北九州工業高等専門学校：SNW対話202１、基調講演-1

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原子力発電の基礎と安全確保について～世界と日本のエネルギー、原子力事情も～

令和３年1２月８日

金氏 顯（かねうじ あきら）

日本原子力学会フェロー
エネルギー問題に発言する会・会長（注）この講演と共に、下記の２つの資料も副読本としますので自習して下さい。
①資源エネルギ庁資料「日本のエネルギー2020、日本のエネルギーを知る10の質問」
資源エネルギー庁WEBサイト｜資源エネルギー庁 (meti.go.jp)②文科省「中高生の為の放射線教育副読本」
中高生_放射線副読本 (mext.go.jp)
北九州市小倉北区在住 メールアドレス：kaneuji@amber.plala.or.jp

講師のプロフィール

2【学歴】1962年小倉高校卒、 1968年九州大学動力機械工学修士【企業歴】■1968年三菱重工入社、1998年まで30年間、加圧水型軽水炉（PWR）23基の基本設計、詳細設計、トラブル対策、APWR開発、原子力船むつ起動試験など■1999年取締役・神戸造船所長、■2001年代表取締役常務・機械事業本部長、台湾新幹線プロジェクト責任者、
2004年役員退任、特別顧問2012年退任。
【社会活動歴】■2006年原子力学会シニアネットワーク連絡会（SNW）を設立し初代代表幹事、
全国大学・高専にて学生と対話会、大学非常勤講師、各地で講演、現在に至る。
■2010年北九州へ、2012年北九州イノベーションギャラリー館長、2016年退任。
■2012年藤田哲也博士記念会入会、2020年会長■2021年エネルギー問題に発言する会・会長【現在】
エネルギー問題に発言する会・会長、日本原子力学会フェロー、SNW九州・会長、九州のエネルギーを考える会会長、藤田哲也博士記念会会長など。

小倉南区生まれの偉大な気象学者は？
藤田哲也博士3

今日のお話の内容
第１章 原子力発電の基礎
原子力開発の歴史
核分裂と放射線
原子力発電の炉型と構造
第２章 原子力発電の安全性
東電福島第一事故の経緯と原因
事故後の安全性向上対策
第３章 原子力発電の将来
日本の原子力発電の課題と現状
世界の原子力発電の動向
第４章 世界と日本のエネルギーの現状と課題
日本と世界のエネルギーの現状
エネルギーの特性と必要条件（S＋３E）
2050年カーボンニュートラルに向けて（予告）まとめ4

世界における原子力開発の歴史（１）5◆物質の核への探求
1895 ドイツ：レントゲン、物質を透過する能力を持つ「未知のもの」発見、X線と命名。
1898 ポーランド：マリー＆ピエールキュリー、放射性元素ポロニウム、
ラジウム発見、放射線を出す能力を「放射能」と命名◆核分裂エネルギーの発見
1905 ドイツ：アインシュタイン、特殊相対性理論発表、E=ｍC２
1935 湯川秀樹、中間子発見
1939 核分裂反応を発見◆兵器への利用
第2次大戦中に欧州のユダヤ系科学者約100人がアメリカに亡命
1939 米国ルーズベルト大統領に、ナチスドイツより先に原子爆弾の研究開発を提言する書にアインシュタイン署名
1942 アメリカ政府、極秘の原子爆弾開発「マンハッタン計画」開始。 原子力の歴史
不幸な始まり！
1945.5.7. ドイツ無条件降伏
1945.7.16 ニューメキシコの砂漠で最初の原子爆弾実験成功
1945.8.6. 広島にウラン型原子爆弾投下！
8.9. 長崎にプルトニウム型原爆投下！

世界における原子力開発の歴史（２）6◆平和利用へ舵を切る
1953 国連におけるアイゼンハワー米国大統領の演説“原子力を平和利用に” (Atoms for Peace)
1955 原子力潜水艦ノーチラス号初航行、
ウエスチングハウス社製加圧水型原子炉採用
1957 国際原子力機関（IAEA)発足、
平和利用の国際協力と核不拡散管理
1957 米国で初の商業用原子力発電炉、シッピングポート
60MW運転、加圧水型原子炉
1959 米国イリノイ州ドレスデンにて沸騰水型原子炉
200MW運転
◆先進国各国で商用原子力発電所を続々と建設、しかし1960～ 1974 フランス、中国、インド原爆実験、
1979 米国スリーマイル原子力発電所で原子炉溶融事故発生、被害者無し⇒以降、米国で原発建設停滞
1986 ソ連チェルノブイリ原子力発電所で原子炉暴走、水蒸気爆発、大気圏に放射能放出、消防士など31名死亡、放射能汚染欧州に拡大⇒以降、欧州で原発建設スローダウン

チェルノブイリ事故直後と石棺

我が国における原子力開発の歴史（１）◆原子力の研究開発解禁
1954 初の原子力予算２．３５億円認められる。
1956 原子力委員会、日本原子力研究所の設立。
原子力基本法施行「我が国における原子力の研究、開発及び利用は、厳に平和の目的に限り、安全の確保を前提」とし、「原子力の利用は、動力としての利用と放射線の利用を行う。」

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JRR-1 (日本初の原子炉)

1957 研究用原子炉１号機（ＪＲＲ-1)初臨界
この前後より、民間企業大手５社、電力会社９社も原子力の利用開発活動を開始。 電力は、原子力振興会社（日本原子力発電株式会社）設立。

◆原子力発電、原子力船開発開始
1963.10.26： 動力試験炉（ＪＰＤＲ）により我が国初の原子力発電に成功（原子力の日）
1966：東海１号炉による初の商業発電 (ガス冷却炉)
1963： 海洋観測船“むつ”（6,000トン）建造開始。
1974年出力上昇試験で放射線漏れ。
1985年実験航海を成功。

JPDR（日本初の原子力発電）7原子力船“むつ”我が国における原子力開発の歴史（２）8◆米国の軽水炉技術導入、国産化、30年間に57基建設
ＧＥ社沸騰水型軽水炉（東芝、日立）、Ｗ社加圧水型軽水炉（三菱）
1970 関西電力美浜発電所1号機（加圧水型）、日本原子力発電敦賀1号機、東京電力福島1号機（沸騰水型）が運転開始
以後、電力９社、日本原子力発電で原子力発電プラントを建設。
これまで約30年間に５７基を建設⇒次ページの図
一時は電力の約３５％をベースロードとして賄った。
◆20世紀末から原子力の禍福
1995
1999
2002
2004
2005
2006
2006
2007
2007
2011

動燃「もんじゅ」2次系Nａ漏洩事故発生
JCOウラン燃料工場で臨界事故、2名死亡
東電シュラウド自主点検記録改竄発覚
関電美浜3号復水配管破損、5名死亡
最高裁もんじゅ設置許可無効二審判決破棄
原子力部会、「原子力立国計画」報告
九電玄海3号プルサーマル地元事前了承
東洋町高レベル廃棄物地層処分調査取下げ
中越沖地震発生、東電柏崎刈羽発電所運転停止
東日本大震災に伴い、東電福島第一1～4号機が水素爆発、炉心溶融事故

昭和45年8月8日

大阪万博

東電福島第一原子力発電所事故

日本の原子力発電50年の歩みと時代区分

1990年代ABWR、APWR

1980年代国産化完了

1960年代米国と技術提携

原子力建設ラッシュ/事故・事件頻発
石油
危機

TMI2

チェルノブ
イリ事故

ルネッ
サンス

懺悔/復興
福島第一
事故

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ウラン235とプルトニウム239の核分裂
ウラン235が核分裂した時に発生する熱エネルギーにより蒸気を発生し電気を作る

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核分裂の結果、ウラン
235は2つのより小さい物質になり、これが高レベル
放射線廃棄物となる

アインシュタインの特殊相対性理論「質量がエネルギーに変換する。」

E＝ｍｃ２
E:熱エネルギー（cal=4.18J、J=kgm2/s2)、ｍ：消失質量（ｇ）、Ⅽ:光の速度=3×10８m/ｓ

一部のウラン238は中性子を吸収し、プルトニウム239になる。この一部は核分裂し熱エネルギーを発生、一部が残る。このプルトニウム239を再利用するのが核燃料サイクルである。
10

11
化石燃料に比べ極少量で同じエネルギーを出す

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ウラン235の核分裂エネルギー
は石油の200万倍、石炭の250
万～700万倍という膨大なエネ
ルギーを発生「げんぱつ」と「げんばく」の違い

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核分裂数が増加
しないよう制御「げんぱつ」「げんばく」【出典：HP電気事業連合会 「原子力・エネルギー図面集」】

U235 がほぼ100％と多いので核分裂数が急激に増加放射線、放射性物質、放射能の違い＜放射線＞＜放射性物質＞

13＜放射能＞＜シーベルトとベクレルの違い＞◇シーベルト（Sv）は人間が放射線を受けた時の影響を表す。
◇ベクレル（Bｑ）は放射性物質から発生する放射能の強さを表す。

1年間に自然界から受ける放射線被曝量 14合計すると１年間に2.4ミリシーベルトの放射線を受けている。
宇宙から
0.39
ミリシーベルト
体
大地から
外
0.48
ミリシーベルト か
ら
食物から
0.29
ミリシーベルト

呼吸による
空気中の
放射線

体内に

1.26
ミリシーベルト

インド・ケララ、イラン・ラムサールやブラジル・ガラパリは大地からの放射線量が10ミリシーベルト以上あるが、健康影響は見られない。
日本人は1年間に2.1ミリシーベルトの自然放射線と3.9ミリシーベルトの医療放射線、合計6ミリシーベルトの放射線を受けている。

放射線利用は色々な分野で社会の役に立っている

15

15

放射線は正しく怖がることが大事

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自然界には放射線が満ちている◼ 放射線は五感では分からないが、精度良く測定できる。
◼ 人体への悪影響のあるレベルを超えない厳格な管理をしている◼ 放射線の性質（距離、遮蔽、時間）を活用して、被曝防護が出来る◼ 放射線は日常生活で利用され役に立っている◼ 薬は適量で効果を発揮、度を越すと毒になる
放射線も同じ◼

世界に原子力発電所は442基運転中

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世界の炉型別原子力発電設備容量

約90％は軽水炉

加圧水型軽水炉
沸騰水型軽水炉

重水炉
黒鉛減速軽水冷却炉
ガス冷却炉
高速炉

PWRが７０％、BWRは１９％

ref.世界の原子力発電開発の動向2018, 原子力産業会議

PWRとBWRの原理と特徴比較
加圧水型軽水炉：PWR
Pressurized Water Reactor

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沸騰水型軽水炉：BWR
Boiling Water Reactor
送電網

送電網
格納容器

加圧器

格納容器
蒸気発生器

主蒸気(放射性)

主蒸気(非放射性)
原子炉
圧力容器

制御棒
給水(非放射性)

タービン

タービン

給水
(放射性)

発電機

発電機

燃料
燃料
再循環ポンプ

復水器

原子炉
圧力容器

復水器

制御棒

冷水(海水)

冷却材ポンプ
循環水ポンプ
給水ポンプ

冷却水(海水)水

循環水ポンプ

圧力抑制プール

給水ポンプ

冷却系：間接サイクル
原子炉内 ：加圧水
タービン側 ：非放射線管理
制御棒挿入 :上部から（緊急時重力落下）

冷却系：直接サイクル
原子炉内 ：沸騰水
タービン側 ：放射線管理区域
制御棒挿入 :下部から（緊急時水圧挿入）

原子炉メーカー：三菱重工
電力会社：関西電力、九州電力、四国
電力、北海道電力、日本原子力発電

原子炉メーカー：日立、東芝
電力会社：東京電力、東北電力、中部
電力、北陸電力、中国電力、日本原子力発電、電源開発© 2018 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

18

19

20

原子力発電所の内部（PWR）

格納容器
蒸気発生器
制御棒
原子炉

原子燃料

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原子力発電所の構成（PWR)

タービン建屋

制御建屋

22

蒸気タービン

格納容器

発電機

燃料ピット

加圧器

蒸気発生器
原子炉容器
補助建屋

PWR原子力発電プラントの全景

23

24

原子炉圧力容器内部の構造（BWR）

日立GEニュークリアHPより25

原子力発電所の構成（ＢWR)

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27

静岡県御前崎市

東北電力
女川原子力発電所
宮城県女川町

中部電力
浜岡原子力発電所
中国電力
島根原子力発電所
島根県松江市
東京電力

原子力産業界は小中大企業のピラミッド構造 28

今日のお話の内容
第１章 原子力発電の基礎
原子力開発の歴史
核分裂と放射線
原子力発電の炉型と構造
第２章 原子力発電の安全性
東電福島第一事故の経緯と原因
事故後の安全性向上対策
第３章 原子力発電の将来
日本の原子力発電の課題と現状
世界の原子力発電の動向
第４章 世界と日本のエネルギーの現状と課題
日本と世界のエネルギーの現状
エネルギーの特性と必要条件（S＋３E）
2050年カーボンニュートラルに向けて（予告）まとめ29

福島第一原子力発電所事故

30■午後2時46分地震発生、運転中1，2，3号機は制御棒が燃料に自動挿入、核分裂反応停止。非常用ディーゼル発電機起動、非常用炉心冷却系作動。
■午後3時27分頃に津波第1波、3時35分頃に第2波が襲来し、1～4号機は被水。非常用全電源（交流、直流）喪失。炉心冷却不能となり、炉心溶融（1，2，3号機）、水素発生（1，2，3号機）、格納容器漏洩により原子炉建屋水素爆発（1，3，4号機）。多くの住民が避難した。
■水素は燃料被覆管の主材料であるジルコニウム（Zr)が水（H２０）と化学反応を起こして、水素（H２）と熱が発生。 Zr+2H20=ZrO2+2H2＋586ｋJ/mol

東電福島第一の原子炉構造

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２号機はベント出来ず格納
容器フランジ部から漏洩して直接排気塔から放出された。

1，3号機は格納容器内の気体は圧力抑制プールの水をかいくぐって排気塔からベントされた。

東日本大震災に遭遇した他の原子力発電所10基は？

32（商業用・2010年3月末現在）
東北電力(株)東通原子力発電所
東京電力(株)柏崎刈羽原子力発電所
1

2

1

女川：建設時に貞観地震を研究し、敷地高さを14.8ｍとした。
1

2

3

4

5

6

14基の内、事故発生は4基

北海道電力(株)泊発電所
2

電源開発(株)大間原子力発電所

3

7

東京電力(株)東通原子力発電所

北陸電力(株)志賀原子力発電所

1

1

2

1

2

東北電力(株)女川原子力発電所

2

1

2

3

東北電力(株)浪江･小高原子力発電所
34

福島第1-5・6号：空冷DGが運転継続でき、炉心冷却継続できた。

関西電力(株)美浜発電所
1

2

東京電力(株)福島第一原子力発電所

31

関西電力(株)大飯発電所

福島第2：1号は外部電源、2・3・4号
は津波で海水冷却停止したが、モーターの緊急手配＆電線仮設により、炉心冷却再開できた。
1

2

3

2

3

4

2

3

6

7

8

東京電力(株)福島第二原子力発電所

41

関西電力(株)高浜発電所
1

5

4

2

3

4

日本原子力発電(株)東海第二発電所

中国電力(株)島根原子力発電所
1

3

2

中部電力(株)浜岡原子力発電所

中国電力(株)上関原子力発電所

1

3

2

九州電力(株)玄海原子力発電所
1

2

3

1

2

5

6

四国電力(株)伊方発電所

九州電力(株)川内原子力発電所

東海2号：県の指導により、防潮堤の増設を終えた直後に大震災発生。

4

1

3

2

3

4

出力規模

運転中

50万kW未満建設中
着工準備中

100万kW未満

100万kW以上

基
運 転 中
建 設 中
着工準備中
合
計

数
54
2
12
68

合計出力(万kW)4884.7275.6
1,655.2
6,815.5

運転終了：日本原子力発電（株）東海発電所 1998.3.31／中部電力（株）浜岡原子力発電所1、2号機 2009.1.30

出典：資源エネルギー庁「原子力2010」

「原子力学会事故調最終報告書」より
事故の直接要因33（１）不十分であった津波対策
事前に得られていた2つの重要な警鐘を対策に活かせなかった。
（869年貞観三陸沖地震津波、1938年福島県東方沖地震。）（２）不十分であった過酷事故対策⚫ 地震、津波等外的事象起因の過酷事故対策が行われず。
⚫ 2001.9.11米国同時多発テロ後の米国内テロ対策を反映せず。
（３）不十分な緊急時対策，事故後対策や種々の緩和・回復策⚫ 10km以内と想定していた緊急時の避難範囲が不十分。
⚫ オフサイトセンターが地震により使用できなかった。

事故の間接要因（１）事業者の安全意識と安全に関する取組の不足（２）規制当局の組織的不備、安全に対する意識の不足（３）国際的な取組みや海外事例から謙虚に学ぶ取組みの不足（４）安全確保のための人材教育および組織運営基盤の不足

事故後の原子力の安全強化対策

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１．政府の原子力規制組織を抜本的改革（2012年9月）「原子力安全・保安院」と「原子力安全委員会」を廃止し、新たに内閣（総理大臣）からの干渉を受けない独立した組織 「原子力規制委員会」を設置。原子力規制行政を一元化、専門家多数配置。
２．福島事故の教訓を盛り込み 「新規制基準」を2013年7月制定
非常用電源多重化、多様化、長時間電力供給、過酷事故対策、
低頻度大規模災害（竜巻、火山、大火事）、テロ対策などへの対処出来るよう安全性を強化。
既設原子力はこの新基準に適合しないと再稼動できない。
３．地震と津波に対しては過去最大を超える規模を「基準地震動」、「基準津波」
活断層検査と耐震解析、防潮堤・機密扉など設置。
４．過酷事故後の放射能放出抑制策
事故時の緊急制御室（免震、放射能対策）を設置、格納容器機能強化、ベント
フィルター設置など
５．周辺自治体の避難計画
等々の安全性強化により、炉心溶融事故の起こる確率は１０－４、大量放射能放出は１０－６と、福島事故以前より格段に安全性は向上。

福島事故の教訓を踏まえ 「新規制基準」を2013年7月制定

玄海原子力発電所構内の安全対策のYouTube映像
https://www.youtube.com/playlist?list=PLdD9hb7oAzxsYN-7Mt9mEEVyQ-iNmBJ1D

35

深層防護のこれから：3層から5層へ
第１層

第2層

第３層

第４層

異常発生
防止

異常拡大
防止

異常の影
響緩和

過酷事故
防止

非常用原子炉
冷却装置

確率的手法で
潜在的危険性評価

原子炉格納容器

操作手順と設備強化で防止と緩和余裕ある安全設計（地震対策等）

異常の検知

フェイルセーフ

原子炉の自（安全側へ作動）

動停止

インターロック（誤操作防止）

止める

冷やす
閉じ込め
る

これまでの深層防護（安全審査の対象）

第５層
放射線影
響緩和

オフサイト
センター設
置
合同対策協
議会
屋内避難・
退避

今後はここまで規制対象に（福島第一では）原子炉の冷却に失敗、水素爆発、閉じ込めに失敗

炉心溶融、放射性物質異常放出

非常電源、冷却手段・水源の多重化、多様化必
要、

過酷事故後対策、避難計画必要、

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今日のお話の内容
第１章 原子力発電の基礎
原子力開発の歴史
核分裂と放射線
原子力発電の炉型と構造
第２章 原子力発電の安全性
東電福島第一事故の経緯と原因
事故後の安全性向上対策
第３章 原子力発電の将来
日本の原子力発電の課題と現状
世界の原子力発電の動向
第４章 世界と日本のエネルギーの現状と課題
日本と世界のエネルギーの現状
エネルギーの特性と必要条件（S＋３E）
2050年カーボンニュートラルに向けて（予告）まとめ

37我が国の原子力発電を巡る諸課題

38✓ 福島の復興と東電福島第一4基の事故炉の廃炉工事✓ 福島第一トリチウム処理水問題⇒2020年10月海洋放出方針、
2021年8月風評被害対策を政府策定✓ 原発再稼動促進⇒2020年11月東北電力女川２号地元賛同、
2021年4月関電高浜1，2号、美浜3号40年超再稼働福井県知事
同意、2021年6月島根2号再稼働審査合格、6月美浜3号再稼働✓ 2050年CNに向けて次期軽水炉の新増設・リプレース不透明✓核燃料サイクルの要である六ヶ所再処理施設の早期操業開始⇒2020年6月規制委安全審査合格、2022年操業開始✓高レベル放射性廃棄物地層処分、自治体から文献調査申請促進⇒2020年10月、北海道2町村が文献調査申請、12月調査開始、✓高速炉実証炉の事業主体決定、開発工程明確化✓原子力規制委の科学的審査、監視組織強化、事業者との対話等。
✓東電柏崎刈羽原発テロ対策設備不備など社会問題。
✓一般国民世論の原子力活用への理解と容認の向上⇒世論調査｜一般財団法人 日本原子力文化財団 (jaero.or.jp)

福島の復興と東電福島第一の廃炉工事■福島の復興（東日本大震災から10年）◆ 被災３県：避難者は当初47万人から4.2万人に減、生産水準は概ね回復。
◆ 帰還困難区域を除き避難指示解除。復興・再生に向け動き本格化。
◆ 「福島イノベーション・コースト構想」推進、環境再生に向けた取組推進。
◆ 「風評払拭・リスクコミュニケーション強化戦略」で風評被害対策推進。
■東電福島第一の廃炉工事◆ 汚染水対策：汚染水発生量を約140トン/日に抑制（当初約400トン/日）◆ プール燃料取り出し：3号機完了（4号機は既に終了）。1号機は2027年ごろ、2号機は2024年ごろからそれぞれ取り出し開始予定。
◆ 燃料デブリ取り出し：2号機を21年度開始予定がコロナ禍で1年遅延。

◆

廃棄物処理対策：ガレキ等約45万ｍ３保管。焼却・減容装置を今後設置。

39

40

既設原子力発電の現状

41■廃炉を除く36基中廃炉予想4基以外の32基が再稼働、稼働率90％とすると、2030年は発電量2,600億ｋWhとなり、約28％に相当。稼働率75％で23％⇒2030年目標20％の達成可能性あり

事故炉と小出力炉

2050年次世代軽水炉新増設リプレース24基（提言） 42■ 2050 年原子力で総発電量1/3を賄う原子力発電容量 55.5GW 、■新増設リプレース約32GWが必要（稼働率90％）■次世代PWR（120万ｋW）・BWR（138万ｋW）ｘ2４基（各12基）■基本設計はほぼ完成。

図 次世代軽水炉新増設・リプレースのマスタースケジュール◇立地敷地：計画中7基、廃炉敷地など電力会社現保有敷地内◇我が国の建設実績：1970年～2000年代の30年間に54基を建設
エネルギー会・SNW有志（牧英夫、金氏 顯、早瀬佑一）提言「次世代軽水炉の新増設・リプレース」

次世代軽水炉新増設予定地（例）

敦賀原発３、４号機の増設予定地

川内3号機の完成予想図
各電力会社のホームページより

上関原発の建設予定地

東電東通1，2号機完成予想図

43

使用済み燃料の再処理施設

44◆青森県六ケ所村に建設、来年度操業開始予定。
◆使用済燃料は全国の原発から貯蔵プールに冷却・貯蔵。
◆その後、十分に放射能が弱まった後、約3～4cmの長さに細かくせん断し、燃料の部分を硝酸で溶かし、ウラン、プルトニウム、核分裂生成物に分離。
◆ウラン溶液とプルトニウム溶液は、精製、脱硝してウラン酸化物とウラン・プルトニウム混合酸化物。MOX燃料として原発に活用。
◆核分裂生成物を含む廃液はガラス原料と混ぜ合わせガラス固化体。50年
間地上保管冷却後に、300m以深へ地層処分。

ウランと
プルトニ
ウムを混
合

高レベル放射性廃棄物

我が国の原子力開発の短・中・長期構想
（代表例）

短期
中期
長期

SNW#21シンポジウム、三菱重工プレゼン資料.2021.9.15.

45

世界の潮流は原子力発電推進
将来的に利用[]は運転基数

・米国
[99]
・チェコ
[6]
・フランス
[58]・パキスタン [5]・中国 [37]
・フィンランド [4]・ロシア [35]・ハンガリー [4]・インド [22]・アルゼンチン [3]・カナダ [19]・南アフリカ [2]・ウクライナ [15]
・ブラジル
[2]
・英国 [15]・ブルガリア [2]・スウェーデン[8]
・メキシコ
[2]
・UAE [4]
・オランダ
[1]

脱原子力
政策は
5か国

・韓国※1 [24]（2017年閣議決定／2080年過ぎ閉鎖見込）・ドイツ [8] （2011年法制化／2022年閉鎖）
・ベルギー [7]（2003年法制化／2025年閉鎖）
・台湾 [6] （2017年法制化／2025年閉鎖）
・スイス※2[5] （2017年法制化／－）※1 韓国では5基の建設が続行（うち、新古里5・6号機については、
討論型世論調査を実施した結果、建設の継続を決定）

出所：World Nuclear Associationホームページ(2017/8/1)より資エ庁作成（注）主な国を記載

・トルコ
・ベラルーシ・チリ・エジプト・インドネシア・イスラエル・ヨルダン

現在、原発を利用 （脱原発決定年／脱原発予定年）

・カザフスタン・マレーシア・ポーランド・サウジアラビア・タイ・バングラディシュ

現在、原発を利用せず
・イタリア（1988年閣議決定／1990年閉鎖済）
・オーストリア（1979年法制化）
・オーストラリア（1998年法制化）

将来的に非利用

46

・スタンスを表明していない国も多数存在※2 スイスは運転期間の制限を設けず■中国、ロシアが最も積極的に国内建設、また外国輸出。
32■米国は60年運転から80年運転へ。SMR開発に政府、民間、地方自治体積極的。
また、W社がウクライナ、インドなどにAP1000（120万ｋW)輸出計画中。
■フランスは20年ぶりに160万ｋW・PWR（EPR2）6基建設表明。英国、インド、ウクラ
イナにも輸出計画。英国も建設中。ポーランドなど東欧も計画中。

主要国の原子力発電（運転中、建設中） 47
世界の電力の１６％を原子力で供給⇒中） 2050年までに25％を目標

2019年に中国が日本を追い越した。つい最近フランスも追い抜き、2030
年には芸国も言いぬいて世界一になる予想！

現在進捗無し【出典：ENERGY BALANCES OF OECD COUNTRIES 2002-2003 他】

中国は2030年までには原子力大国に

2021/１：
運転中48基、建設中16基、計画中29基、合計93基

2030年までに運転100基超
米国を抜いて世界一に48

世界の原子力発電の世代交代

49

開発中

建設中

運転中
運転中

開発中

近年脚光浴びる小型モジュール炉（ＳＭＲ)

50

従来型＆改良炉

小型モジュール炉

主な用途

一極集中型大容量電力供給

分散型地域需要対応（電力、暖房、脱塩など）

サイズ
電気出力

格納容器高さ30～70ｍ、直径 モジュール高さ20m、直径5m程度
30～40m
50万～140万kW
概ね30万Kw以下

建設費（1基当り）

数千億～1兆円オーダー

初号機3千～4千万円

安全設計

耐震性強化、機能多重化（冷却系、非常電源など）により安
全性向上

受動的炉心冷却、災害時
非常電源、追加冷却不要化、運転員操作不要化

小型モジュール炉のタイプと事例➢ 軽水炉型 NuScale Power45MW、三菱小型軽水炉300MW、
日立小型軽水炉（BWRX-300）➢ 高温ガス炉型➢ 高速炉型

950℃高温ガス炉（JAEA-三菱重工）

50

GE日立PRISM炉（燃料取替サイクル30年、発電や暖房）
東芝４Ｓ炉（10MW程度、ナトリウム冷却、シンプル）

900℃以上高温ガス炉は日本が先端

SNW#21シンポジウム、三菱重工プレゼン資料.2021.9.15.

51

NuScale SMRは最も開発が進捗

52

米国NuScale Power社は、PWR技術に基づいた熱出力200 MWt、電気出力77MWeのNuScale Power Module（NPM）を開発。米国、カナダ、東欧など計画中。

出典： NUScale SMRについて、日揮グループ２０２１．４月１４日

今日のお話の内容
第１章 原子力発電の基礎
原子力開発の歴史
核分裂と放射線
原子力発電の炉型と構造
第２章 原子力発電の安全性
東電福島第一事故の経緯と原因
事故後の安全性向上対策
第３章 原子力発電の将来
日本の原子力発電の課題と現状
世界の原子力発電の動向
第４章 世界と日本のエネルギーの現状と課題
日本と世界のエネルギーの現状
エネルギーの特性と必要条件（S＋３E）
2050年カーボンニュートラルに向けて（予告）まとめ53

人類とエネルギー利用と文明

54

百万年前の「火の発見」から始まり、エネルギーの利用は家畜、薪、水車、風車、馬力、石炭、石油天然ガス、原子力、太陽光、風力と変遷しながら、文明が発達し、人口も増大していった。

原子力・エネルギー図面集より

54

世界の一次エネルギー消費量の推移

55

化石燃料
割合83%

世界のエネルギー消費量は年代の経過とともに増加しているが、石油消費については先進国における代替エネルギー（原子力等）の積極的利用により、増加傾向は緩和。

世界主要国の一次エネルギー構成

56

各国の構成は、資源の有無や保有する資源の種類、国のエネルギー政策等によって異なる。日本は1970年代オイルショック以降電源の多様化を図っている。

日本の一次エネルギー供給実績

化石燃料割合 ８４．８%

日本の一次エネルギー供給量は経済成長にも拘わらず省エネなどにより近年ほぼ一定。福島原子力事故以降は化石燃料依存度が高い。

57

電源別発受電電力量の推移

58

火力発電依存度：福島事故前約60％⇒現在７6％！

2011年の東日本大震災以降、原子力発電所の停止に伴い、天然ガス（LNG）、石炭等による発電の割合が増加している。2012,2013年の火力発電依存度は約90％ 過去最高！

エネルギー資源の種類

59■一次エネルギー：資源による分類①化石燃料（世界は85％～90％依存）◼

石炭、原油・石油、天然ガス、シェールオイル/ガス、オイルサンド、メタンハイドレードなど②再生可能エネルギー（再エネ）
安定型再エネ：水力、地熱、バイオなど◼ 変動型再エネ：太陽光、風力など◼

③原子力エネルギー◼

核分裂、核融合■二次エネルギー：一次エネルギーから生産◼

電気、都市ガス、水素、ガソリン、灯油など

エネルギーの要件は“S＋3E”「S＋３E」の具体的な内容は、資源エネルギー庁資料「日本のエネルギー2020」のQ1～Q5を参照してください。
① エネルギー安定供給

Energy Security③ 環境保全

Environment Protection④ 安全
Safety② 経済効率Economic Efficiency《基幹エネルギーに必要な４条件》① 必要な質の電力を必要な量、必要なときに確保できること② 経済性（ライフサイクルコスト）が良いこと③ 対環境性（大気･水質汚染防止、地球温暖化対策など）④ 安全性（事故リスクの極小化、国民の健康を脅かさない）

60

安定供給（資源確認埋蔵量）の比較■石油は50年前もあと50年と言われたが今でもあと50年と言われるのは、価格が高騰しても需要があれば掘削に投資できるからである。
■頁岩（シェール）に含まれる石油や天然ガスを採掘する技術開発により米国で大量に生産され、米国は資源輸出国になった。
■石炭は地球上に広く存在する資源で埋蔵量は数百年ある。
■しかし、化石燃料は有限であり、いずれは枯渇する運命にある。
■ウランは使用済み燃料を再処理し得られたプルトニウムを高速増殖炉により更にプルトニウムが増殖され約3000年分の燃料にすることが出来る。

61

経済性（発電コスト）の比較■2030年の発電コスト（円/kWh)：検証WG（2021年7月）結果
単体コスト 再エネ（太陽光・事業用）11.2～原子力10.5
燃料再処理、最終処分、廃炉も含む■太陽光・風力（自然変動電源）の大量導入により、電力需給バランスの為に揚水発電、火力
バックアップ、送電線追設など
追加コスト発生。
統合コスト（システムコスト）
再エネ18>原子力1462電気料金の国際比較

日本の電気料金は2010年（福島事故以前）に比べて、原子力が減り、火力と再エネが増えたために、家庭用で約22％、産業用では約25％、高くなっ
ている。

63

ライフサイクルＣＯ２排出量の比較

64◼ 再生可能エネルギーや原子力は発電時にCO2を発生させないゼロエミッション電源。
◼ 日本の石炭火力発電は技術開発により高効率化、海外の石炭火力よりCO2排出削減。

ゼロエミッション電源

原子力は太陽光や風力よりもCO2排出が少ない。

発電に要する土地面積、設備投資の比較

65（注）投資額は2010年当時

玄海原子力は4基、348万kWで0.9ｋｍ２

八幡東区

若松区全面積東田地区相当に相当【出典：資源エネルギー-HP】

北九州市全面積の約50％に相当各電源のエネルギー収支比（EPR=得られるエネルギー/得るために必要なエネルギー）
貨幣価値に左右されない真の経済性比較

E
P
R

安定電源：電力貯蔵無し（左側）
変動電源：揚水発電による電力貯蔵あり（右側）

経済的閾値：

出典：ベルリン核物理研究所ワイスバッハ他論文

66

各電源のS+3E評価

67■再エネ、原子力、火力の各電源のS+3Eを評価すると下表になる。
■全てが満点の電源は無いので、これらをミックスしたベストミックス電源構成が必要である。
■2050年カーボンニュートラル実現に向けては、再エネ、原子力、火力（CCUS付）、等分（1/3）ミックス電源構成が望ましい。
【前提条件】 ＊2050年年間発電量 1400TWh、 ＊“再エネ・原子力・火力各1/3ミックス”を想定
再生可能エネルギー
より高度な（S＋３E）
原子力
火力（CCUS）
安定再エネ
変動再エネ
安全性 設備の安全性

安定供給△ 対自然災害安全性強化要 〇 安全性向上の継続 〇 CCUSの安全性未確認

資源自給率◎ 導入率約12%が限度 ◎ 導入率約40%が限度

調整力・慣性力
・同期化力〇 負荷追従運転可

×

技術自給率

◎ ～100%・～20%
× ・中国が世界市場席巻
・将来は60％を目指す◎ ～100%エネルギー安全保障◎ 最大限活用△ ・主力電源見直し要◎△ 17円/kWh×

経済性 発電コスト

環境◎ 特になし中小水力:11
CO2排出量ｇCO2/kWh◎ 地熱:13〇 準自給エネルギー源× 国内資源希少・自然追従出力変動〇 負荷追従運転可・系統安定化対策が必須

25円/kWh（統合発電コスト）

太陽光（住宅用）:38◎ 陸上風力:26

・不可欠電源・持続的活用◎ 8.5円/kWh◎ ・調整力・慣性力・同期化力を兼ね備えて〇・発電技術～100%
・CCUS開発初期段階△

・脱炭素化技術開発
要△ 16.1円/kWh
CCUS無しの場合◎

19 △LNG: 474
石炭:864
IGCC:710ｇ

2050年カーボンニュートラルに向けて

68■カーボンニュートラル：Carbon Neutral（CN）、ゼロカーボン、脱炭素■2020年10月26日菅総理「2050年カーボンニュートラルの実現」宣言。
■地球温暖化対策の為に CO2、メタン、N2O、フロンガスなど「温室効果ガス」（日本の排出量は12.4億トン、世界の3.2％）の排出を全体としてゼロに。
■2015年、温室効果ガス削減に関する「国連気候変動枠組条約締約国会議(通称COP）」で、国際的な枠組み『パリ協定』を合意。
■パリ協定：気温上昇を産業革命前から2度未満、できれば1.5度以内に抑えることを目標。今世紀後半にカーボンニュートラルの実現目指す。
現行放出率では今世紀末に5.7℃上昇、現行目標では2.7℃上昇の可能性。
■ 2021年１月20日時点で日本を含む125か国と1地域が、2050年までのＣ
Ｎ実現を表明。世界全体のCO2排出量に占める割合は39.0%。
■ その後中国、ロシアが2060年迄に、インドは2070年迄に、CN実現表明。
■2021年10月31日～１１月13日COP26＠英国、約200カ国、気温上昇目標
値、石炭火力やガソリン自動車の段階的削減、途上国支援などを協議。
⇒日本の今後の電源構成を始め、あらゆる産業活動、社会活動、家庭生活、
国家経済に大きな変革が求められる。
⇒詳しくは来年1月10日基調講演ー２で2050年カーボンニュートラル、第6次エネルギー基本計画、再生可能エネルギー等を講演、講師は松永健一氏。

今日のお話の内容
第１章 原子力発電の基礎
原子力開発の歴史
核分裂と放射線
原子力発電の炉型と構造
第２章 原子力発電の安全性
東電福島第一事故の経緯と原因
事故後の安全性向上対策
第３章 原子力発電の将来
日本の原子力発電の課題と現状
世界の原子力発電の動向
第４章 世界と日本のエネルギーの現状と課題
日本と世界のエネルギーの現状
エネルギーの特性と必要条件（S＋３E）
2050年カーボンニュートラルに向けて（予告）
まとめ

69

まとめ
■まず原子力の歴史が原爆という不幸な始まり、その後平和利用として原子力発電が先進国で実用化、日本も米国技術導入、国産化し、2010年までに54基、35％の基底電源となった歴史を振り返った。
■2011年3月11日東日本大震災により東電福島第一3基が水素爆発、炉心溶融事故。国内全原発停止、安全規制体制、規制基準を抜本的に見直し、現在再稼働13基、地元了解待ち3基、審査中・未申請9基、廃炉24基。
■日本の原子力を巡る福島事故炉廃炉、再稼働、新増設・リプレース、核燃
料サイクル、高レベル廃棄物地層処分立地などの課題へ取り組み中。
■世界はドイツなど脱原発政策国はごく僅か、中国、ロシアを始め、米国、フ
ランス、英国、インド、更に東欧、中近東、南米、東南アジアなど計画推進。
■一次エネルギーは化石エネルギー、原子力エネルギー、再生可能エネル
ギーの3種類。世界も日本も一次エネルギーは化石燃料依存80％以上。
■3つのエネルギーの「S＋３E」を比較し、どれも満点のエネルギーは無いので、これらを等分にミックスすることが「ベストミックス」と言える。
■2015年パリ協定を踏まえ、世界は2050年カーボンニュートラルへ舵を切った。我が国はこれにどう対応するか、これからの大きな課題だ。

70

【付録】 技術者に期待するもの

71

チャレンジ精神成長への意欲異文化への柔軟さ
進取の気性 等
社会貢献

技術者への志科学技術向上
技術者倫理 等
技術志向

ものづくりへの情熱

課題に取り組む粘り強さ
工夫を生む創造力 等

土台：確かな基礎学力
MHI Copyright Reserved

大学・高専等教育機関に期待すること【付録】 社会にとって魅力の若者像
新しいことへチャレンジする
自己主張や他人とのコミュニケーションの能力 共同作業を苦にしない。
地元行事、スポーツ
健康で明るく前向きに物事を考える
基礎的学力を身に付けている、日本語、英語、仏語、郷土史なども仕事に情熱と熱意を持つ、仕事に対する確かな理念を持つ
常に社会の動きに目を向けている、世の中の動向に関心を持っている
１．勝者は、つねに問題解決に寄与する
敗者は、つねに問題を引き起こす
２．勝者は、つねに計画を持っている
敗者は、つねに言い訳を考える
３．勝者は、つねに「引き受けた」という敗者は、つねに「私と関係ない」という
４．勝者は、つねに解決法を考えている
敗者は、つねに問題点を指摘する
５．勝者は、つねに「難しいが可能だ」という
敗者は、つねに「可能かもしれないが難しすぎる」という「竹内哲夫氏語録」より

72

エピローグ73

地球上で何億年も前に植物や動物の死骸が化石となった化石燃料を人類
は1700年代の産業革命以来僅か400年で消費尽くしてしまうだろう。その後はまた元の蝋燭と牛馬に頼る原始人になるのだろうか？

74

ご清聴ありがとうございました！