12022年10月25日
第1回 ALPS処理水モニタリングシンポジウム～トリチウムの基礎知識及び安全性～茨城大学 大学院 理工学研究科
鳥養祐二

核融合発電の実現に向けた研究を行っています2

原型炉設計合同特別チーム

重水素

中性子

世界的に見ても数少ない核融合トリチウムの専門家
トリチウムの一人です。
核融合は、太陽のヘリウム中で起きている反応です。

核融合炉燃料であるトリチウムを安全に取り扱うための研究を行っています。
大量トリチウム取扱技術の開発、トリチウム分析技術の開発、トリチウムの除染法の開発、etc.

3

本日の内容
1.
2.
3.
4.

トリチウムの基礎知識
自然界に存在するトリチウム
トリチウムの人体への影響
トリチウム処理水の処分を考える

よく出てくる略語など
Bq : 放射能の単位 (ベクレル)
L ＝ リットル
Bq/L ＝ ベクレル／リットル
ALPS ＝ 多核種除去装置
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

e-トリチウムは水素の仲間(水素の同位体)(軽)水素重水素三重水素(トリチウム)e-e-e-

Protium (H)Deuterium (D)Tritium (T)

質量数：1
陽子 1個
中性子 0個
電子 1個
安定同位体
存在比 99.985%

質量数：2
陽子 1個
中性子 1個
電子 1個
安定同位体
存在比 0.015%

質量数：3
陽子 1個
中性子 2個
電子 1個
放射性同位体存在比 極微量

： 陽子

： 中性子

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

3HとかTと書きます。

4

5

トリチウムの壊変
3H

これが放射線β-線：非常に高速な電子

3He

β-壊変

： 陽子
： 中性子

3H : 3.016049

3He : 3.016029

ν(ニュートリノ)

1.0

Emean = 5.69keV

0.8

計数率 [-]

半減期12.3年
一日後：0.99984601
一年後：0.94533995
12.3年後：0.5

0.6

Emax = 18.6keV

0.40.2026101418

β線のエネルギー [keV]

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

放射性核種から放出される放射線の中で、非常に小さいエネルギーの放射線を放出します。
空気中で5mmぐらいしか透過せず、皮膚や容器の壁を通り抜けることはできません。

6

容器内のトリチウムは、外から検出できません
福島第一原子力発電所で行われているトリチウム処理水測定のデモは、ALPSで他の核種が十分に除去できたことを確認するためです。トリチウムを検出するために行っているわけではありません。

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆(写真提供：東京電力)

7

本日の内容
1.
2.
3.
4.

トリチウムの基礎知識
自然界に存在するトリチウム
トリチウムの人体への影響
トリチウム処理水の処分を考える

よく出てくる略語など
Bq : 放射能の単位 (ベクレル)
L ＝ リットル
Bq/L ＝ ベクレル／リットル
ALPS ＝ 多核種除去装置
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

e-8

地球上にはたくさんのトリチウムが存在します
全球存在量(1990)
1-1.3 EBq + 52EBq(142kg-T)

14N + n →3H + 12C（百島、2000）
19.5 EBq(2021年)(53kg-T)
186 EBq

気圏への放出（1998〜2002）
11.7PBq/y (32g-T)

宇宙線生成量72 PBq/y (200g-T)（UNSCEAR 2000 付属書B Table 4）

水圏への放出（1998〜2002）
16.0PBq/y (44g-T)

0.4EBq/y（百島、2000）

核実験(1945-1980)
原子力施設
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

消費財
E(エクサ)： 100京 1018
P(ペタ) ：1,000兆 1015

9

日本における降水中のトリチウム濃度の変遷
東京、千葉における降水中トリチウム濃度

降水中の3H濃度 (Bq/L)

120

2.0

1001.5801.0600.5

400.01980

2001960

1970

1980

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

1990

2000

1990

2000

2010

2010

出典︓環境放射線データベース

10

色々な飲料水中のトリチウム濃度
飲料水名

トリチウム濃度(Bq/L)

茨城大学の水道水

0.4

キリンのやわらか天然水

0.3(3年)

Coopおいしい水

0.4(0年)

いろはす

0.04(42年)

クリスタルガイザー

0.03(45年)

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

地中に長く滞留した水は、トリチウム濃度が低くなります。

クリスタルカイザーは、カリフォルニア州にある国立公園シャスタ・カスケード・リージョンで採取

11

本日の内容
1.
2.
3.
4.

トリチウムの基礎知識
自然界に存在するトリチウム
トリチウムの人体への影響
トリチウム処理水の処分を考える

よく出てくる略語など
Bq : 放射能の単位 (ベクレル)
L ＝ リットル
Bq/L ＝ ベクレル／リットル
ALPS ＝ 多核種除去装置
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

e-12

トリチウムによる被ばく
トリチウムのβ線の最大エネルギーは18.6keV
このエネルギーは非常に小さく、空気中では最大でも5mm、水中では5μm程度しか透過できません。

体の外にトリチウムがある場合は、被ばくは起きません。
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

13

トリチウムの生物影響
Ø トリチウムはエネルギーの非常に低いβ線を放出します。
トリチウム
β線の最大エネルギー

Emax = 18.6 keV

137Cs

Emax = 514 keV
137Cs → 137mBa → 137Ba

によるγ線(662keV)を出す
1.8x10-8 mSv/Bq（水）4.2x10-8 mSv/Bq（有機物）経口摂取した場合の実効線量係数

1.3x10-5 mSv/Bq

トリチウムの放射線の影響(危険性)は137Csの1/1,000以下です。

Ø 法令上のトリチウム
下限数量・下限濃度*

1x109 Bq， 1x106 Bq/g

1x104 Bq， 1x101 Bq/g

排水中の濃度限度

60 Bq/cm3(60,000Bq/L)

9x10-2 Bq/cm3(90 Bq/L)*健康への影響が無視できるほど小さく、放射性物質として扱う必要がない量(放射線規制法告示別表第一および第二)⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

14

体の中のトリチウム
上部︓2014.08
下部︓2015.01

コップ1杯 約200ml
0.09Bq

神通川(Bq/L)
0.43±0.02
0.47±0.02

日本人が1日に摂取する水の量は2.25L*。つまり、1日に約1Bqのトリチウムを摂取しています。
*防災指針によると、 日本人は1日に2.25Lの水(水として1.65L、その他の食品から0.6L)を摂取する。

l 私の体の体液のトリチウム濃度は、約0.5 Bq/L**。
Ø 摂取する水のトリチウム濃度が一定の場合、体の中のトリチウム濃度は一定になります。

→ 体の中にもトリチウムはあります⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆*＊鳥養実測値。唾液中のトリチウムを測定。

15

トリチウムによる内部被ばく線量の計算
内部被曝した場合は、預託線量という考え方で被曝線量を計算します。
預託実効線量(mSv)＝実効線量係数(mSv/Bq)×年間の核種摂取量(Bq)ü トリチウム(水)の実効線量係数：1.8×10-8 mSv/Bq
Ø 0.5 Bq/Lの水を一年間飲み続けた場合
0.5 Bq/L×2.25 L/日×365 日
×1.8×10-8 ｍSv/Bq= 7.4×10-6 ｍSv = 7.4 nSv
Ø 1,500 Bq/Lの水を1年間飲み続けた場合
1,500 Bq/L×2.25 L/日×365 日
×1.8×10-8 ｍSv/Bq= 0.022 ｍSv(出典：環境省 放射性物質対策)
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

公衆の年間の被ばく線量限度(1mSv)の1/45です。

16

トリチウム濃度と年間の被ばく線量
トリチウム濃度(Bq/㍑)

1年間摂取し続けた
ときの年間被ばく線量 (mSv/年)*

139,000,000

2,055

ICRPがこの濃度未満であれば人体に問題ないとする
濃度60,0000.89

管理区域・原子力施設からの排水基準

60,0000.89

WHOの飲料水のガイドライン

10,0000.15

東京電力が海洋放出を検討している濃度

1,5000.022

核実験当時の降水中のトリチウム濃度1100.0016

茨城大学の水道水 (那珂川水系)

0.40.0000059

海水中のトリチウム濃度

0.10.0000015

マウスを用いた実験で、発がん頻度が自然発生と同程度であったトリチウム濃度。これ以上の濃度での実験
では、発がん頻度が上昇。

＊年間被曝線量は、1日に2.25Lの水(水として1.65L、その他の食品から0.6L)を摂取するとして計算(参考：防災指針)
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

17

本日の内容
1.
2.
3.
4.

トリチウムの基礎知識
自然界に存在するトリチウム
トリチウムの人体への影響
トリチウム処理水の処分を考える

よく出てくる略語など
Bq : 放射能の単位 (ベクレル)
L ＝ リットル
Bq/L ＝ ベクレル／リットル
ALPS ＝ 多核種除去装置
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

e-18

東京電力のトリチウム処理水の処分計画
n ALPSで処理してトリチウム以外の62核種および炭素14の放射能を十分にきれいにした水(告示濃度比総和が１未満となるまで浄化)を海洋に放出する。
n トリチウムの年間放出量は、事故前の福島第一原子力発電所の放出管理目標値である22兆Bq未満とする。
n 放出にあたっては、海水により100倍以上に希釈し、排出口でのトリチウム濃度を1,500Bq/L未満とする。
n 希釈後のALPS処理水は、発電所沖合約1kmの海底より放出する。
ALPS処理⽔移送ポンプ

測定・確認⽤設備
放出
受⼊測定・確認

ALPS処理⽔等タンク

堤

防潮緊急遮断弁
海抜33.5m

海⽔流量計

海⽔配管

この辺に放出予定

放⽔⽴坑（下流⽔槽）
道路

海抜11.5m

海抜2.5m

海⽔移送ポンプ（3台）

放⽔⽴坑（上流⽔槽）

5号取⽔路

希釈⽤海⽔
（港湾外から取⽔）⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

海へ
放⽔トンネル（約1㎞）(出典：東京電力資料)

19

海洋放出処分の分かりにくい点
l トリチウム処理水の海洋放出の目的は?
ü トリチウム処理水の海洋放出は、今後の燃料デブリの処分などに必要な敷地を確保するためです。

l トリチウムはどうやって処分するの？
ü トリチウムを海洋に放出処分すると言われていますが、ほとんどのトリチウムはβ-壊変によって減少します。

l なぜ、1,500 Bq/Lで海洋放出？
ü 他の放射性核種が含まれているために1,500 Bq/Lで海洋放出すると言われていますが、他の放射性核種は多核種除去装置(ALPS)で十分に除去できます。十分に安全が担保されたこの濃度で海洋放出しても、処分に問題ないからです。

l トリチウムの排出量は多くなったの？
ü 3.11前と比較して、トリチウムの年間の海洋放出量は多くなっていません。

→安全性は3.11前と変わりません。
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

20

海洋放出したトリチウムは検出されるか？
ü トリチウム処理水は1,500 Bq /L未満の濃度で海洋放出を予定しています。
→ トリチウムは環境中にたくさん存在するので、海水により2,000倍に希釈されたら環境中のトリチウムと区別ができなくなります。

20km
40km
60km
80km
100km

ü 平均濃度620,000Bq/Lのトリチウム処理水を、1日500トン処理すると仮定すると、1日あたりの排水量は21万トンです。
• 平均の水深が20mとすると、
Ø 21万トン：100m×100m×20m
Ø 21万トン×2,000：4.6km×4.6km×20m
海水の希釈効果は非常に大きいので、放出口付近から数キロメートルも離れれば検出は非常に困難です。
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

21

世界の原子力施設からのトリチウムの放出
英・サイズウェルB原発
約20兆Bq（液体）(2015年)

英・ヘイシャムB原発
約390兆Bq（液体）(2015年)

独・グラーフェンラインフェルト原発
約21兆Bq（液体）（2002年）現在運転停⽌中
独・グンドレミンゲンB-C原発
約5.9兆Bq（液体）約1.2兆Bq（気体）(2002年)

英・セラフィールド再処理施設
約1540兆Bq（液体）約84兆Bq（気体）(2015年)

加・ピッカリングA,B原発
約372兆Bq（液体）約535兆Bq（気体）(2015年)⽇・福島第⼀原発
約2.2兆Bq（液体）約1.5兆Bq（気体）(2010年)

仏・ラ・アーグ再処理施設
約1京3700兆Bq（液体）約78兆Bq（気体）(2015年)

⽇本のBWRの平均値
約316億〜1.9兆Bq（液体）(2008〜2010年の平均)
約770億〜1.9兆Bq（気体）（2008年〜2010年の平均）

仏・トリカスタン原発
約54兆Bq（液体）（2015年）

⻄・コフレンテス原発
約3.1兆Bq（液体）約3.9兆Bq（気体）(2002年)

⽶・キャラウェイ原発
約42兆Bq（液体）(2002年)

韓・古⾥原発約45兆Bq（液体）約17兆Bq（気体）（2016年）

羅・チェルナヴォダ原発
約85兆Bq（液体）約286兆Bq（気体）(2002年)

中・⼤亜湾原発
約42兆Bq（液体）（2002年）

加・ダーリントン原発
約241兆Bq（液体）約254兆Bq（気体）(2015年)

韓・⽉城原発約23兆Bq（液体）約120兆Bq（気体）(2016年)

スロベニア・クルスコ原発
液体放出︓約13兆Bq(2002年)

⻄・アスコー原発
約95兆Bq（液体）(2002年)

加・ブルースA,B原発
約892兆Bq（液体）約1079兆Bq（気体）(2015年)

⽇本のPWRの平均値
約18〜83兆Bq（液体）（2008〜2010年の平均）
約4400億〜13兆Bq（気体）（2008年〜2010年の平均）

台・⾺鞍⼭原発
約40兆Bq（液体）約10兆Bq（気体）（2002年）

⽶・スリーマイル原発
約24兆Bq（気体）(1990-1993年)
⽶・ディアブロキャニオン1原発
約51兆Bq（液体）約11兆Bq（気体）(2002年)

⽶・ブランズウィック1原発
約0.2兆Bq（液体）約4.3兆Bq（気体）(2002年)

⽶・グランドガルフ原発
約2.0兆Bq（液体）約2.6兆Bq（気体）(2002年)

伯・アングラ原発
約25兆Bq（液体）（2002年）※枠内の数値はトリチウム排出量を⽰す。
BWR or ABWR

再処理施設

PWR

CANDU or HWR

AGR

事故炉

出典︓英国︓Radioactivity in Food and the Environment, 2015
カナダ︓Canadian National Report for the Convention on Nuclear Safety, Seventh Report＜参考＞1兆Bq≒約0.019g（トリチウム⽔）フランス︓トリチウム⽩書2016
韓国︓韓国原⼦⼒安全委員会「Korean Sixth National Report under the Joint Convention on the safety of spent fuel Management and on the safety of radioactive Waste Management」
⽇本︓平成25年度原⼦⼒施設運転管理年報（原⼦⼒安全基盤機構）
その他の国々︓UNSCEAR｢2008年報告書｣

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆(出典：経済産業省資料)

22

世界の原子力施設からのトリチウムの年間放出量
1Fの600倍ü フランス ラ・アーグ再処理施設(2015年)：
約1.37×1016 Bq(38 g-T2)

1Fの67倍ü イギリス セラフィールド再処理施設(2015年)：
約1.54×1015 Bq(4.3 g-T2)
ü

1Fの10倍強

カナダ ダーリントン原子力発電所(2015年)：
約2.4×1014 Bq(0.67 g-T2)

1Fとほぼ同じ

ü 韓国 月城原子力発電所(2016年)：
約2.3×1013 Bq(0.064 g-T2)

ü 福島第一原子力発電所の年間最大放出量：最大2.2×1013 Bq(0.063 g-T2)
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

23

まとめ
トリチウム処理水は、他の放射性物質を取り除いた後に希釈して海洋に放出処分する方法が、最も安全・確実です。
これに対し、東京電力は、トリチウム以外が十分にきれいになった水を海洋放出する計画です。
ü 海洋へのトリチウムの放出量は、3.11以前と比べて多くなっていません。
ü 海洋放出した場合は海水により希釈されるので、放出口から数kmも離れれば、検出は困難です。

トリチウムの専門家として、計画通りに海洋放出処分が行われるかぎり問題はないと、判断します。
従って、東京電力が計画通りにトリチウム処理水を処分することを、しっかりと監視・見守ることが大事です。
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

24

ご清聴ありがとうございました。
e-トリチウム濃度と年間被曝線量(食品＋水)
トリチウム濃度(Bq / L)

マウスを用いた実験で、発がん頻度が自然発生と同程度であったトリチウム濃度。これ以上の濃度での実験では、発がん頻度が上昇。

25

この水を1年間摂取し続けた時の年間被ばく線量*(mSv / 年)

139,000,000

2,055

オーストラリアの飲料水中のトリチウムの濃度限度

76,103

1.17

ICRPがこの濃度未満であれば人体に問題ないとする濃度

60,0000.89

管理区域・原子力施設からの排水基準

60,0000.89

WHOの飲料水のガイドライン

10,0000.15

カナダの飲料水中のトリチウムの濃度限度

7,000

0.10

東京電力が海洋放出を検討している濃度

1,5000.02

飲料水の連邦基準(USA)7400.011

核実験当時の降水中のトリチウム濃度1100.0016

ヨーロッパ(EU)の飲料水中のトリチウムの濃度限度

1000.0015

現在の降水中のトリチウム濃度

0.50.0000074

海水中のトリチウム濃度

0.10.0000015

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆＊年間被曝線量は、1日に2.25Lの水(水として1.65L、その他の食品から0.6L)を摂取するとして計算

有機結合型トリチウム(OBT)濃度について

26

この食品を1年間摂取し続けた時の年間被曝線量*(mSv / 年)

トリチウム濃度(Bq / kg)

10,0000.15

1000.07

10,0000.02

500.02

東京電力が海洋放出を検討している濃度

1,5000.02

国際連合食料農業機関(FAO)及び世界保健機関(WHO)による、｢食品及び飼料中の汚染物質及び毒素に関するコーデックス一般規格（CODEX STAN 193-1995）｣
乳児用食品(有機結合したトリチウム)1,0000.002

ヨーロッパ(EU)の飲料水中のトリチウムの濃度限度

1000.0015

現在の降水中のトリチウム濃度

0.50.0000074

海水中のトリチウム濃度

0.10.0000015

WHOの飲料水のガイドライン
放射性セシウムの基準値 一般食品 (厚生労働省)
国際連合食料農業機関(FAO)及び世界保健機関(WHO)による、｢食品及び飼料中の汚染物質及び毒素に関するコーデックス一般規格（CODEX STAN 193-1995）｣
乳児用食品以外の食品(有機結合したトリチウム)
放射性セシウムの基準値 乳幼児 (厚生労働省)

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

27

ニュースでトリチウム処理水って聞くけど・・・
l 原子力発電所では、発電に伴ってトリチウムが生成します。
3H
235Uの三体核分裂
n 235Ul 生成したトリチウムは通常は燃料中に閉じ込められます。

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

28

原子力施設からのトリチウムの放出
Ø 原子力発電所では、放出の管理目標値を保安規定に定めて管理しています。
福島第一原子力発電所の放出の管理目標値：2.2×1013 Bq/年(22兆Bq/年)
東海再処理施設：1.9×1015 Bq/年
ü ほとんどの原子力施設は、放出管理目標値の1/10ぐらいの量を放出している。
ü 沸騰水型よりも加圧水型の方がトリチウムの排出量は多い。
単位 Bq2003
東京電力
福島第一原子力発電所
北海道電力
泊原子力発電所
九州電力
玄海原子力発電所
日本の原子力発電所の合計200420052006

2007

2008

2009

1.4E12 1.0E12 1.3E12 2.6E12 1.4E12 1.6E12 2.0E12(0.0056g)

2010

2011

2012

---

2.2E13 1.9E13 3.1E13 2.9E13 2.7E13 2.0E13 3.0E13 3.3E13 3.8E13 8.7E12

9.5E13 7.3E13 7.4E13 9.9E13 8.6E13 6.9E13 8.1E13 1.0E14 5.6E13 2.0E12
4.1E14 4.2E14 3.7E14 3.9E14 4.0E14 3.4E14 3.9E14 3.6E14 3.1E14 4.9E13(1.1g)(出典：平成25年度版 原子力施設運転管理年報)
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

29

福島第一原子力発電所の敷地内◇今後、タンクだけではなく、使⽤済燃料や燃料デブリの⼀時保管施設、様々な試料の分析⽤施設など、廃炉に必要となる施設の建設が必要です。

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆(出典：東京電力資料)

30

処理水の発生を減らすことは出来ないのか？
◇ 凍土壁やサブドレンなど様々な対策により、処理水の発生量は減っています（対策前１日約５４０トン → 対策後１日約140トン）。
◇ タンク設置のペースは、「２日に１基」から、「１週間に１基」へ減っています。
処理⽔発⽣量の減少（⽇量）
540トン

130トン

2014年5月(対策開始前)⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

2021年度(出典：経済産業省資料)

31

核分裂で生成する放射性核種

235U + n → A(95) + B(140) + 2.4n + 207MeV

核分裂により80種以上の核種が生成します。
核分裂収率(%)

半減期

β線(MeV)

γ線(MeV)

85Kr→85Rb

0.3

10.8 y0.672

0.514

89Sr→89Y

4.851 d1.463

90Ba→90Kr→90Rb→90Sr→90Y→90Zr

5.828 y0.544

95Kr→95Rb→95Sr→95Y→95Zr→95Nb→95Mo

6.2

65.5 d99Mo→99mTc→99Tc→99Ru

6.1

65.94 h131Sn→131Sb→131Te→131I→131Xe

3.1

8.05 d133Xe→133Cs

6.6

5.27 d

0.347

0.081

135Xe→135Cs→135Ba

6.3

9.14 h

0.91

0.250

137I→137Xe→137Cs→137mBa→137Ba

6.2

30 y

0.514

(0.662)

144Ce→144Pr→144Nd

6.0285 d

147Pm→147Sm→143Nd

22.64 y核種

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

0.396,0.360 0.235,他
1.21(0.141)

0.608,0.335 0.365,他

0.309,0.175 0.134,他0.225

32

トリチウム処理水に含まれている他の核種の状況◇ 処理⽔にはトリチウム以外にも規制基準以上の放射性物質が残っています。
◇ ALPS処理は、貯蔵されている⽔が 敷地外に与える影響（敷地境界線量）を急いで下げるため、事故発⽣からしばらくの間は処理量を優先して実施したためです。
◇ 複数の核種が混ざっている場合は、告⽰濃度⽐総和が1未満で排⽔することができます。
!核種の濃度!核種の濃度限度+"核種の濃度"核種の濃度限度+#核種の濃度#核種の濃度限度+ ・・ + ・・ < 1

処理⽔の性状（2021年3⽉末時点）
400,000

337,100m3(30%)

374,100m3(33%)

⼆次処理が必要な処理⽔（約70%）

貯蔵量 [m3]

300,000

207,500m3(18%)

200,000

設備運⽤開始初期の処理⽔等
161,700m3(14%)

フィルタの不具合等により処理できなかったものなど
61,800m3(5%)

100,000
0〜1倍

1倍~5倍

5倍〜10倍

10倍〜100倍

100倍〜

規制基準の濃度（排⽔時）に対する、処理⽔の濃度の⽐率（トリチウム以外の告⽰濃度⽐総和）
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆(出典：経済産業省資料)

33

トリチウム以外の核種の除去は可能か？
◇ 複数の核種が混ざっている場合は、告⽰濃度⽐総和が1未満で排⽔することができます。
!核種の濃度"核種の濃度#核種の濃度+++ ・・ + ・・ < 1!核種の濃度限度"核種の濃度限度 #核種の濃度限度
Ø 東京電力では62核種＋14C＋3Hについて測定し、1以下で放出する。
62核種＋14Cについて二次処理前後で測定した結果、十分に除去できたそうです。
二次処理前

二次処理後

J1-C群

2,4060.35

J1-G群

3870.22

東京電力では、告示濃度比総和が1よりも十分に小さくなるまで処理するそうです。
トリチウ
ム処理水タンク

多核種除去設備（ALPS）

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

吸
着塔

吸着塔との間を何度か循環させると、きれいな水になります。

(出典：東京電力資料)

34

トリチウムの生体濃縮は起きるのか？

トリチウム濃度

生体へのトリチウムの取り込みに関する研究は、イギリスやカナダで報告されています。
ü 海水のトリチウム濃度変化に対して、魚のトリチウム濃度変化は遅れます。
海水中のトリチウム濃度

魚中のトリチウム濃度
この濃度差によって、トリチウムが濃縮して見えている可能性があります。

u 私の体の中ではトリチウムの濃縮は観測されていません。
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

時間
東京電力が計画しているトリチウム処理水中での魚などの飼育により、生物におけるトリチウム濃縮挙動が明らかになると思われます。

35

有機結合型(OBT)のトリチウムはできるのか？
トリチウム水から有機結合型トリチウムができる反応は、光合成と同位体交換反応が考えられます。
ü 光合成ü 同位体交換反応
海藻や植物プランクトンへの取り込み
↓

H2 O

HTO

魚、人(参照：Wikipedia)

光合成では、水中のトリチウムはセルロースに取り込まれるため、食べたとしても、ほとんどのトリチウムはそのまま排出されます。

セルロースの様な有機物に含まれたトリチウムが、いきなりDNAの中に取込まれることはありません。
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

C-H

DNAに取込まれるとしたらこっちの反応

C-Tどちらの反応も反応速度は非常に遅いので、簡単にはトリチウム水と同じ濃度にはなりません。
東京電力が計画しているトリチウム処理
水中での魚などの飼育により、有機結合型トリチウムの生成挙動が明らかになると思われます。

36

トリチウムの同位体効果
水素

トリチウムe-重水素e-e-： 陽子： 中性子
質量数：1

質量数：2

質量数：3

Ø 水素同位体の化学的性質は同じです。
Ø 水素同位体は重さが違うため、物理的特性に若干の違いがあります（同位体効果）。
Ø 水状でも同位体効果があります。
この差を用いてトリチウムを分離できますが、差は非常に小さいので、分離は大変です。
⼤学院理⼯学研究科

沸点(K)H2D2T220.2823.87

25.04

H2OD2OT2O

分子量18.0153

20.027522.0315

融点(℃)

03.79

4.49

沸点(℃)

100

101.4

101.5

密度(g/ml)

1.000

1.105

1.215

⿃養祐⼆

37

水の中からトリチウムを取り除くことはできるのか？
水の中のトリチウムを濃縮する技術は存在しますが、濃度の高いトリチウム水と低いトリチウム水に分けているだけです。
〈問題点〉
1. 処理に非常に時間が掛かる。
2. 濃縮後に生成するトリチウム濃の高い水の処分ができない。
3. 水の中からトリチウムを完全に取り除くことはできない。
4. 濃縮後に発生するトリチウム濃度の低い水の処分ができない。

低濃度
トリチウム含有水
気液交換反応〈現実的な処分法〉
トリチウム処理水は、他の放射性物質を取り除いた後に、排水中の濃度限度 (60,000 Bq/L)以下に希釈し、環境中のトリチウム濃度が上昇しないように管理しながら海洋に放出することです。
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

・CECEシステム水

水蒸気 水素ガス

水の電気分解トリチウム濃縮水
トリチウムを濃縮する装置

38

市販されているトリチウムを含んだ物
市販されている物の中で、トリチウムを含んだ物は時計のみ。
1個あたり、1 GBq(10億ベクレル)以下のトリチウムを含んだ時計の販売が許可されています。
時計の蛍光塗料としてトリチウムが使用されている。

T25は、25ミリキュリー(mCi)のこと。
25mCi＝9.25億ベクレル
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

39

トリチウム夜光管は絶対に買わないでください

インターネット上には、トリチウムをガラス管に封じ込めた夜光管が販売されています。
トリチウムを化学物質扱いしている国では、トリチウム夜光管が販売されています。
日本はトリチウムを放射性物質として管理するため、トリチウム夜光管の販売は違法です。所持するだけでも違法です。
⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

40

核融合とトリチウム
核融合は、太陽の中で起きている反応○ 暴走しにくい○ 長寿命の放射性核種ができない○ 事故時に燃料がメルトダウンしない○ 地球上には燃料が多量にある

× 放射性核種であるトリチウムを燃料として使う（ITERで約3kg, 原型炉で30kg以上）
× 数百年間の管理が必要な放射性廃棄物が発生する
× 今日ある技術では実現できない→21世紀後半までに発電実証

重水素＋

中性子

反発

重水素＋

トリチウム

核融合
トリチウム

ヘリウム

イオン同士を衝突させるため、燃料を1億度以上に加熱する必要がある。

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆

フランスに建設中のITER

核融合発電の実現に向けたロードマップ

41

原型炉設計合同特別チーム

2010年頃

2030年頃2020年頃
現在

2040年頃

今世紀中葉

第一世代

原型炉
ITER

発電実証

国際熱核融合実験炉

JT-60模擬燃料による臨界プラズマ条件

実燃料による核融合実験● 50万kWの核融合出力● 出力 ＞ 入力 達成 (1998)

JT-60SA

那珂核融合研究所● ITERの補完

核融合発電の実証● 数10万kW級の発電（核融合出力 150-200万kW)

実用炉
市場導入

42

過去に報告されたトリチウムの被ばく事故
外国では夜光塗料にトリチウム使われており、夜光塗料を用いた掲示板の工場で被曝事故が起きています。
トリチウムによる死亡例が2件報告されているが、共に数Svから数10Svの被ばくをしています。

⼤学院理⼯学研究科

⿃養祐⼆(出典：原子力百科事典ATOMICA)