2012年2月10日

遠藤知弘さんによる停止した原子炉内のヨウ素131の計算

遠藤さんは、名古屋大学工学部原子炉物理学の方です。 福島では全原発が停止していますが、いまだに安定ヨウ素剤が配られています。運転の停止した原発は新たに核分裂の生成物であるヨウ素131が発生していませんから、いまさらヨウ素131が環境に流出することはない、というのが、割と簡単な説明です。 ただし、実は燃料棒内にはキュリウム242、とキュリウム244という自発核分裂する核種があって、それから生産されてくるヨウ素まで計算したのが遠藤さんの連ツイです。結論は、キュリウムからつくられて現在原子炉内のヨウ素は、3月に放出されたものの1億分の1程度ということです。
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藤田義明 @YohiakiFujita

@buvery @chiba_donguri 4号機燃料プールに燃料があるようなのですが、そこが破たんしてもヨウ素は出ないのですか?よかったら教えてください。

2012-02-08 11:23:00
buvery @buvery

新たにヨウ素が作られていないので、でないはずです。 で、よいんですよね。@f_zebra @hyd3nekosuki RT @YohiakiFujita: @chiba_donguri 4号機燃料プール…が破たんしてもヨウ素は出ないのですか?

2012-02-08 11:47:32
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

@buvery さんご指摘のとおり、4号機燃料プール内の使用済燃料中のヨウ素131については減衰しきっている為、万が一破損したとしても放出されないはずです @f_zebra @YohiakiFujita @chiba_donguri

2012-02-08 12:14:04
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

(4号機使用済燃料プール中の燃料体数について、過去に https://t.co/44OBKZpd とつぶやいているけれど、公開文献でそれが示されている資料がぱっと出てこない)

2012-02-08 12:36:42
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

使用済み軽水炉燃料の核種組成データベース(http://t.co/LvdFJNhi )より、BWR45-UO2の結果を紐解けば、燃焼度45 [GWd/t]の使用済燃料中に含まれるヨウ素131の量は5.5524 [g/tHM]、すなわち集合体中のウラン重金属1トン当たり約6グラム

2012-02-08 12:40:52
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

(a)平成22年11月30日~(b)本日平成24年2月8日までの経過日数は435日。(a)時点で存在したヨウ素131は半減期8日で減衰して4.3e-17に減少(式→http://t.co/VOOxovHV )、言い換えると放射能は20000000000000000分の1まで減少

2012-02-08 12:49:52
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

平成22年11月30日の時点で、仮に使用済燃料集合体のウラン重金属1トンあたりに5.5524 [g/tHM]だけヨウ素131が存在していたとすると、本日平成24年2月8日まで残っているヨウ素131の放射能は約1 [Bq/tHM](式→http://t.co/l2a56tx4 )

2012-02-08 12:56:36
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

http://t.co/HI7iJH1g より、UO2燃料集合体1体あたりのウラン重金属重量は約0.17トン

2012-02-08 13:00:51
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

4号機使用済燃料プール中には、照射途中燃料が548体、使用済燃料が783体。保守的に、783体の使用済燃料中にも平成22年11月30日の時点でヨウ素131がウラン重金属1トンあたりに5.5524 [g/tHM]だけ残っていたとみなす(本来であればさらに冷却されている為より少ない)

2012-02-08 13:03:52
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

以上の仮定より、4号機使用済燃料プール中の照射途中燃料が548体および使用済燃料が783体について、本日2月8日時点におけるヨウ素131の全放射能量を保守的に見積もると約250ベクレルとなる(式→http://t.co/K1rqr4EM )

2012-02-08 13:06:57
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

(久々にhttp://t.co/HI7iJH1g を見て思ったけれども、燃料集合体の数え方は1体、燃料棒の数え方は1本、だと思う。数取団の関取に一度ブン投げられたほうがいい)

2012-02-08 13:11:38
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

https://t.co/ofBbDEyV で推定した4号機燃料プール中の全使用済/照射途中燃料内のヨウ素131の残存量は、原子炉運転中のU,Puの核分裂反応で生成された量のみになっています

2012-02-08 18:07:09
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

使用済燃料中のCm242,Cm244等による自発核分裂反応で新たに生成されたヨウ素131の寄与も考える必要があるか

2012-02-08 18:08:13
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

ヨウ素131の自発核分裂による寄与については、(1)自発核分裂反応による生成と、(2)崩壊による消滅、両者のバランスがとれた状態を考えて求めればよいか。そうすると、毎秒起こっている自発核分裂の回数と、自発核分裂で生成されるヨウ素131の核分裂収率の値が分かれば、寄与を推定できそう

2012-02-08 18:14:46
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

(ちなみに、ウラン235が核分裂を起こした場合のヨウ素の累積核分裂収率は→http://t.co/KDkCaM5o 自発核分裂の場合も大体似た値になるかと思うけれどキチンと値を調べてみないと→http://t.co/TzWakCrv )

2012-02-08 18:29:38
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Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

評価済核データライブラリJENDL-4.0の核分裂収率データ(http://t.co/sFoo7L1s )より、自発核分裂核種のヨウ素131累積核分裂収率の値を図示してみました http://t.co/k6ZF3txA

2012-02-09 21:31:00
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

東電資料(http://t.co/4VC6IH9d )の17頁の参考2で示されているように、使用済燃料中の自発核分裂の寄与としてはCm242,Cm244が主な核種となる

2012-02-09 21:36:37
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

ご参考:燃料中のCm242, Cm244生成量の推移例→http://t.co/IOlk3qEP 燃料の燃焼度が増加する(核燃料の原子炉内での照射期間が長い)ほどCm242,Cm244は増加。燃焼度約20000[MWd/t]を超えたあたりでCm244の生成量がCm242を上回る

2012-02-09 21:45:38
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Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

使用済み軽水炉燃料の核種組成データベース(http://t.co/LvdFJNhi )より、BWR45-UO2の結果を紐解けば、燃焼度45 [GWd/t]の使用済燃料中に含まれるCm242,Cm244の量はそれぞれ21.293, 83.605 [g/tHM]

2012-02-09 21:54:08
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

1グラムのCm242が1秒間当りに起こす自発核分裂数は1.1e7(=11000000=1100万) [fission/sec]→http://t.co/m1HLQyLO

2012-02-10 01:03:11
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

同様に1グラムのCm244が1秒間当りに起こす自発核分裂数は6.0e6(=6000000=600万) [fission/sec]→http://t.co/NgGEm88U

2012-02-10 01:08:24
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

https://t.co/hCHMOYWt より、Cm242,Cm244がそれぞれ21.293, 83.605グラムある場合、毎秒起こる自発核分裂数は7.4e8(=740000000=7億4000万) [fission/sec]→http://t.co/yghT2FnZ

2012-02-10 01:21:58
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

https://t.co/bhRo0QVQ より、Cm242,Cm244が自発核分裂反応1回当りに生成するヨウ素131の期待値を0.03個とすれば(続く)

2012-02-10 01:32:56
Tomohiro ENDO @hyd3nekosuki

(続き)21.293グラムのCm242と83.605グラムのCm244が自発核分裂することで、ヨウ素131が毎秒2.2e7(=2200万)個生成されていると推定される→http://t.co/oiZUU3Hx

2012-02-10 01:34:38
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