めげ猫「タマ」の日記福島第一原発の凍土壁は税金の無駄遣い？

福島第一原発の凍土壁は税金の無駄遣い？

　９月３日に、安倍出戻り内閣は福島第一原発の汚染水漏れの総合対策を提示するそうです（１）。なんか「凍土壁」が福島第一原発の切り札にするような気がします（２）。本当にそうか(=^・^=)なりに調べたら、(=^・^=)なりに調べたら
　①水を凍らせると膨張するので、ものすごい力がかかる。
　②流れている水を凍らすことは困難である。
　③地下水位が低下すると浮力が発生し、破壊が起こる。
などの問題があります。
　東京電力が７月２２日に福島第一原発の汚水漏れが今も海に漏れづけていると発表しました（３）。緊急の対策として海側に汚水の流れを防止する壁（遮水壁）を作ったのですが、遮水壁で止められた地下水が壁の内側に溜り、地下水位が上昇し結局は壁を乗り越えてしまい海への汚水漏れの防止に失敗しました（４）。

　※（４）を引用
　図―１　福島第一原発地下の水の状況（(=^・^=)の想像を含む）

　そこで幾つかの対策を東京電力は発表しています（５）。その中に凍土壁があります。

　※（６）を引用
　図―２　東京電力が発表している福島第一原発汚水漏れ対策

これについて
「茂木敏充経済産業相は（８月）２６日、緊急性が高い汚染水対策に対して平成２５年度予算の予備費を活用し、迅速に対応する方針を示した。＜略＞経産省は建屋周辺の土を凍らせる「凍土遮水壁」の関連費用を平成２６年度予算の概算要求に盛り込む方向で調整していた。」（７）
だそうです。凍土壁が福島第一原発のエースのような気がします。鹿島建設のプレゼン資料（８）をみると、「凍土壁」は理想的な工法に見えます。鹿島建設は福島第一原発の事故処理に関わっていますが（９）、手抜き除染を起こったＪＶの一員です（１０）し、８月２０日に３００トンの汚水漏れ起こしたと東電が発表した（１１）タンクは鹿島建設が作ったとネット上で囁かれています（１２）。鹿島建設の資料（８）には一切の問題点の記載がありませんが、本当か(=^・^=)はとっても不安です。そこで問題点はないか(=^・^=)なりに調べてみたら問題だらけでした。

問題１．氷は膨張する
　凍土壁は土の中に冷却するためのパイプを設置し、そこに冷却材を流し土を凍らせて水の流れを止める工法だそうです（７）。

　※（８）より引用
　図－３　凍土壁の概要
　水は氷ると膨張します（１３）。このため、岩の隙間に水が入り込んで氷になると、岩を破壊する。冬の寒冷地では水道管の破裂、清涼飲料水類の缶にも「凍らせないでください」という注意書きが書かれている（１３）。
などの事がありあす。凍土壁の凍りも同じですが、逃げ場がないので巨大な力が発生します。その力は
　「上限凍上力は大変大きなもので，例えば上の図では-10℃で10.9MN/㎡となっています。」
だそうです（１４）。１ＭＮは１００トン程度ですので、１ｍ四方に約１０００トンの力がかかります。ゾウさんの重を５トン程度（１５）とすると、この力を抑えるには１ｍ四方に２００匹のゾウざんを乗せる必要があります。

　図－４　凍土が発生する力

　福島第一原発にはゾウさんはいないので、タービン建屋やタービン建屋から延びている配管に加わります。よほど慎重に工事を計画しないと配管は間違いなく壊れると思います。

　※（６）より抜粋・加筆
　図―５　福島第一原発のタービン建屋から延びまくる配管

　破断した配管から隙間ができそこから新たな汚染水漏れが発生すると思います。凍土壁の解説（１５）を見ていると、配管などの地下構造物がある場所で使われた実績があるか不明な気がします。この力はタービン建屋や原子炉建屋にも加わります。東京電力は大丈夫と思っているでしょうが、地震と津波で傷ついています。大丈夫でしょうか？凍土壁の圧力には耐えられても、そこに地震などが加わったら。もし原子炉建屋やタービン建屋が壊れたら中にある８万トンの汚水が一気に流れだします。

　※（１７）などを集計
　図―６　福島第一原発の原子炉・タービン建屋内の「汚水」量の推移

問題２　流れる水は凍らない
　寒冷地の真冬でも、川は凍りません。

※北海道新十津川村のＨＰ（１８）より引用
　図―７　冬でも凍らない北海道・石狩川

　気温は氷点下です。流があると水は凍らないみたいです。凍土壁も同じで地下水の流れが強いと凍らずに使いも物にならないそうです（１６）。その限度は１日あたり２ｍ（原文は２ｍ/day)だそうです（１６）。福島第一原発の海側の井戸から毎日１００トンの水を汲み上げています（１９）。以下に東京電力が発表している地下水位と水位の観測位置、地下水汲み上げ位置と遮水壁設置場所を示します.

　(a)地下水位　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）測定点、汲み上げ位置と遮水壁
　※（２）（２０）とＧｏｏｌｅ　Ｍａｐから作成
　※Ｎｏ＊＊は地下水水位観測位置、（a)図の色は（ｂ）図の同色の地下水観測位置の水位を示す。
　図―７　地下水汲み上げ開始後の地下水水位と地下水観測位置

　８月１７日前後から本格的な地下水汲み上げ始まり、順調に地下水の水位は低下しています。水位の経緯をみると、地下水汲み上げ位置から離れている「Ｎｏ３」は水位の低下はなく２．６ｍ程度で水位しています。一方、地下水汲み上げ開始前は「Ｎｏ３」と同じような水位であった「Ｎｏ１－２」は１．９ｍ程度まで、約７０ｃｍ低下しています。すなわち７０ｃｍが１日１００トンに相当します。(=^・^=)なりに地下水の流速を見積もってみました。
　①地下水汲み上げの幅は図―７（ｂ）でみて目算で６０ｍです。
　②水位低下は０．７ｍです。
　③この断面積は４２㎡です（６０ｍ×０．７ｍ）
　④ここを１００トンの地下水が通過するので、流量は１日当たり２．４ｍです。
遮水壁で止められる流量の１日当たり２ｍを超えています。凍土壁を作っても地下水の流量が多すぎて固まらない可能性があります。

問題３　巨大な浮力
　地下構造物では地下水による「浮力」で建物が破壊される危険が生じることがあるみたいです（２１）。実際に東京駅では地下水位が上昇し、地下ホームが壊れてしまう危険が生じたので、駅構内に建設業者さんが入り補強工事をしたそうです（２２）。
　凍土壁が万が一完成したら、地下水の流れが止まるので原子炉やタービン建屋の地下水も空になります。図－６に示す通り、この中には８万トンもの「汚水」が入っています。当然、これは浮力となって原子炉やタービン建屋に襲いかかります。でも中は放射能だらけなので補強工事なんどできません。だったら、周りの地下水も抜いてはとのアイディアもあると思いますが、これも不可能だと(=^・^=)は思います。
　①福島県民が了解しません。東京電力は福島第一原発の敷地に流れ込んだ地下水が原子炉建屋に入り汚水になる前に汲み上げ海に流すことで、原子炉建屋への流入量を減らし汚水の増加を食い止めようとする「地下水バイパス」を計画していますが、福島県民の８割が反対しています（２３）。凍土壁ができて、地下水の汲み上げの必要が生じても福島県民は同じように反対すると思います。
　②汚水タンクが地盤沈下で壊れる。地下水を汲み上げると地盤沈下が起こります（２４）。

　※（２４）より引用
　図―８　地下水汲み上げによる地盤沈下
福島第一原発でも地下水を汲み上げたら地盤沈下が起こるはずです。以下に地下水バイパスがかどうした場合の地下水水位の低下量の見積もりを示します。
　

　　※（３）とGoogle mapにて作成
　図―９　地下水バイパスが稼働した場合の地下水位低下量

　不思議な事に汚水タンクの寸前で見積もりは終っていますが、そこでは２ｍから３ｍの地下水位の低下が見込まれています。それなりの地盤沈下も起こると思います。東京電力によると汚水タンクの重みで地盤沈下を起こしたことがあるそうです（２４）。

(a)汚水タンク重みの地盤地下でできたひび割れ　　　　　（ｂ）地盤沈下量
　※１　東京電力の発表（２５）による
　※２　図（ｂ）は、コンクリートをカットして撮影
　図―１０　汚水タンクの重みで生じた福島第一原発の地盤沈下

浮力を防ぐために地下水を抜けば、汚水タンクのエリアが一斉に地盤沈下をお越し、何かの拍子（たとえば地震）などで一斉にタンクが壊れ汚水漏れなんんて事態もあり得ると思います。

＜余談＞
今年（２０１３年）の４月から福島第一原発は大トラブルの連続です。その度に対策を打ちましたが、必ず弊害が生じています。
　①２０１３年４月８日に地下貯水槽から汚水漏れが見つかり、あわてて地下貯水槽のあった汚水を福島第一原発の敷地境界に近いエリアにタンクを新設し移しました（２６）（２７）（２８）。そしたら、汚水からの放射線が高く過ぎて敷地の外にまで漏れてしまいました（２９）。
　②２０１３年６月１９日に海に近い井戸水で高濃度放射性物質が見つかり（２６）、あわてて海側に遮水壁をつくりました。しかし汚水の流れが止まらず地下水位がどんどん上昇し、ついには地下水位が遮水壁より高くなり、遮水壁が意味をなさなくなりました。
　③そこで汚水を汲み上げを２０１３年８月９日から開始しました（３０）。そのためでしょうか。汚水の発生量が東電想定の日量４００トンから６００トンに増えてしまいました（３１）。
　