2023年9月3日日曜日

ALPS処理水(6)

ALPS処理水(5)からの続き

福島第一原子力発電所のALPS処理水放出に係わる問題点は,(1) トリチウムの放出量,(2) それ以外の残留放射性物質の放出量,(3) 廃炉過程の進行に伴って(1)(2)がどう変化しいつまで続くか,の3点に整理できる。水産業その他の経済的被害・事業継続性の問題,国内外の政治的なプロパガンダと危機管理,放射性廃棄物処分の原則と基礎の話などは少し置いておく。

ここでは,まだ定まっていない廃炉プロセスを考慮しない場合のトリチウム総量の推移を考える。

 ALPS処理水の放出にともなうトリチウム排出量は,最大で22兆ベクレル/年とされている。これは,事故前の放出制限基準値であるが,実際の放出実績は2.2兆ベクレル/年だったので,10倍かせいでいる。なお,2011年事故前の平均値でいえば,沸騰水型原子炉:0.02兆〜2兆ベクレル/年,加圧水型原子炉:18兆〜87兆ベクレル/年,日本の原子力発電所合計:380兆ベクレル/年である。

現在の,福島第一原子力発電所のデブリ領域におけるトリチウムの生成量はどこにもちゃんと説明されていない。そこで,82万Bq/Lという最も高い平均タンク濃度と,冷却水や流入地下水によって発生する汚染水の量,90㎥/日を組み合わせる,これにより得られるトリチウム生成量として27兆ベクレル/年を採用する(ALPS処理水(4)参照)。

タンク平均トリチウム濃度62万Bq/Lから得られる,現時点の134万㎥のタンク貯水量に対応するトリチウム量は,830兆ベクレルであった。そこで,微分方程式を解く代わりにExcelで1年ごとのトリチウムの推移を求める。ある年のトリチウム量に対し,毎年の生成トリチウム量と最大排出トリチウム量を加減し,これに半減期12.3年に対応する1年間のトリチウム減少率exp(-0.693/12.3) = 0.945 をかけるという操作を繰り返して次年のトリチウム量を求める。

ただし,地下水流入を現在の半分に抑えるという話もあるので,8年後に90㎥/日が60㎥/日になるという場合も同時に考えた。このときのトリチウム生成量は18兆ベクレル/年である。これだと正味のトリチウム減が実現される。結果をグラフで示すと次のようになった。


図:ALPS処理水放出によるトリチウムタンク総量の推移


現在のままでは,毎年正味のトリチウム量は増加しているので,有限値に収束する。その値は,89兆ベクレルである(年間増加ベクレル×半減期/0.693)。一方,生成トリチウム量を2/3の18兆ベクレル/年に抑えることができたばあいは,約46年後の2070年ごろに貯留タンク分が空になり,その後18兆ベクレル/年の放出が続いていく

これに廃炉プロセスが加わると途端に話が複雑になってしまう。仮にデブリを切り出して取り出すとすればその際に新たに水と触れることによって発生する放射性物質の挙動がどうなるかは全く分からない。普通に考えると,ALPS処理性能がどうなるか,トリチウム濃度がどうなるかなどいろいろ心配になる。

もっとも,絶対安全派の立場ならば,放射性物質の総量は関係なくて,規制基準値を下回るまでとにかく薄めればよいという議論になるのかもしれない。なにしろ,1.4京ベクレル/年というフランスのラ・アーグ再処理施設の水準まではまだまだ余裕があるのだから。

P. S. 東京電力の資料[3]によれば,2050年に放出完了になっている。どうやら,発生トリチウム濃度の評価が異なっているようだ。

[2]トリチウムの物性について (+他の参考資料 2014-2016年ごろ)
[5]牧野淳一郎さんのTwilog(Xだと検索がうまくできないので困っている)

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