(57)【要約】【課題】燃料がメルトダウンしても外部に影響しない原子力発電所装置。【解決手段】メルトダウンした燃料の通過を阻止し、および又は発熱を抑える機能を持つ受け皿を設けた原子力発電装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メルトダウンした燃料の通過を阻止し、および又は発熱を抑える機能を持つ受け皿を設けた原子力発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、地震、津波、送電遮断、所内停電等に撚り、原発がメルトダウンを起こした際の被害の拡大を防止する。
【背景技術】
【０００２】福島原発の事故では放射性物質の所外放出と云う大被害を招き、更に事故の早い段階でメルトダウンを起こした事は疑いの余地が無く、定格の２％程度の発熱は、今後も長期間収まらず、冷却を止めれば再び活性化して温度が上がるし、近隣一帯帰宅禁止と成り、解除の見込みは立たず、メルトダウンした核燃料は地下水脈に達して地下水を汚染して海に流れ続けて居る。そして周囲を凍結させて封じ込める対策は失敗し、融着した核燃料を分断して吊り上げる手段の開発日程や経費の目途も立って居ません。更に、テレビに依れば、山林の木々は太陽と炭酸ガスで育ち其の腐葉土が地下水を通して沿岸魚貝類の栄養に成って居て、山林の保全が漁業なのだそうですから、今後は、メルトダウンしても地下水脈に達しない手段を通じて、建屋が爆発して山林を汚染すのも防ぐ事が必要です。【０００３】従って此の事故の再発を防ぐ手段の最後の砦として、メルトダウンの害悪を防ぐ装置が必要です。従って本発明に依り、前段の防災設備が全て突破され、メルトダウンに至っても、交通事故の「自損事故」の様に、自社敷地内の被害に留まるならば、世論が変わる筈かと思います。其れでも反対の人も居るでしようが、必要な技術情報、防災手段を提示した上での民主主義が必要かと思います。【０００４】残る原発の再稼働に付いては世論が２分されて居り、再稼働容認派の意見は「今後、途上国を中心に新規建造の計画が多い中で、日本だけが撤退しても意味が無く、経済的にも不利で有るし、途上国の建設が止められないなら、先進国が防災技術の指導をすべきで有る。」と云う物で、反対派は技術討議抜きで、「福島事故の被害を見れば充分」と云う物でが、其れは米国憲法第一条「特許制度に依る技術改革」に違反します。其れは過って民主選挙では天動説が勝ち、地動説が処罰された事への反省に基づくのでしょう。ですから、交通安全法規も全世界が米国法を見習って居る中で、再稼働が米国憲法を無視し、特許と云うテーブル上での技術論議なしに国民投票で決めて良い筈は有りません。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】新型の加圧水型原子炉は、制御棒が炉の下部に固定され、送電遮断時、燃料棒を自重で約４ｍ落下させて、発熱を止める常時付勢のフェールセーフ構造になっている。従って送電遮断時、急速に炉の水位が下がっても、燃料棒も下がるので、空焚きのリスクが小さい。又、事故以前の特許公報に依れば、自重に依る常時付勢の他、停電時には人力でも下げられる様に成って居る。更に、若し空焚きでメルトダウンが起こっても、炉の底は密閉されて居るので、炉の底が破壊されるリスクが小さい。しかし福島で事故を起こした沸騰水型は、燃料棒は動かさず、制御棒を重力に逆らって持ち上げて発熱を止める様に成っている。従って水位が下がる空焚きへのマージンが少ないし、人力での操作は困難です。しかも高圧が掛った炉の底に穴を開け、棒を通して制御棒を上下させる構造には無理があり、空焚きでメルトダウンが起れば、溶けた燃料が炉の底に溜まり、先ず制御棒の摺動部を焼付かせる危険があり、そうなれば、制御棒が落下して炉が全開になり、加速度的にメルトダウンが進む危険もある。更に洩れた高濃度の汚染水を受ける圧力抑制プールも複雑な溶接構造であるため、地震の影響を含め亀裂が生じ、鉄筋コンクリート製の地下室に高濃度の汚染水が溜る危険がある。現に地震後、津波の来る前に、内側の扉の中を見たら「蒸気で真っ白で、作業員の線量計の針が振り切れた」と報じられて居る。【０００６】更に、鉄筋コンクリートは伸び荷重に弱いため、地震に対し、水密性能は保証出来ず、現にメルトダウンに依り海中に汚染水が流出し続けて居り、止める方法は見当たらないと報じられて居ます。
【課題を解決するための手段】
【０００７】上記の実態を踏まえた、再稼働へのマスト要件（ＫＴ法用語）は、「最後の砦として、メルトダウンした核燃料が地下水脈に達するのを阻止する受け皿の設置」で、ウォント要件（ＫＴ法用語）は、液化した核燃料をメルトダウン前の様に細分化して、制御棒の様な発熱を抑える物質で取り囲む事です。【０００８】その手段の一つとして、事故中から、廃炉を前提として鉛の投入も提案されましたが、上部の水が無く成り、空焚きに成っても、下には高温高圧の水や蒸気の有る中では事実上困難で、液状の鉛が解けた核燃料の下に回ってくるみ込み、地下水との接触を断つ事も期待出来ないので、実行されなかったのでしょう。ですから、本発明の様に予め解けた核燃料が、水平方向に流れ出さない様な受け皿が必要で、更に制御棒と同じか、同じ機能の材質で囲んで細分化した燃料の発熱を抑え、固体に戻してからクールダウンを図る必要が有り、その一部として水の代わりに液体の鉛も有効でしょう。事故前の特許公報に依れば、炉の上蓋は、以前はゴムのＯリングで密封して居たのを半田に変え、電熱線で溶かして蓋をし、整備で蓋を開ける時は、再び通電して半田を溶かして蓋を開ける方式に変りました。ですから受け皿の下にも固体の半田を敷いて、細分化された核燃料が落下した際、其の熱で溶けるだけで無く、積極的に電熱で半田を加熱して少なく共上面は液化し、落ちて来た核燃料を沈めてくるみ込んでから電熱を切り、固体化して発熱を抑え、同時に地下水との接触も断つ手段も有る。更にクールダウンしても発熱は対数カーブでしか下がらず、その間冷却を止めると再び温度が上がって活性化するそうですから、残る熱も、「熱を伝えて、放射能は伝えない鉛の棒」の「熱伝導」で建屋外まで導いてから海水に漬けるなど無動力のクールダウンを図るのが経済的です。
【発明の効果】
【０００９】上記の受け皿は原発の建設費に比べても、今回の福島の被害額に比しても極めて安価で、技術的にも、現在地下鉄工事とか、川底ギリギリを掘って川を横断するトンネル工事用掘削法等も有り、現行原子炉の下に追加工事をするのは容易です。現在、再稼働の条件としては「福島事故を踏まえての避難計画」が中心と成って居ますが、メルトダウンしてもコップの中の嵐で、住民には無関係にする手段が優先でしょう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】特に沸騰水型原発の安全対策の実施例を示す。
【図２】緊急用制御棒の詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】図１は未だ事故を起こしていない沸騰水型原発の安全対策の実施例を示す。
図で２ｍは原子炉、３ｍは原子炉格納容器、１５８は燃料棒、１５９は制御棒である。
１６０、１６１、１６２はメルトダウンした燃料棒の受け皿で、上下３重に成って居る。若し炉内の水位が不足して空焚きとなって、燃料棒が溶融して落下した場合には、先ず１６０上に落下し、突破された場合には１６１、１６２が順次受け止める。
【００１２】図２は皿部の詳細を示す。緊急用制御棒１６０ｍは細かい格子状になっており、その上端部１６３は尖らせてあり、落下した液体化した燃料棒は１６４のように細分化されて、発熱が抑えられ、原子炉の底部１６５に接して、格納容器３ｍ内の水や鉛１６６で冷却される。若し制御棒を通している穴などから、原子炉の底板１６５も溶融して落下した場合には、１６１が、更に格納容器３ｍの底も溶融した場合には１６２が受け止める、三段構えとしてＳＦＰを排除している。皿全体が、図示されない液体状又は個体の鉛粒の中に沈めて有る場合も有る。
【００１３】上記メルトダウン以前にも格納容器にはリング状部品１６７が溶接されて居り、炉２ｍは溶接後焼鈍されて居るが、リング部を含む全体は大き過ぎて炉に入らないので焼鈍されて居らず、此の様な複雑で巨大な高圧ガス容器は、機械工学上も無理が有る為、福島では大地震の荷重により、亀裂が生じ、高濃度の汚染水が１６８内に漏れ出し、更に建屋１６９の亀裂から海中に放出されて居る事が想定されて居る。其の確認は、３０年以上経って、炉内への立ち入り検査が可能に成るまで不可能だそうですが、状況証拠としては明らかですから、この対策として、ステンレス製の水槽１７０を増設して漏水を防ぐ。更にコック１７１を開いて冷却水を補給すれば、２ｍ、３ｍの漏水部を通って１６８に供給され、水位が１７２に達したら、コック１７３を開いて除染器１７４を通して回流させる。７ｍはプールで、海水を供給して炉を冷やす。温まった海水を海に戻す際に、海水中の不純物が、高濃度の汚染水で汚染されない様に、プールの外壁１７５は鉛で囲う。
【符号の説明】
【００１４】２ｍ・・・原子炉、３、３ｍ・・・原子炉格納容器、１６０、１６１，１６２受け皿
【図１】
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【図２】
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