特集原発事故下の 5 年

チェルノブイリと福島：事故プロセスと放射能汚染の比較
今中哲二

いまなかてつじ京都大学原子炉実験所

5 年前，“福島がチェルノブイリのようになっっかけにはじまった福島第一原発事故である。本てしまった” と私が確信したのは，3 月 15 日午前

稿では，チェルノブイリと福島の事故プロセスを

11 時に記者会見のテレビ中継で，当時の枝野官振り返りながら，大気中への放射能放出と陸上の房長官が「4 号機建屋で水素爆発が発生し，2 号放射能汚染について比較しておく。

機では原子炉格納容器が破壊されたもよう」と発表するのを聞いたときだった。頭の中が真っ白にチェルノブイリ原発事故なって，いつか見たことのある映画の中に自分がいるような気分に襲われた。定期点検中で原子炉

チェルノブイリの原発は，旧ソ連が原爆用プルに核燃料が入っていないはずの 4 号機の水素爆トニウムを作るために開発した原子炉を発電用に

発は，使用済み燃料プールの水がなくなって核燃大型化したもので RBMK 原発と呼ばれ（RBMK と料が高温になり，ジルコニウム・水反応で発生しはロシア語の “大出力チャンネル型原子炉” の頭文字），そのた水素が爆発したことを示唆し，2 号機の格納容構造からは “黒鉛減速・沸騰軽水冷却・チャンネ器破壊とは，すでに炉心がメルトダウンをおこしル炉” である。1986 年 4 月の事故当時，ソ連でて，蒸気と放射能でパンパンになっていた “放射は 5 カ所の原発で 15 基（合計 1550 万 kW）の RBMK能漏れを防ぐ最後の壁” が崩壊してしまったこと原発が運転中であった。チェルノブイリ発電所でを意味していた。（4 号機水素爆発は，排気筒を共用しては 4 基が運転中で，5，6 号機が建設中であった。

いた 3 号機から，ベントの際に排気筒経由で 4 号機建屋に水素事故を起こした 4 号機（電気出力 100 万 kW）は，1983が流れ込んだもので，使用済み燃料プールが干上がったわけで年 12 月に運転を開始した，当時最新鋭の RBMKはなかった，と後に判明した。
）

原 発 だ っ た。1986 年 4 月 25 日 未 明，チ ェ ル ノ

原発における最悪の事態とは，炉心に蓄積されブイリ 4 号機は，保守点検のため，運転開始以ている膨大な量の放射能が遮るものなく環境に漏来はじめての停止作業に入った。運転停止に合われ出すような事故である。原子力開発がはじまっせて，タービンの慣性回転を利用する非常用電源て以来，私たちはそのような事故を 2 度経験した。のテストが予定されていた。25 日午後，出力が1986 年 4 月 26 日に旧ソ連ウクライナのチェル定格の半分になったところで，キエフの電力司令ノブイリ原発 4 号機で起きたチェルノブイリ原所から運転継続の要請があり，50％ 出力で運転

発 事 故 と，2011 年 3 月 11 日 の 地 震・津 波 を きChernobyl and Fukushima: Comparison of accident process
and radioactive contamination

Tetsuji IMANAKA

0252

KAGAKU

Mar. 2016 Vol.86 No.3を継続した。午後 11 時に出力降下作業を再開し，午前零時に運転班が交代した。午前零時半，新たな運転班が原子炉出力のコントロールに失敗し，出力がゼロになってしまった。ここで電源テスト

をあきらめていればチェルノブイリ事故は起きな裂連鎖反応を止めることで，地震の震動を感じてかったであろう。しかし，運転員らは停止直後の制御棒が自動的に挿入され，福島第一原発で運転原子炉から制御棒のほとんどを引き抜いて出力再中の 3 つの原子炉はぶじに停止した。ところが，（停止直後の原子炉は，中性子吸収断面積が上昇を試みた。

原子炉停止と同時に発生したのが送電塔の倒壊や大きな核分裂生成物キセノン 135 の効果によって起動しにく変電所の碍子破損にともなう外部電源喪失だった。

い。
） 午 前 1 時 23 分，熱 出 力 20 万 kW で な ん と運転中の原発は電気を外へ供給しているが，原子か安定したところで，タービンへの蒸気バルブを炉が全部止まってしまうと外から電気を受け入れ閉鎖し非常電源テストがはじまった。その 40 秒る必要がある。原子炉の核分裂反応は止まっても，後，電源テストが終了し運転員が原子炉停止のた

莫大な量の核分裂生成物から発生する崩壊熱を冷めに制御棒一斉挿入ボタンを押した。その 3 秒

やすことができなくなると，原子炉はメルトダウ

後に “出力上昇率高” と “出力高” の警報がなり，ン（炉心溶融）に至る。外部電源が喪われた場合に備その数秒後に制御室の運転員たちは強い衝撃を感えたのが非常用ディーゼル発電機であった。外部じた。原子炉建屋外部の目撃者によると，2 回の電源喪失の発生にともない非常用ディーゼル発電爆発があり，花火のような火柱が夜空にあがった機が自動起動し，1〜3 号機の運転員は，これでそうである。

何とか乗り切れると判断したことであろう。そしチェルノブイリ事故は，原子炉の設計欠陥と極てその後にやってきたのが津波であった。津波対端な運転条件が重なって，原子炉出力が急上昇し策の想定高さ 5.7 m のところに 10 m を超える津て一瞬のうちに原子炉と建屋が破壊された “暴走波がやってきた。タービン建屋の地下階に設置さ事故” であった。最初の爆発の後，むき出しとなれていたディーゼル発電機はすべて海水をかぶっった炉心で黒鉛ブロックの火災が発生し，大量のて停止した。ここに，旧原子力安全委員会の原子放射能放出が約 10 日間継続した。破壊された原

炉安全設計審査指針において，「長期間にわたる子炉の周りには，炉心の構成物である核燃料や黒全交流動力電源喪失は，送電線の復旧又は非常用鉛ブロックががれきとなって散乱していた。（30交流電源設備の修復が期待できるので考慮する必年たった現在でも，チェルノブイリ事故の原因と経過について要はない」とされていた事態がはじまった。

“定説” があるわけではない。上記のストーリーは，1991 年にソBWR では全交流電源の喪失に備えて，交流電連最高会議が行った事故原因見直しの報告1に基づいている。

源に頼らない炉心冷却システムを備えている。タ1986 年にソ連政府が IAEA（国際原子力機関）に提出した報告2でンクの蓄積水と炉心の水とを重力で自然循環させは，事故の原因は運転員の規則違反とされている。
）

る非常用復水器（IC）や，炉心で発生する蒸気を用いるタービン駆動式ポンプの原子炉隔離時冷却系

福島原発事故（RCIC）と高圧注入系（HPCI）である。しかし，いずれのシステムもバルブの開閉など起動操作に直流
福島原発事故は，炉心冷却ポンプの電源喪失に電源を必要とするし，長時間の運転は想定されてと も な う “冷 却 失 敗 事 故” だ っ た。2011 年 3 月

いない。直流電源については，1 号機と 2 号機で11 日 14 時 46 分に地震が発生したとき，福島第はバッテリーが地下階にあり津波で水没し役に立一原発の 6 つの原子炉（いずれも BWR：沸騰水型原発）

たなくなったが，3 号機では，少し高い位置にあのうち，4 号機から 6 号機は定期検査のため停止ったため水没を免れた。

中で，1 号機から 3 号機が定格運転中だった（1 号

原子力学会事故調3などの報告書によると，最機 の 電 気 出 力 は 46 万 kW で，2 号 機，3 号 機 は 78 万 kW）。

初に炉心崩壊がはじまったのは 1 号機で，3 月

原子炉緊急時のスローガンは “止める”，“冷やす”， 11 日の夕方頃と推定されている。1 号機には IC“閉じ込める” の 3 つである。止めるとは，核分と HPCI があったが，直流電源がなくなったこ
チェルノブイリと福島：事故プロセスと放射能汚染の比較

科学0253

ともあってどちらも役に立たなかった。11 日深

き出しとなってメルトダウン，メルトスルーに至夜までに，メルトダウンからメルトスルー（原子炉った。いずれの原子炉においても，燃料と炉心材容器の貫通破壊）へと進展した。（車のバッテリーを計装系

料の混合溶融物が圧力容器を貫通し，ペデスタルにつなぎ込んで行っていた測定によると）
12 日午前 2 時 30と呼ばれる格納容器のコンクリート床に落下した。

分には 840 kPa という設計耐圧の約 2 倍の格納容溶融固化物（デブリ）が格納容器内のどこにどのよ器内圧が記録され格納容器破壊が心配された。格うな状態で存在しているのかは 5 年が経過した

納容器の破壊は “閉じ込める” 機能の崩壊を意味現在も明らかでない。溶融物がコンクリートと反している。次善の策として格納容器圧力を下げる応し続け格納容器を突き破って地面にまで達してためのベントが試みられ，12 日 14 時半頃に何としまう，いわゆる “チャイナシンドローム” を最かベントに成功したが，直後の 15 時 36 分，格終的に防いだのは，9 カ月前の 2010 年 6 月に設納容器のフランジなどから漏えいし原子炉建屋の置されたばかりの消火栓経由の炉心注水系だっ天井に溜まっていた水素が爆発した。19 時 4 分

た4 。に消防車のホースを消火栓につないで炉心への海水注入が開始された。

放射能放出量と放射能汚染

3 号機では，津波によって非常用ディーゼル発電機が止まった後は，RCIC によって炉心冷却が図 1 は，文献 2 と 5 にもとづいて作成した，確保されたが，RCIC は 12 日 11 時 36 分に停止

チェルノブイリ事故と福島事故についての毎日のしている。次に HPCI が自動起動した。13 日 2

大気中放出放射能量推定値である。チェルノブイ

時 42 分，HPCI を停止して消火系からの炉心注リでは，最初の爆発にともなって炉心燃料に近い水が試みられたが，なかなかうまくいかず水位が組成で放射能が大気中に放出された。黒鉛火災に低下し，13 日午前 9 時頃から炉心損傷が始まっ

ともなう放射能放出は 5 月 6 日に終息したことたものと推定されている。格納容器圧力の上昇にになっている。終息の理由は定かではないが，炉ともない 13 日に複数回のベントが行われ，圧力心の黒鉛が燃え尽きて放射能放出も収まったようを下げることができたが，14 日 11 時 01 分にはだ。福島では，事故がはじまって 2 日目（12 日）と3 号機建屋でも水素爆発が発生した。

4 日目（14 日）に 1 号機と 3 号機の水素爆発があっ2 号機では，津波が到来したときに，たまたまたが，炉心そのものの爆発ではなかった。福島でRCIC が運転中で，交流・直流電源がなくなった

大気中に放出された放射能は，高温の溶融炉心かまま 3 月 14 日午前中まで動いていた。RCIC のら揮発した，ガス状や揮発性の放射性核種が主体

機能停止後，原子炉圧力が上昇して水位が下がりであった。最大の放射能放出があったのは，2 号続け，事態は急速に悪化した。14 日夕方には原機の格納容器破壊がおきた 15 日で，この日の夕

子炉容器が破損して格納容器内圧が上昇し，ベン方から翌朝にかけて放射能プルームが流れていっトが試みられたが成功しなかった。14 日深夜かた浪江町，飯舘村，福島市では運悪く雨や雪が重ら 15 日早朝にかけて格納容器圧力は 700 kPa 以なって大規模な地表沈着がおき，北西方向へ延び上という高圧のまま推移し，（数時間の欠測の後）11る避難指示区域の主要な汚染域が形成された。

時 25 分には 155 kPa まで低下した。この間に格（Katata ら6の分析によると，北西方向汚染帯の形成には 15 日午

納容器破損が発生し，今回の福島事故で最大の放後の 3 号機ベントも大きく寄与した。）

射能放出が始まったと思われる。15 日午前 9 時，

表 1 は，大気中に放出された放射能量の推定

福島第一原発正門で 12 mSv/h という放射線量率値である。チェルノブイリについてのソ連政府のが記録されている。

値2は，旧ソ連国内に沈着した放射能量の値で，1〜3 号機とも，炉心水位が低下し，燃料がむ0254

KAGAKU

Mar. 2016 Vol.86 No.3

瀬尾ら7は，北半球全域に及ぶデータを利用して，

35
毎日の放射能放出量，PBq/日（a）チェルノブイリ
2000
1500
1000（b）福島30

ヨウ素 13125

セシウム 134＋セシウム 137

2015
10
50

3/12
3/13
3/14
3/15
3/16
3/17
3/18
3/19
3/20
3/21
3/22
3/23
3/24
3/25
3/26
3/27
3/28
3/29
3/30
3/31

5/6

5/5

5/4

5/3

5/2

5/1

4/30

4/29

4/28

0

4/27

500

4/26

毎日の放射能放出量，PBq/日2500

1986 年

2011 年

図 1―大気中への毎日放出放射能量推定値

PBq＝1015 Bq。（a）チェルノブイリ。1986 年ソ連政府報告書2にもとづいて作図。貴ガスを除いた放射能量。（b）福島。UNSCEAR
2013 年報告5のデータより作図。
表 1―大気中への放射能放出量の比較
単位：PBq（1015 Bq）
チェルノブイリ
放射性核種

半減期

福島

ソ連政府報告2（1986）

瀬尾ら7（1988）

チェルノブイリフォーラム8（2005）

保安院9（2011）

Stohl et al.10（2012）UNSCEAR5（2014）

15,300.0n.a.
n.a.

7,300.0
0,120.0
0,029.0

n.a.
00,036.6
n.a.
n.a.

0,009.0
0,008.8n.a.
n.a.

キセノン 13305.24 日

9,000.0

ヨウ素 131
テルル 132
セシウム 13408.04 日03.25 日02.07 年

0,760.0
0,640.0
0,021.0n.a.
2,600.0
3,100.0
0,110.0

6,500.000
1,760.000
1150.000
0,047.000

11,000.000
00,160.000
00,000.760
00,018.000

セシウム 137
ストロンチウム 90
ジルコニウム 95
ルテニウム 10330.1 年028.8 年065.5 日039.3 日00,037.0
0,008.1
0,160.0
0,150.0

0,160.00,020.00,240.0
0,470.0

0,085.000
0,010.000
0,084.000
0,168.000

00,015.000
00,000.140
00,000.017-6
7.5×10ルテニウム 106
バリウム 140
セリウム 141
ネプツニウム 239
プルトニウム 239

372 日0.00
12.8 日032.5 日002.36 日2 万 4000 年

n.a.

n.a.

0,060.00,300.0
0,130.0
1,900.0
0,005.2

0,200.00,520.0
0,310.0
5,900.00,009.3

0,073.000
0,240.000
0,084.000
0,400.000

2.1×1000,003.200
00,000.018
00,000.076

n.a.

n.a.

n.a.

n.a.

n.a.

n.a.

n.a.

n.a.

0,000.013

3.2×10-6

n.a.

n.a.

-6

n.a.; 評価なし。

原発から 3000 km に及ぶ沈着放射能量を見積も学委員会）5の値は，日本国内で得られた空気中放射っている。チェルノブイリフォーラム8とは，チ能濃度などから逆算した Terada らの論文11がもとェルノブイリ事故 20 年の機会に，IAEA，WHOになっている。

といった国連組織と，ウクライナ，ベラルーシ，気体であり放出されやすいキセノン 133 の放ロシアの代表が集まってさまざまな報告をまとめ出量について，チェルノブイリより福島のほうがたものである。福島については，保安院の値 は，大きいのは，原子炉出力の違い（チェルノブイリは 100事故プロセスのシミュレーション計算にもとづく

万 kW 1 基で，福島は 3 基合わせて約 200 万 kW）の反映でもので，パラメータの入れ方によって結果が大きある。揮発性核種であるヨウ素 131 とセシウムく変わる。Stohl ら10は，CTBT（包括的核実験禁止条

137 については，不確実さはあるものの，炉心が約）の地球規模放射能監視ネットワーク測定デー

剝き出しとなったチェルノブイリのほうが福島よタと大気中輸送シミュレーション結果とから放出り大きかったことは確かであろう。ヨウ素 131

源強度を逆算したものである。UNSCEAR（国連科について，UNSCEAR とチェルノブイリフォー

9

チェルノブイリと福島：事故プロセスと放射能汚染の比較

科学0255

表 2―飯舘村とキエフ市の汚染の比較
土壌の汚染密度（Bq/m2）
セシウム 137

ストロンチウム 90

プルトニウム 239, 240

その 1
その 2

1,000,000
0,590,000

0,390＊
0,300＊

000.01＊＊000.07＊＊その 3

2,200,000

0,790＊

000.2＊＊00,025,000

5,800 ＊

160 ＊＊.00〈飯舘村 : 北西 30〜40 km〉

1213〈キエフ市：南 110 km〉

市内 6 カ所平均（財）
九州環境管理協会に測定を依頼。核実験降下物を含む。

＊

山本（金沢大）による測定。プルトニウム 238 との比を用いて核実験降下物分を差し引いた値。

＊＊

ウクライナ，ベラルーシ，ロシアのチェルノブイリ法によると，
3.7 万 Bq/m2 以上が放射能汚染地域で，55.5 万 Bq/m2 以上が移住義務地域。

セシウム 137 汚染レベル
3.7 万 Bq/m2 以上

55.5 万 Bq/m2 以上

チェルノブイリ12145,000 km2

10,300 km2

福島14008,424 km2

00,768 km2

1200

セシウム 137 初期沈着量 100 万 Bq/m
あたりの地上 1 m 積算空間線量，mGy2

表 3―セシウム 137 による汚染面積の比較

ラムの値を比べると，福島はチェルノブイリの 7％ と な る。セ シ ウ ム 137 に つ い て は，UN-SCEAR とチェルノブイリフォーラムを比べると，
福島はチェルノブイリの 10％ で，Stohl らの値とチェルノブイリ

1000

福島

800
600
400
2000010

事故後の年数2030

図 2―セシウム 137 の初期沈着量 100 万 Bq/m2 の場合について他の放射性核種の寄与も考慮した地上 1 m での積算空間線量の比較

チェルノブイリフォーラムを比べると 43％ になる。

る陸上の汚染面積をチェルノブイリと福島で比較

プルトニウムやストロンチウム 90 のような不し た も の で あ る14。3.7 万 Bq/m2 以 上 な ら び に

揮発性核種の大気中放出量は，事故プロセスの違

55.5 万 Bq/m2 以上という区分は，チェルノブイ

いを反映して，福島ではチェルノブイリに比べ極リ周辺における “放射能汚染地域” ならびに “移住めて少なかった。表 2 は，筆者らが飯舘村で採義務地域” の定義である（それぞれ，旧単位の 1 キュリー

取した土壌中のストロンチウム 90 とプルトニウ/km2 と 15 キュリー/km2 に対応）。福島の汚染面積をチムの値12について，チェルノブイリ原発南方 110ェルノブイリと比較すると，放射能汚染地域はチkm のキエフ市について報告されている値 とをェルノブイリの 5.8％，移住義務地域は 7.5％ と比較したものである。キエフ市では，セシウムなる。チェルノブイリと福島の大きな違いのひと

137 汚染に比べると，ストロンチウム 90 は約 5

つは，チェルノブイリは内陸立地で，福島は東側分の 1，プルトニウムは 1％ 程度あり，被曝を考が太平洋という海だったことである。福島では，える際に無視できない。一方，飯舘村では，スト大気中放出放射能の 7〜8 割が偏西風により太平

ロンチウム 90 の汚染レベルはセシウム 137 の洋のほうに流れたことを指摘しておきたい。また，2000 分の 1，プルトニウムでは 100 万分の 1 以

海洋の汚染については本稿では議論しないが，福下であった。

島事故にともなう液体放射能の太平洋への直接的

13

福島周辺汚染地域でのこれからの長期的な被曝な放出量としては，セシウム 137 で 3〜6 PBq，を考えた場合，注目しておくべき放射性核種はセヨウ素 131 はその 3 倍という値が報告されていシウム 137 である。表 3 は，セシウム 137 による 5。

0256

KAGAKU

Mar. 2016 Vol.86 No.3

図 2 は，セシウム 137 の初期沈着量として 100万 Bq/m の汚染があった場合について地上 1 m2чернобыльской АЭС 26 апреля 1986г”, 17.01.1991.
2―USSR State Committee, “The Accident at the Chernobyl Nuclear Power Plant and Its Consequences”, August 1986.

での空間ガンマ線量率を，他の放射性核種の寄与

3―日本原子力学会福島第 1 原発事故調査委員会・最終報告書，も考慮しながら沈着後の時間で積分した積算空間

丸善（2014）

線量をチェルノブイリと福島で比較したものであ（ちなみに，飯舘村でのセシウム 137 の平均初期沈着量はる12。
約 90 万 Bq/m215。
） 表 1 に示したように，チェルノブ

イリでは，セシウムやヨウ素以外に半減期の短いさまざまな放射能が放出されたため，はじめの 1年間の積算線量は 500 mGy と福島（76 mGy）の 6.6

4―国会事故調・報告書，2012 年 7 月 5 日
5―UNSCEAR（国連科学委員会）
2013 年報告書
6―G. Katata et al.: Atmos. Chem. Phys., 15, 1029
（2015）
7―瀬尾健・他: 科学，58, 108（1988）
8―Chernobyl Forum. IAEA, 2005
9―原子力安全・保安院，2011 年 5 月 16 日
10―A. Stohl et al.: Atmos. Chem. Phys. Discuss., 11, 28319（2011）
11―H. Terada et al.: J. Environ. Radioact., 112, 141（2012）倍 で あ る が，30 年 間 で は 1.7 倍（970 mGy と 570

12―T. Imanaka: J Radiation Research, 56, i56（2015）

mGy）となる。

13―E. K. Garger et al.: Health Physics., 70, 18（1996）

結び16―瀬尾健: チェルノブイリ旅日記，風媒社（1992）

14―沢野伸浩: 本当に役に立つ「汚染地図」，集英社新書（2013）
15―今中哲二・他: 科学，84, 322（2014）

チェルノブイリ調査ということで私がはじめてソ連を訪問したのは事故から 4 年後の 1990 年 8月のことだった16。以来，20 回以上の現地調査を通じて得た教訓は次の 2 つである。
⿠原発で大事故が起きると，まわりの人々が突然に自分の家に住めなくなり，村や町が丸ごと消えてしまう⿠原発事故によって人々が蒙る災厄は，放射能汚染や被曝といった私が専門としている物差で測れる範囲をはるかに超えている2011 年 3 月末にはじめて飯舘村の調査に入って以来この 5 年間，原子力専門家として私なりに福島原発事故のことにかかわり続けてきた。福
島第一原発周辺では，いまだ約 900 km2 が避難指示区域に指定され，約 10 万の人々が避難生活を余儀なくされている。本稿で述べたように，放射能放出の量や組成また汚染の規模に違いはある
ものの，チェルノブイリと同様のことが福島で起きていると私は実感している。これからも原子力をエネルギー源として利用することとは，チェルノブイリや福島のような事故がまた起きる可能性を抱えこむことだと承知しておくべきである。

今中哲二 いまなか てつじ
京都大学原子炉実験所・助教。専門は原子力工学。大学院時代より日本の原子力開発の在り方に疑問をもちはじめ，研究者としては，原子力を進めるためではなく原子力利用にともなうデメリットを明らかにするというスタンスでの研究を行ってきた。
広島・長崎原爆による放射線被曝量の評価，チェルノブイリ原

文献
1―КГ СССР, “О причинах и обстоятельствах аварии на 4 блоке

発事故影響の解明，セミパラチンスク核実験場周辺での放射能汚染の現地調査などに従事。2011 年 3 月の福島第一原発事故
以降はもっぱら福島の問題に専念。2016 年 3 月定年退職予定。

チェルノブイリと福島：事故プロセスと放射能汚染の比較

科学0257