の日記福島第一原発汚染水（処理水）について

福島第一原発汚染水（処理水）について

　東京電力が福島第一汚染水（処理水）の海洋放出の取り扱いについて発表しました（１）（２）。そこで、処理水についてまとめてみました。
　原子力発電は原子炉でウランが核分裂するときにでる熱で蒸気を作り、その蒸気でタービンを回して発電です（３）。
　

※（３）を引用
　図－１　原子力発電所の原理

　核分裂が起こると放射能が生成されます（４）。放射能が出す放射線は、細胞を損傷し突然変異、白血病等のがんを発生させるので（５）、有害です。東京電力は原発事故前は原発の放射能は五重の壁で厳重に封印されており、外に漏れだすことはないと喧伝していました（６）。

　※（６）を引用
　図－２　五重の壁

　すなわち　
　　第１の壁「ペレット」：ウラン燃料を焼き固めたもの。放射性物質は、ほぼこの中に閉じ込める。
　　第２の壁「被覆管」：約３５０個のペレットが丈夫な金属管の中に密閉されていて、ペレットから放出される放射性希ガスをこの中に閉じ込める。
　　第３の壁「原子炉圧力容器」：厚さ約１６ｃｍの低合金鋼製の容器。仮に燃料棒の被覆管にピンホールなどが生じ放射性物質が漏れたとしても外に出るのを防ぐ。
　　第４の壁「原子炉格納容器」：厚さ約３ｃｍの格納容器の中に原子炉主要部分が収められている。万一の際、原子炉から放射性物質が出たときの防壁。
　　第５の壁「原子炉建屋」：一番外側には厚さ約１ｍ以上のコンクリートでできた原子炉建屋があり、放射性物質の閉じ込めに万全を期している。
です。
　ところが津波想定の甘さから、福島第一原発はメルトダウンを起こしました（７）。そして五重の壁は一気に壊れました（７）。

　※（８）を引用
　図－３　五重の壁が壊れた福島第一原発

　そして、福島第一原発で事故が起こった際、原子炉の内部にあった核燃料が溶け、さまざまな構造物と混じりながら、冷えて固まりました。これが燃料デブリです（９）。

　※（１０）　
　図－４　福島第一のデブリ

デブリの当たりでは極めて高い放射線量が観測されています（１１）。デブリは放射能がむき出しです。そこに地下水や雨水が流れ込み、デブリの放射能が「うつり」、水を汚染し、汚染水が出来上がります。

　※（１２）（１３）を参考に作成
　図－５　汚染水の発生原理

　発生した汚染水は当初は溢れさせていたのですが（８）（１４）、現在はタービン建屋から汲み上げ、汚染水タンクに保管しています。なを、一部は原子炉冷却のために、原子炉に戻しています（１５）。

　※（１５）にて作成
　図－６　福島第一の汚染水処理

　以下に模式図を示します。

　※（１６）を転載
　図―７　福島第一原発の汚染水処理の流れ

　タービン建屋から汲み上げた汚染水は「セシウム吸着装置」に送られなます。名前は「セシウム吸着装置」ですが、セシウムの他にストロンチウムもそれなりに汚染水から分離できます（１７）。当初はセシウムしか分離できなかったので（１８）、この名前の付いたと思います。無論、分離したセシウムやストロンチウムが無くなる訳でなく、分離された放射性物質は敷地内に保管されます。
　このあと「淡水化装置」に送られます。この装置は「RO」方式で（１９）、海水淡水化装置（２０）と同じ原理です。

　※（１６）を修正
　図－８　RO淡水化装置

この装置は汚染水に圧力をかけ、不純物が薄められた「汚染水」を絞り出します（２１）。濃縮された「汚染水」が生じます。不純物が薄められた「汚染水」を「RO処理水（淡水）」と東京電力は呼んでいます（２１）。この汚染水は、原子炉の冷却ために、再び原子炉に入れられます。濃縮された「汚染水」はSR処理と呼ばれます（１６）。SR処理水は「多核種除去設備 (ALPS)」で６２種の放射性物質を「汚染水」から分離します。６２種の中にはトリチウム、ウラン、炭素１４は含まれていません。（２２）
　以下に福島第一汚染水のトリチウム濃度を示します。

　※１（２３）（２４）を集計
　※２　法定限度は（２５）による
　図－９　汚染水のトリチウム濃度

　図に示すように、基準値を超えています。福島第一原発の汚染水は処理装置で処理しても「水」の中に法定限度を超える放射能が含まれています。言い換えるなら法定限度を超える放射能に汚染された「汚染水」です。ところが東京電力などは「処理水」と呼んでいます（２６）。
　現状は海に流せないので東京電力は福島第一構内に汚染水タンクを作り保管しています。

　※（２７）（２８）を集計
　図―１０　どんどん増える福島第一汚染水

　最新の発表（２９）を集計すると、東京ドーム一杯分の容積１２４万立方メートル（３０）を超える１３０万立方メートルの汚染水が溜まっています。
　福島第一の敷地の広さには限界があり、何時かは行き詰るとの見方があります。そこで、　東京電力は汚染水の増加を抑える対策を行ってきました。以下に示します。

　※（３１）にて作成
　図―１１　凍土壁、海側遮水壁、サブドレン、地下水ドレン

　断面の模式図は以下の通りです。

　※（３１）にて作成
　図―１２　凍土壁、海側遮水壁、サブドレン、地下水ドレン（断面）

　このうちサブドレンは、原子炉建屋の傍の井戸から地下水をくみ上げ、原子炉やタービン建屋への流入を阻止しようとするものです。汲み上げた地下水は最終的に海に流されます（３２）。汲み上げた地下水には、事故由来の放射能で汚染されています。排水は概ね１リットル当たり１０００ベクレル程度のトリチウムで汚染されています（３３）。福島の漁師さんは当初は認めませんでした（３４）。そこで、東京電力は福島の漁師さんと
「関係者の理解なしには、いかなる処分も行わず、多核種除去設備で処理した水は発電所敷地内のタンクに貯留いたします。」
との約束を２０１５年８月しました（３４）。国も同様の約束をしました（３５）。
　福島第一原発・汚染水の総量は
　　２０２０年８月２０日時点　１，２５９，３９８立方メートル（３６）
　　２０２１年８月１９日時点　１，３０３，９１３立方メートル（２９）
で、３６４日間で４４，５１５立方メートル、１日当たりで１２２立方メートル増えています。以下に概ね１年間で平均した１日当たりの汚染水増加量の推移を示します。

　※１（２７）（２８）を集計
　※２　汚染水増加抑制対策の完了時期は（３１）による
　※３　１年間の移動平均、日付は集計開始時期
　図―１３　汚染水増加量の推移

　２０１４年５月に地下水バイパスの運用が始まりましたが、図に示すように汚染水の増加は抑止できませんでした。２０１５年９月より、サブドレンの運用が始まりました。図に示すようにその後に汚染水の増加量が減っています。２０１６年３月に雨水の土壌浸透を抑えることを目指た敷地舗装（フェーシング）が完成しましたが、汚染水の増加の減少は加速していません。２０１８年３月に凍土壁が完成しましたが（３１）、以後に汚染水の増加はあまり減少していません。他に原子炉やタービン建屋への雨漏り対策も実施しています（３７）。主要な汚染水増加抑制対策で効果が見られたのは、サブドレンと雨漏り対策のみです。
　汚染水が増えれば、汚染水タンクが増えます。
　

※（３８）にて作成
　図－１４　福島第一原発の敷地を埋め尽くす汚染水タンク

　２０１９年８月９日開催された小委員会で（３９）東京電力は２０２２年夏には、タンクがいっぱいになるとの資料を提出しました（４０）。

　※１（４０）を引用
　※２　ＡＬＰＳ処理水は「汚染水」の最終形態（４１）
　図―１５　２０２２年夏には、タンクがいっぱいになるとの東京電力資料

　東京電力は汚染水タンクを１３６．５万立方メートル（処理水３４万、SR処理水２．５万立法メートル）まで増設できると主張しています（４０）。最新の発表（８月１９日時点）で処理水とSR処理水の合計は１，２７１，７７９立方メートルです（２９）。すると残りは９３，２１１立方メートルです（１３６．５万－１，２７１，７７９）。すでに記載の通り、過去１年の実績として１日当たりの汚染水の増加量は１２２立方メートルです。７６２日後（１，２５８，０９７÷１２２）の２０２３年９月頃にに汚染水タンクがいっぱいになり、以後は汚染水を汲み上げることができなくなります。
　そして菅政権は福島の漁師さんとの約束（３５）を破り、、福島第一汚染水の海洋放出を決めました（
４２）。

　※（４３）を２０１１年４月１３日に閲覧
　図－１６　「海洋放出の決定を」と報じる福島県の地方紙・福島民報号外

　東京電力も福島の漁師さんとの約束（３４）を破り、菅政権の決定に追随しました（４４）

法定限度を超えた放射能（トリチウム）に汚染された汚染水の海洋放出を決めて理由は
　①汚染水からトリチウムの分離が難しい（４５）
　②エネルギーが小さく、「安全」である（４６）
です。
　トリチウムの正式名称は「三重水素」です。いわば放射線を出す水素です。化学的性質は普通の水素と変わりません（４７）。福島第一汚染水のトリチウムは普通の水（H₂O）の水素原子（H)の一つがトリチウム（T)に置き変わってトリチウム水(HTO)として存在します。

（a）普通の水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）トリチウム水
　※（４７）を引用
　図－１７　普通の水とトリチウム水

　トリチウム水も普通の水と化学的性質は変わりません。これが汚染水からトリチウムが分離できない理由です。ただ、ウラン２３８もウラン２３５も同じウランで化学的性質は変わりません（４８）。それでもウラン２３８とウラン２３５を分離する技術があります（４９）。実験室レベルでは、普通の水とトリチウム水を分離されている実績があります（５０）（５２）。自公政権もトリチウム除去については調査をしたようです（５３）。ただし
　「性能等を評価するためには、更なるデータ取得が必要である。」
　「更なるデータ取得を行い、分離性能等の根拠データを明確にする必要がある。」
　「試験規模が小さく、実プラントまでのスケールアップを行うためには、もう一段規模の大きい試験プラントでの評価が必要である。」
との理由で、どれも採用されませんでした（５３）（５４）。概ね大規模なプラントレベルの実績がないと理由です。国は福島第一廃炉技術の開発に国費をだしています（５４）。図－１３に示すように失敗に終わりましたが、凍土壁には国費が投入されました（５５）。でも、自公政権はトリチウム分離技術に関しては国費を出して、実験室レベルものを実証プラントにして試験する気はないようです。
　トリチウムは公式には「安全」とされています（４６）。根拠となっているのはトリチウムのエネルギーは低いことです（５６）。放射線のエネルギーは eV（電子ボルト）では表記されます。あるいは千倍の１ｋeVや百万の倍のＭｅＶを使うことがあります。１ｋeVは3.827×10^-17カロリーです（５７）。言い換えれば１keVは１カロリーの１兆分の１のさらに２５，０００分の１です。トリチウムが出すベータ線のエネルギーは１８．６ｋeVです（４６）。X線のエネルギーは2～20keV（５８）と同程度です。一方でセシウム１３７の出す放射線のエネルギー１，１７４ｋｅＶ（５９）の６０分の１程度です。
　一言でいえば、トリチウムが出す放射線はエネルギーが小さいので破壊力が小さいです。
　ＤＮＡは遺伝を司る物質で生物の設計図のです。設計図が壊れてはとんでもないことが起こります。ＤＮＡの構造をみるとセシウムやストロンチウムあるいはカリウムはありませんが、水素は確りあります（６０）。

　※（６０）による。
　図―１８　ＤＮＡの分子構造

トリチウムはＤＮＡに取り込まれるので、他の放射性物質より危険であるととの主張があります。すなわちＤＮＡに取り込まれたトリチウムが放射線を出すときにＤＮＡその物を壊すとの主張です（６１）。特に遺伝に対する影響が心配されているみたいです（６２）（６３）。汚染水の海洋放出となればこれまでにはない大量のトリチウムが福島の海に流されます。放出されたトリチウムはトリチュウム蒸気となり雲にを形成し、風に流され山にぶつかり、トリチウム雨となり田んぼに貯められやがてトリチウム混入米ができる危険性があります。

　※　(=^・^=)の想像図
　図―１９　福島トリチウム混入米

　これを食べたら体内のＤＮＡに取り込まれ、障害が起きるかもしれません。
これについては
「DNAには素晴らしい損傷回復機能が備わっている＜中略＞。細胞生物学者によれば、1つの細胞中では活性酸素の影響などで1日当たり数万回のDNA損傷が起き、それが毎日修復さているという。」
との反論があります（６４）。DNAに取り込まれたトリチウムとセシウムから出る放射線では作用が違います。この懸念に対する説明はしていません。
　トリチウムがベータ線を出すと、ヘリウムに変わります（４７）。ＤＮＡに取り込まれていれば、その部分のＤＮＡは別のものに変わり傷つきます。さらにベータ線を出すことで傷つきます。エネルギーが低いからトリチウムは「安全」との主張は、ＤＮＡに取り込まれたトリチウムがヘリウムに変わることでＤＮＡが傷つくことは評価していません。
　もう一つは２重らせん構造です（６５）。以下に示します。

　※（６５）を引用
　図―２０　２重らせん構造しているDNA

　福島県の地方紙・福島民友はこの２重らせん構造を取られ、DNAが一方が傷ついても相手方をコピーして修復されると説明しています（６４）。

　※（６４）を引用
　図―２１　DNAが修復されると説明する福島県の地方紙・福島民友

　DNAに取り込まれたトリチウムが放射線を出すと、水素がヘリウムに変わります（４７）。当然ながら、この部分のDNAは壊れます。そして、至近にはもう一本のDNAがあります。放射線でもう一方のDNAも傷つける可能性が高いはずです。２本同時にDNAが切れても修復機能はありますが、１本の場合に比べ、特に重大なDNA損傷になります（６６）（６７）。

　※（６７）を参考に作成
　図－２２　DNAの２本鎖切断

　セイラフィールドはイギリスの再処理工場で２０１５年に年間１，５４０兆ベクレルのトリチウムを海に流しています（４６）。ここの周辺（セラフィールド、ドーンレイ）で小児白血病の発生率が全国平均よりはるかに高いことが1983年発表され、その主たる原因は再処理施設から放出された放射性物質によるものではないかという疑いがもたれています（６８）。原因は特定されておらず、放射性物質の影響も否定できません。
　被ばくよる障害の程度は広島や長崎の被ばく者を対象とした調査でなされています（６９）。トリチウム等が生成される三体分裂は稀にしか起きません（７０）。トリチウム被ばくの被ばくは内部被ばくです（７１）。長崎や広島の調査ではトリチウムの影響を評価できません。トリチウムの健康影響を評価できるデータはありません。
　汚染水の海洋放出の方法について、原子力規制委員会の審査も始まっています（７２）（７３）。今後、議論が進み海洋放出が既成事実化しそうです。
　福島第一原発の汚染水の放出は汚染水１万立法メートルを一つの単位で実施されます（１）。だた、福島第一には１万立方メートルタンクは無いので（７２）、複数（多分１０基程度）のタンクに保管されます。

　※（７４）を引用
　図－２３　汚染水１万立法メートルを一つの単位で管理すると東京電力資料

　ただし、サンプリングは複数のタンクをまとめて１回のみです。図－９に示す様に福島第一原発汚染水は１リットル当たり１００万ベクレル程度です。排水基準は同１，５００ベクレルですので（７５）千倍程度に薄める必要があります。１ロット（１万立方メートル）の汚染水を排水するには一千万立方メートルの排水が生じます。東京電力は、排水前に立坑に排水を貯め濃度を測定してから排水するとしています（７４）。

　※（７４）を引用
　図－２４　排水路の前に設けられた立坑

　ただし、立坑の容積は二千立方メートルしかないので、測定の対象になるのは全排水の五千分の一です。

＜余談＞
　図表が小さいとご不満の方は、画像をクリックしてください。
　福島第一汚染水の海洋放出の是非については、いろいろと意見があると思います。
　汚染水の海洋放出をすれば「風評被害」が生じる懸念があります。菅政権は風評被害対策を決めました（７６）。これを受けて東京電力も風評賠償を発表しました（７７）。その内容は欺瞞に満ちていました。以下に一例を示します。

　※（７７）を引用
　図－２５　事故前の価格に戻したとする東京電力資料

　図に示しように、事故後にいったん低下した価格が今は事故前より高くなり価格が回復したかのようなスライドです。以下に福島産モモ価格の推移を示します。

　※（７８）を集計
　図―２６　山梨・福島のモモ価格

　モモの生産量は、山梨県が一位で、福島県が二位です。図に示す様に事故後に福島産モモは山梨産と価格差が開きました。そして、事故１１年目の今年も解消しません。東京電力はあたかも価格が回復したかのように表現しています。
　「風評被害」の実態は福島（産）忌避です。多分、原子力ムラの皆様は、危険性を指摘されても「観測されていない」と言い出し「非科学的」と主張すると思います。「観測されない」理由は二つあります。現象は実際には起きておらず観測されない。あるいは現象の兆候はみられるが、敢えて観測せず「観測だれない」です。この１０年の福島をみていると、兆候はああっても観測せず、観測されないと主張が蔓延しています。だいたい２０１１年３月１０日までは、原発の爆発は観測されておらず、原発が爆発する等は「非科学的」主張でした。明確なデータが無くても、危険かもしれないと思ったら避ける人は多いと思います。すくなくとも福島の皆様はこの考えです。
　福島を代表する果物にブドウがあります。８月からシーズンです（８０）。福島県郡山市でブドウ狩りが楽しめます（８１）。同市はブドウの季節です。同市のブドウは粒も大きく甘さも上々だそうです（８２）。福島県は福島産は「安全」だと主張しています（８３）。でも、福島県郡山市市のスーパーのチラシには福島産ブドウはありません。