2016 年 9 月 14 日
今中哲二

京都大学原子炉実験所

ガラス固化体の隔離期間は 8000 年？？？についてのメモ
９月２日に名古屋で講演会を行ったとき、高レベル廃棄物地層処分の問題をやっている参加者から、『ご存知と思うが、地層処分によるガラス固化体の隔離期間が最近は 8000 年になっているが．
．．』という質問を受けた。地層処分の隔離期間は 20 万年から 100 万年というのが、私の頭の中の常識だったので、『8000 年のことは知りません』と答えた。
地層処分の話は、『20 万年後に放射能が漏れて、近くに住んでいる人の被曝量が毎年??μSv になります』といった感じで、どうにもリアリティーがもてないので、ガラス固化体や地層処分につてこれまでマジメに調べたことはない。でも、『20 万年から 100 万年』→『8000 年』というのは、原子力屋として“説明責任”があるような気がするのでカラクリを調べてみた。
『8000 年』の出処まずは、“高レベル廃棄物”＋“地層処分”でネット検索するとそれらしい資料がワンサカ出てきた。

以下は、発表者「資源エネルギー庁」の平成 25 年のパワポの中の１枚である。

図１

http://www.meti.go.jp/committee/sougouenergy/denkijigyou/houshasei_haikibutsu/pdf/25_01_s01_00.pdf

たしかに、「直接処分：約 10 万年」、「軽水炉ガラス固化体：約 8000 年」となっている。さらにものすごいのは「高速炉ガラス固化体：約 300 年」である。300 年といえば、低レベル廃棄物ドラム缶埋設処理の管理期間が、たしか 300 年だった。『地層処分なんて、いらんじゃん！』と思ってしまう。
注意その①：10 万年、8000 年、300 年というのは『隔離期間』ではなくて、『潜在的有害度が天然ウラン並みになるまでの期間』となっている。
私の頭にある『ウラン鉱石並み』ではなさそうである。
同じパワポに、潜在的有害度の経年変化について、以下のような図があった。ガラス固化体の危険度が、緑の線（天然ウラン及びその娘核種）まで減少するのに、直接処分は 10 万年、軽水炉再処理ガラ
ス固化体は 8000 年、高速炉再処理固化体は 300 年、ということらしい。
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図2

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注意その②：“緑の線”は、もともとの危険性（縦軸１）に比べ、約 1000 分の 1 のところに引いてある。ガラス固化体はもともととんでもなくおっかないものなのに、その 1000 分の１で大したことはなくなる、となっているのも変である。

図3

http://www.aec.go.jp/jicst/NC/tyoki/sakutei/siryo/sakutei12/siryo1-1.pdf

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ネットを調べると、ガラス固化体の潜在的危険度について、図３もよく出てきた。図３をじっと眺めると、『隔離すべき期間：数十万年以上』と注が入っている。
放射能の減衰の様子も図２と図３で異なる。図３の縦軸単位は、核燃料１トンに相当する放射能量（Bq）で、図２では、潜在的な有害度の相対値になっている。図２では、軽水炉ガラス固化体の危険度が天然ウランと同等になるのに約 8000 年であるが、図３では数万年と微妙に違っている。
『20 万～100 万年』→『8000 年』のカラクリ◆カラクリ①：危険度比較対象の目くらまし
今中の頭の中は、『ガラス固化体の危険度がウラン鉱石並みになるのに 20 万から 100 万年』であった。
図１や図２ではわかりにくいが、図３を眺めて分かったのは、最近の比較対象は、“ウラン鉱石並み”ではなく、“１トンのウラン燃料を製造するために掘り出したウラン鉱石が持っていた危険度（放射能量）』である。図３に従うなら、品位１％のウラン鉱石 750 トン分だそうである。天然ウランとその娘核種 7.5 トンの放射能量を計算してみると 1.05×1012Bq（ウラン系列：1.02×1012、アクチニウム系列：3.5×1010）となり、図３の赤線と一致した。（トリウム系列はどう扱っているんだろう？？とりあえず無視。）ウラン鉱石 1kg 当りにすると 1.05×1012/750/1000＝140 万 Bq/kg となる。これがどれくらいのものかいうと、福島第１原発周辺に予定されている中間貯蔵施設では、10 万 Bq/kg を越える汚染物は、特別扱いで保管されることになっている。天然のウラン鉱石並みといっても大変な放射能濃度である。
図３のカラクリのミソは、750 トンというウラン鉱石ひと山分の放射能量とウラン燃料１トン（ガラス固化体 1.25 本）分の放射能量とを比較していることである。軽水炉使用済み燃料を１トン処理すると、ガラス固化体が 500kg になるそうなので、数万年たって、ガラス固化体の放射能が“天然ウラン並み”になったときの重さあたりの放射能量は、1012Bq/500,000g＝200 万 Bq/g＝20 億 Bq/kg である。この濃度がどの程度のものか、デカすぎて私には見当がつかない。図３を作った（学者の）栃山さんが隔離すべき期間：数十万年以上』と注釈した所以であろう。
図４は、ガラス固化体中の放射能の内訳の推移である。黒の点線は、今中が加えた“天然ウラン相当”で、ガラス固化体合計（赤線）との交点は約 5 万年である。交差する時点で固化体の中で一番多い核種が、核分裂生成物である Tc-99（テクネシウム 99、半減期 20 万年）であることに留意してほしい。

図４
http://www.rist.or.jp/atomica/data/fig_pict.php?Pict_No=05-01-01-03-013図５は、図３の元の図（サイクル機構、第２次とりまとめ、1999 年）に、“ウラン鉱石１トン当りの放射能量”を赤の点線で入れたものである。使用済み燃料１トン中の放射能が“ウラン鉱石並み”になるには 1000 万年近くが必要であることを示している。

図5
http://jolissrch-inter.tokai-sc.jaea.go.jp/pdfdata/JNC-TN1400-99-020.pdf◆カラクリ②：潜在的な有害度の導入による目くらまし1999 年の“地層処分第２次とりまとめ”の折には、8000 年という数字はまだ出てなかったようだ。その数字が出てきたのは、2005 年に発表された“原子力政策大綱”の策定会議と思われる。2004 年 10 月
7 日の資料に図２と同じ図があった（図６）。（この図の回収率は、ホントかなぁ～....と思わせる。）

図６
http://www.aec.go.jp/jicst/NC/tyoki/sakutei2004/sakutei09/siryo13.pdf

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『潜在的な有害度』とはなんぞや、と思って調べてみると、JAEA の『使用済核燃料の潜在的放射性毒性評価のためのデータベース』(2010)というレポートがあった。
http://jolissrch-inter.tokai-sc.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Data-Code-2010-012.pdf

潜在的有害度とは、（放射能量：Bq）×（経口摂取の内部被曝換算係数：Sv/Bq）を指標にするとのこと。
（その昔は、廃水基準値まで希釈するのに必要な水の量を指標にしていたはずだが…）図７はそのレポートのサワリの図である。縦軸は、ウラン燃料１トン分のガラス固化体に含まれる各種の放射能をそれぞれの換算係数で重み付けして和を求めたものである。JAEA レポートで用いられている換算係数を表１に示した。天然ウラン 7.5 トン分の“潜在的有害度”を計算してみると、2.37×105（Sv/天然 U7.5 トン）となり、図７の横線と一致した。
アクチノイド核種（U、Pu を除く）の曲線は約 8000 年のところで、天然 U7.5 トンと交差している。
また、FP 核種の曲線は約 300 年で天然 U7.5 トンと交差している。このようなデータが、軽水炉ガラス固化体 8000 年、高速炉ガラス固化体 300 年の元ネタであろう。

図7
縦軸が Bq のままの図４と、縦軸が潜在的有害度の図７との際だった違いは、FP 核種の寄与がガタッと減ったことである。図４で、１万年から 50 万年で一番大きいのは Tc99 であるが、換算係数の導入により、（たとえば半減期 7370 年の Am243 の換算係数 2×10-7 に比べると、Tc99 は 6.4×10-10 なので）約300 分の１の寄与になる。
◆カラクリ③：優秀な日本の群分離技術？の目くらまし
もうひとつの目くらましは、図６にあって、図２には記載のない『回収率』である。軽水炉ガラス固化体で 99.5、99.6％、FBR 固化体で 99.9％というウラン、プルトニウム、アクチノイドの回収率になっている。化学の現場には疎い今中であるが、99.5％とか 99.9％という回収率はかなりアヤシイ。表２に『第２とりまとめ・分冊３』に出ている値を示す（回収率は、１－移行率）。軽水炉ガラス固化体 8000年、FBR ガラス固化体 300 年という値は、回収率しだいなので、そのうち、再処理の化学に強そうな先生に聞いて見よう。
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表２

まとめ
名古屋の講演会での問題提起を受けて、『再処理ガラス固化体の地層処分隔離期間は 8000 年』を調べてみた。軽水炉ガラス固化体 8000 年、FBR ガラス固化体 300 年の出処や根拠はだいたい分かった。私からしたら『地層処分のタメにするお話』として作られたようなもので、『再処理ガラス固化体の隔離期間は 20 万から 100 万年』という基本的認識を変える必要はなかった。
福島原発事故を経験している私たちにとって、“生活環境から隔離すべき放射性廃棄物”として現実的なのは、汚染地域の指定廃棄物（8000Bq/kg 以上）や特定廃棄物（10 万 Bq/kg 以上）である。表１の換算係数を使うと、10 万 Bq/kg のセシウム 137 の潜在的有害度は 1.3Sv/ton となる。図６の相対値で表すと 6.5×10-9 となり、図から下にはみ出てしまう。仕方ないので、それを 10 倍した 100 万 Bq/kgの潜在的有害危険度を、図 7 に赤い点線で示した。

図７
当局サイドの 8000 年や 300 年の話がいい加減そうだとはいえ、高レベル放射性廃棄物問題に対して、私自身が明確な方針を持っているわけではない。
『少なくとも、これ以上増やさないようにしましょう』とは言っているが、これまでに出来ちゃったものをどうするか悩ましい限りである。
以上、ご参考まで（2016.11.13 訂正）
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