「放射性物質の拡散予測」シリーズ～「放射性物質154兆ベクレル」から、核燃料の放出量を推定する

2011-05-10

「放射性物質の拡散予測」シリーズ　～「放射性物質154兆ベクレル」から、核燃料の放出量を推定する

核燃料破損の予想図（漏れた燃料は大きな水蒸気爆発を起こしていないことから、溶融して粉末状になっているのではないかと推測される）
画像は、ココからお借りしました。ありがとうございます。

　５日に福島第一原発から大気に放出された放射性物質の推定値は、ヨウ素１３１が毎時０・６９テラ・ベクレル、セシウム１３７が同０・１４テラ・ベクレル。（中略）国際的な事故評価尺度（ＩＮＥＳ）で使われるヨウ素換算値で、ヨウ素とセシウムの合計量を計算し直すと、放出量は同６・４テラ・ベクレル（２４時間で１５４テラ・ベクレル）となることがわかった。http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20110423-OYT1T00667.htm

上記の数値を元に、どの程度の核燃料が外部に漏れているのか、試算してみます。

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　３月１１日から本日５月１０日までの６１日間に上記の割合で各放射性物質が放出されたと仮定すると（１５４兆ベクレルは、実際には状況が落ち着いてからの数値ですが）、

・ヨウ素１３１
０．６９×２４時間×６１日＝１０１０．１６テラベクレル
・セシウム１３７
０．１４×２４時間×６１日＝　２０４．９６テラベクレル

上記の値を「市民のための環境学ガイド」の方程式に則り放射性物質の量に換算すると、

・ヨウ素１３１
１０１０．１６テラベクレル÷４６００テラベクレル／ｇ＝　０．２１９６ｇ
・セシウム１３７
　２０４．９６テラベクレル÷３．２１テラベクレル／ｇ＝６３．８５０５ｇ

それらの量から分裂前のウラン２３５量を推定すると、ヨウ素１３１の収率２．８３％、セシウム１３７の収率６．０９％により、（※核分裂生成物がどの核種になるかはある確率で決まる。この確率を収率という。ウィキペディアより）

・ヨウ素１３１
　０．２１９６ｇ÷２．８３％＝　　７．７５９７ｇ
・セシウム１３７
６３．８５０５ｇ÷６．０９％＝９２５．３６９６ｇ

上記を足すとウラン２３５の換算量が導けます。
７．７５９７ｇ＋９２５．３６９６ｇ＝９３３．１２９３ｇ

さらに、燃料ペレット中のウラン２３５含有率を３％とすると、

９３３．１２９３ｇ÷３％＝３１．１０４３ｋｇ

となります。上記は、放出量が落ち着いた４月５日の時点での割合からこれまでの総量を合計したものなので、実際にはより多くの放射性物質が放出されたことになるでしょう。

すなわち、るいネット投稿の「ウランの一部は空中に放出され、大半は内釜の底にたまると共にその一部は高濃度汚染水と一緒に外部に漏出し続けていると考えられる」の量は、少なくとも３１ｋｇと推定されるのです。

核燃料３１ｋｇとは、燃料棒一本を１８４ｋｇとすると、１７％強に相当。また、燃料棒または使用済み燃料棒が破損していると伝えられる１～４号機の燃料の総量が６５１．３５ｔ（※１号機が７３．６ｔ、２～４号機が１００．８３ｔ、ただし４号機内には使用済み燃料棒しかない　リンクより）であることから、少なくとも核燃料全体の０．００５％が放出されたことになります。

ちなみにチェルノブイリでは、