原子力発電の核分裂で

質問

もっと安全な鉄などの物質にまで分裂させることは、
理論的に不可能?
技術的に不可能?
経済的に不可能?

また以前、ロシアの原潜の放射性廃棄物が日本海に廃棄されていることが分かって問題になったことがありますが、日本の原発が1年間に排出する放射性廃棄物を、生態系に影響が無い濃度まで希釈するにはどのくらいの量の海水が必要でしょうか?

回答No.8

sen-sen

> とすれば、半減期が長いほど、単位時間当
> たりに放出される放射線は少なくなり、

むしろ、放射性崩壊で失うエネルギーの量やその質によって、ヒトなどへの影響が異なるのではないでしょうか。

回答No.7

sen-sen

> とすれば、半減期が長いほど、単位時間当
> たりに放出される放射線は少なくなり、生
> 態系内の各生物が一生の間に被曝する線量
> も少なくなるのではないのでしょうか?

ヒト等におけるある放射性核種からの被曝線量率には、その放射性核種の体内動態や放出する放射線の種類などが大きな影響を与えます。これらが同じような核種については、おっしゃるように半減期が長い核種ほど、法令で定める環境中の濃度限度等が小さい傾向にあります。よりヒトおよびヒトの繁殖等に必要な生物への影響が大きい核種を選択して、より放出する放射線のエネルギーを小さくしたり、そのある時間内の放出確率が小さくするように核反応させて、その生態影響を小さくすることは理屈としては考えられるかもしれませんが、その実現に向けての研究は特に進められていないようです。

回答No.6

noname#21649

>日本の原発の使用済み燃料に多く含まれる核種ではどのくらい希釈する必要がありますか?
日本の使用済み核燃料は．再利用を前提に分離精製されています。したがって．途中処理の状態により異なりますから．一概に言えません。

＞仮に自然界のバックグラウンド放射の2倍程度に抑えようとしたら、使用済み核燃料をどのくらいの範囲に拡散させる必要があるでしょうか?
「自然界」をどのように定義するか．で諸説ありますが．人類が核エネルギーを入手する以前の状態でかつ．放射性元素の汚染がない地区（ウラン鉱山等がない地区）と限ると．世界各国が行った原子爆弾の大気中実験等の実験で．既に２倍以上に増えています。

＞その幅は何に起因するのでしょうか?
対象放射性元素の種類と濃度

＞また、それは放射性廃棄物をどの程度の範囲に拡散させた場合でしょうか?
癌患者が発生したウラン鉱山近辺程度。
注意点として．対照群の方でも発癌率が上昇しています。上記は．対象群に対して有意さがある場合です。つまり．昔の２倍以上強い自然放射能を浴びた群に対して．ウラン鉱山近辺の発癌率が．２倍高いのです。１．２倍増加した場合には．有意さがないので．分からないという答えになります。

＞その想定の10倍程度に廃棄範囲を拡大すれば100-500年となって、人間の一生のうちには目に見える影響はなくせるのでしょうか?
放射性元素次第です。たとえば．鉛の放射性同位体は３日．１０日．２０年程度の３種類があります。半減期の短いかくしゅの場合には．希釈が結構効果があるでしょう。しかし．２０年程度の長期間の半減期のかくしゅでは．生物濃縮が発生します。海全体に希釈したとしても．生物濃縮によって．簡単に１００－３００００倍に増えます。希釈が安全とは言い切れません。
ヨーソは甲状腺に蓄積して甲状腺癌になりやすい傾向があります。ヨーソ体内被爆者に対しては過剰のヨウソを投与して．ヨーソの体内蓄積を減らします。ヨーソが不足している人は濃縮されますから．早い段階で癌となる濃度に達して発癌します。体内のどこに濃縮するか．蓄積される分量は．その臓器が癌化しやすいか．し難いか．の違いです。

原子炉廃棄物の安全性については．
東京電力などの発電所で養殖された魚類が比較的多くあります。この魚を東京電力役員（重役）など．放射線廃棄物の安全性を知りうる人々の乳幼児・妊婦を特に選択して．積極的に食べるかどうか（結果が出るまで１０年はかかりますから．１０年以上食べつづけてもらいます。家庭内は当然．幼稚園・小学校・産婦人科食事等）を調査すれば．簡単に何倍に希釈したら良いかが分かるでしょう。
１回や２回食べたくらいでは．ほとんど影響が出ません（ヨウソのように放射性ヨウソ以外のヨウソを過剰摂取して排泄を促進する方法がある為）ので．蓄積効果が出るように毎日食べつづけてもらいます。

というのは．妊婦・乳幼児の場合に癌に対する抵抗性が弱いので比較的簡単に有意さが現れますから。

回答No.5

noname#21649

>魚が体内に取り込む海水に含まれる放射性廃液をどのくらい希釈する必要があるのでしょうか

まず．超ウラン元素については．生物の歴史始まって以来経験した事がありません。つまり．存在する事だけで有害です。

次に．廃液中に含まれるかくしゅによって．多少影響が異なります。たとえば．１ｅ－２２秒程度の半減期のかくしゅの場合には．混ぜる前に別のかくしゅに変化してしまいますから．変化したものを考える事になります。

また．ウラン燃料のような固体では．海水にはほとんど溶けません（国の報告で排水中にウランが含まれないから安全であるとの報告がありますが．粉のウランを排水にでも混ぜない限りは検出できるような分量になりません）。しかし．崩壊したときに発生する中性子は．回水中に含まれる鉄を放射性鉄に買えてしまいます（米国原潜が入港すると．鉄（番号忘却）が存在する事になります。国の報告では．半減期５９日（数値疑問）の放射性かくしゅが検出されたが鉄ではないとしています）。
単純に．いっしょくたにして考えると大きな間違いをすることになるでしょう。超ウラン元素の多くはアルカリ土類金属のたぐいですから．カルシウムとともに骨格などに蓄積し．白血病の原因になったりします。ただし．結果が出るのが１０－５０年後ですから．それだけの蓄積データがありません。

補足

回答ありがとうございます

> 混ぜる前に別のかくしゅに変化してしま
> いますから．変化したものを考える事に
> なります

日本の原発の使用済み燃料に多く含まれる核種ではどのくらい希釈する必要がありますか?

> 崩壊したときに発生する中性子は．
> 回水中に含まれる鉄を放射性鉄に
> 買えてしまいます

中性子そのものは、超ウラン元素から発生しても、自然界に存在する元素から発生しても変わりは無いと思いますが、仮に自然界のバックグラウンド放射の2倍程度に抑えようとしたら、使用済み核燃料をどのくらいの範囲に拡散させる必要があるでしょうか?

> 結果が出るのが１０－５０年後

その幅は何に起因するのでしょうか?
また、それは放射性廃棄物をどの程度の範囲に拡散させた場合でしょうか?
その想定の10倍程度に廃棄範囲を拡大すれば100-500年となって、人間の一生のうちには目に見える影響はなくせるのでしょうか?

回答No.4

acacia7

海底５０００メートルの海水中に多量の核廃棄物を投入した場合、
「生態系に大きな影響はでない」という見方もあるかとは思います。

つまり、放射線を極めて有効に補足する「水」に５０００メートルも覆われた
場合、地表付近の生態系には殆ど影響がでないはずです。
しかし、No.1の方の発言にもあるとおり、生態系の中に拡散した場合は、
多量の水に拡散しても、なかなか無害にはならないでしょう。

まぁ、自然界に放射性物質は存在しますから、無限の海水が必要という事では
ないはずですが・・

・・・放射性の崩壊は鉛(Pb)あたりが限界じゃないですか？・・・

補足

回答ありがとうございます

> 自然界に放射性物質は存在します
> から、無限の海水が必要という事では
> ないはず

使用済み核燃料というのは、海水の何(桁)倍くらいの放射能があるのでしょうか?

回答No.3

noname#136764

放射性の同位元素を生成しないように上手に核分裂させれば（してくれれば）いいのに、ということでしょうか。

核融合なら放射性同位元素や中性子を生成しない夢のような反応もあるのですが、核分裂の場合は、生成物を揃えること＝原子核がどう割れるかを制御すること、は原理的に不可能です。

また、分裂前の陽子－中性子のバランス（ウラン235の場合陽子92-中性子143）からして、分裂後の原子はどうしても中性子が過剰になります。ということは、分裂後の２個の原子核が両方安定な核種にはなれないと思います。

長い寿命の放射性廃棄物を加速器で壊してもっと短寿命にする、という件は、前の方のおっしゃるとおりです。

後半の質問は・・・ちょっと分かりません。
「海水全部でも足りない」という結論が出るかも。(^^;

補足

回答ありがとうございます

> 核分裂の場合は、生成物を揃えること
> ＝原子核がどう割れるかを制御する
> こと、は原理的に不可能

あんまり詳しいことはわからないので(だから質問してるのですが)、あくまでイメージなんですけど、よく、原子力パニックものに登場する『制御棒』とかいうやつがありますよね
あれは吸収する放射線より放出する放射線が少ないんじゃないのでしょうか?
あんな感じで、元のままよりトータルで放射能の低い状態に持ち込むことも無理でしょうか?

回答No.2

sen-sen

加速器を使って核分裂生成物などをさらに核反応させ、長半減期核種を短半減期核種に転換させることは理屈としては可能ですが、経済的に成り立たないため、まだ、実用化されていません。

また、わが国の原子力発電所から環境中に排出される放射性物質の量は生態系への影響が無視できる程度に制御されているとされています。

補足

回答ありがとうございます

> 長半減期核種を短半減期核種に転換させる
> ことは理屈としては可能

その逆はどうなのでしょうか?
核分裂発電というのは、極論すれば、自然の状態では長い時間をかけてゆっくり少しずつ崩壊していくはずだった放射性物質を、人工的に短期間に崩壊させて大量のエネルギーを取り出すものだと思います
とすれば、半減期が長いほど、単位時間当たりに放出される放射線は少なくなり、生態系内の各生物が一生の間に被曝する線量も少なくなるのではないのでしょうか?

回答No.1

noname#21649

＞もっと安全な鉄などの物質にまで分裂させることは、
時間的に不可能でしょう。半減期が毒性の強いプルトニウムで万年程度ですから．原子炉で適当な物をぶつけて変化させる必要がありますが．この時にたちの悪いアメリシウムのような元素が決行できます。アメリシウムをうまく分解できれば良いのですが．現時点ではそのまま放置して分解するのを待つ事が唯一の技術です。

＞生態系に影響が無い濃度まで希釈するにはどのくらいの量の海水が必要でしょうか?
まず．不可能でしょう。というのは．生体濃縮（漢字は疑問）で．結構高濃度になりますから．少しくらい薄めても．多くの毒性の強い放射性かくしゅは骨に蓄積して．骨を比較的食べる魚から．食物連鎖で濃縮されますから。
たしか．プネトニウムでｎｇ／人程度が．発癌しない分量だと記憶しています。

補足

回答ありがとうございます
しばらくネットにアクセスできなかったもので、返事が遅れて済みません

> プネトニウムでｎｇ／人程度が．発癌しない
> 分量だと記憶しています

生態系は無理だとして、日本人が一生に食べる量(2～3tくらいでしょうか)の魚に蓄積される放射性物質が、その発癌を誘起するレベルを下回るようにするには、魚が体内に取り込む海水に含まれる放射性廃液をどのくらい希釈する必要があるのでしょうか?