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どんな放射性物質が原子炉から放出されたのか [安全対策]

福島・浅川町から内部被ばくしていることが強く疑われる牛42頭を1都3県に出荷
 ”内部被ばくしていることが強く疑われる牛42頭が、福島県から出荷されていた
 ことが明らかになった。
 先日は福島・南相馬市の6頭、そして14日夜、福島県などが発表したのは、
 福島第1原発から南西に65km以上離れている浅川町。
  浅川町の農家で、稲わらから高濃度のセシウムが検出され、このわらを食べた
 牛42頭が、神奈川・横浜、千葉、東京、宮城・仙台に4月以降、12回にわたり
 出荷されていた。そして仙台経由で、山形と岩手にも流通していた。
  14日午後7時半すぎ、福島県は会見で、「この農家から、すでに42頭の肉牛が
 出荷され、流通したことが明らかとなりましたので、お知らせいたします
 と発表した。”
  ”このうち宮城・仙台市の中央卸売市場に出荷された10頭の一部は、
 山形・酒田市に360kg、岩手・花巻市に8kgの牛肉が業者に出荷されたという。
  42頭の肉牛は、福島・浅川町から4月から7月にかけて出荷され、与えていた餌
 の稲わらからは、国の基準の70倍を超える9万7,000ベクレルの放射性セシウム
 が検出された。
  福島県は会見で、「本人は、まさか稲わらがそういう状況だとは思わなかった
 らしいんですが、その南相馬の件もありまして、線量がある程度出たもの
 ですから、やっぱり本人は非常にびっくりしたという」と話した。
  問題の稲わらは、福島第1原発から80km以上離れ、避難区域には指定
 されていない白河市の農家で刈り取られ、売られたもの。
  鹿野農水相は「ですからこれは、緊急でございますので、きょう、あすというふうな
 状況の中で、しっかりと現状を把握すると」と述べた。
  鹿野農水相は14日夜、現地に専門家を派遣し、県の立ち入り調査などに全面的
 に協力していくよう指示した。
  今回の事態を受け、福島県は、県内すべての農家に対して、肉牛の出荷と移動
 の自粛を要請。さらに出荷先の自治体に、牛肉の自主回収の指示を依頼した。
 福島セシウムビーフ.jpg
 (抜粋、改行・強調おいら)

「お知らせいたします」って・・・
「びっくりした」って・・・
落ち着け、落ち着け、おいら。

福島ビーフからセシウム検出というニュースが連日報道されている。

原発事故時、屋外に置かれていた藁を与えたのだという・・・orz

後口で判明した42頭より とれた肉はどれくらいの汚染度か不明で
調査中の模様。


えー。
ここで、原子炉から放出されたと思われる
放射性核種について考えてみたい。

福島第一原発では、
1号機・2号機・3号機でメルトダウンが発生した。
爆発も起こり、大量の放射性物質が大気中に撒き散らされた。

1号機・2号機は通常のウラン燃料、
3号機は二酸化プルトニウム入りのMOX燃料
を使用。

まず、MOX燃料とウラン燃料との差分、二酸化プルトニウムについて。
燃料被覆管を構成するジルカロイ合金の融点は
1800℃位(Web検索で多かった値)。
燃料棒主成分である二酸化ウランの融点は2865℃。(wiki)
燃料棒に添加された二酸化プルトニウムの融点は2300℃。(ATOMICA)

更に原発稼働中は、MOX燃料、ウラン燃料双方に
純プルトニウムが発生する。
プルトニウムの融点は639.4℃と低い。(wiki)

ウランとプルトニウムの発電割合

さて。
メルトダウンが起こる温度は燃料被覆管が溶ける温度以上。
つまり1800℃以上。
「以上」・・・一体、何度になったのだろうか?

過去の記事でも触れたとおり、
おいらの地元である群馬県にはテクネチウム99mが検出された。

テクネチウムの沸点は、4265℃、
蒸気圧は0.0229 Pa (2430 K)とある。(wiki)

絶対温度 T=-273.15+t
なので、2157℃のとき蒸気圧は0.0229Paということであり、
つまり2157℃程度では、ほとんど揮発しない事が分かる。
例えば0℃の氷(蒸気圧600Pa)よりも揮発の度合いは断然少ない

(参考)
各温度における水の蒸気圧(wiki)
蒸気圧
0℃6hPa
10℃12hPa
20℃23hPa
30℃42hPa
40℃74hPa
80℃475hPa
90℃701hPa
100℃1013hPa
110℃1432hPa
120℃1989hPa
130℃2710hPa
140℃3631hPa
150℃4791hPa

 様々な物質の蒸気圧の例(wiki)
物質蒸気圧
(SI単位系)
温度
タングステン100 Pa3203 °C
エチレングリコール500 Pa20 °C
二フッ化キセノン600 Pa [1]25 °C
 (H2O)2.3 kPa20 °C
プロパノール2.4 kPa20 °C
エタノール5.83 kPa [2]20 °C
メチルイソブチルケトン26.48 kPa25 °C
フロン11337.9 kPa20 °C
アセトアルデヒド98.7 kPa20 °C
ブタン220 kPa20 °C
ホルムアルデヒド435.7 kPa20 °C
硫化カルボニル1.255 MPa25 °C
プロパン2.2 MPa55 °C
酸素 (O2)54.2 MPa20 °C
窒素 (N2)63.2 MPa20 °C

さて。
このテクネチウムが飛来した、ということは、テクネチウムが
高温により一旦、蒸発/揮発し、それが冷えて固まり、
微細な粉塵(溶接でいうところのヒューム)となり、
これが風に乗って群馬にまで飛来したということである。

テクネチウムの沸点は4265℃。
群馬の場合、3/20以降は未検出であり少量。
よってテクネチウムが ぐつぐつ沸騰するような温度ではなく、
沸点未満の温度での揮発分がヒュームになって
飛来したのではないかと思われる。
つまり燃料棒の温度は2200℃以上4000℃未満であったのではないか。

一方、今回の事故では、福島第一から離れたところから
量は少ないもののプルトニウムが検出されている。
これはMOX燃料中の融点・沸点が高い二酸化プルトニウムではなく、
核反応により原子炉内で生成される、
沸点の低い純プルトニウムが揮発したものと思われる。

プルトニウムの沸点は3228℃だが、2926℃で蒸気圧が10kPaとかなり高い。
(20℃のエタノールより2倍程度 揮発するイメージ)
実際のプルトニウムの検出量は少なく、メルトダウン時の温度は
おそらく3000℃は達していない。

2200℃以上、3000℃未満。
というところで、2600℃であたりをつけてみる。

 ウラン235の核分裂による主な核分裂生成物
に加筆した表。
(強調文字:沸点が2500℃未満、赤字:注目に値するもの)

生成物            収率        半減期    沸点(℃) 出典
セシウム133      6.79%   安定      671      wiki
ヨウ素135         6.33%   6.57h    184.25  wiki
ジルコニウム93   6.30%   1.53My  4406     wiki
セシウム137      6.09%   30.17y    671     wiki
テクネチウム99    6.05%   211ky   4265     wiki
ストロンチウム90 5.75%  28.9y   1382     wiki
ヨウ素131         2.83%   8.02d    184.25 wiki
プロメチウム147   2.27%   2.62y    3000     wiki
サマリウム149    1.09%   安定     1794    wiki
ヨウ素129         0.66%   15.7My  184.25 wiki
セシウム134      ?          2y         671    
プルトニウム238    ?          87.7y   3230     wiki
プルトニウム239    ?         24.1ky   3230     wiki
プルトニウム240    ?           6.56y   3230     wiki

 ※二酸化ウランやMOX燃料中の二酸化プルトニウムは、
  沸点がかなり高いと思われる(調べたがわからんかった)ため、
  大気中には放出されておらず、
  汚染水中にだけ放出されているものと思われる。

何が言いたいかっていうと。
 燃料棒がメルトダウンしたと思われる2500℃では
 沸点1382℃のストロンチウム90は余裕で蒸発し、
 大量のヒュームとなって大気に放出された可能性が極めて高い。
ということ。

そして沸点4265℃のテクネチウム99mが群馬まで流れてきたということは、
燃料棒がメルトダウンした温度は2600℃を上回っていた可能性
があり、さらに色々な放射性物質が蒸散しヒュームとなって
大気に放出されていた可能性も高い。
(例えば3000℃近くでは、かなりの純プルトニウムがヒュームに。
 検出されていないのは、恐いので単に調べていないだけだったりw)

ストロンチウムの割合だが、
ドイツ放射線防護協会の提言値が参考になるだろうか。
ここでは
 セシウム137: セシウム134: ストロンチウム90: プルトニウム239の割合は、
 100:100:50:0.5
としているが、これはオーバーかと思うので、おいらは
 セシウム137:100
 セシウム134:100
 ストロンチウム核種全部:5
 プルトニウム核種全部:0.05
位かな、と勝手に想像している。

おいらの説によれば、
ストロンチウムは現在報道されているより
ずっと多く放出されているはずだ。
検出されていないのは、ストロンチウムが水溶性であるため、
降雨により早い時期に地中深く浸透したためと考える。

で、今回の藁。
飼料用の藁は、通常濡らさない。腐るから。

この藁からはセシウムが7万Bqとか9万Bqのオーダーで検出された。
ということは。
雨で流されないストロンチウムは、
おそらく数百~数千Bqのオーダーで混じっているのではないだろうか。
これを食べた牛には・・・

ストロンチウムは実際に摂取したとして、
外部から被曝している事を確認することは
たとえホールボディカウンタを用いたとしても不可能に近い。
(骨に組み込まれたストロンチウムから出るβ線は、
 体表までほとんど届かない)

 ※体内に吸収された放射性物質からのβ線検出は難しい。
  例えば、体表近い甲状腺に溜まった放射性ヨウ素から放射される
  β線の検出さえ、検出器を体表に当て、数分待たねば検出できないほどである。

このことを利用して、政府や行政はストロンチウムについて
最後までシラを切るつもりなのではないだろうか。
ストロンチウムについては、測定が難しく、
大騒ぎにもなるため触れないようにするという行政の方針があるのではないか。

しかし
実際にストロンチウムが混入していたとなれば、
摂取により招く結果は無情である。

安全も自己責任。
これが現代日本の掟なり。

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コメント 2

sinjikeito21

・見ましたよ、でこれね。
https://sites.google.com/site/fangshenengtorichang/」とか、「https://sites.google.com/site/utokyoradiation/」ね。

・おれっち、東葛6市フォローするよ、なにせ、親が居るからね。 行くぜ日本!そして男ら!

H.23.7.16 pm6:25 ありがとうございます。




by sinjikeito21 (2011-07-16 18:26) 

べく太

sinjikeito21さん、興味深いリンクをありがとうございます。

>行くぜ日本!そして男ら!
現在の日本の危機的状況、今こそ野郎どもの出番!

しかし単独行動は各個撃破されるため厳禁。
まずは知っている人を増やすことに専念しましょう。
功を焦って勇み足にならぬよう。
by べく太 (2011-07-29 18:47) 

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