福島第一原子力発電所とは:施設の概要と2011年事故の経緯・影響

福島第一原子力発電所の施設概要と2011年事故の経緯・被害、国内外への影響や復旧・教訓を分かりやすく解説。

著者: Leandro Alegsa

福島第一原子力発電所(ふくしまだいいちげんしりょくはつでんしょ、Fukushima I)は、日本の福島県大熊町にある使用不能の原子力発電である。福島第一原発は、東京電力だけが建設・運営する初めての原子力発電所であった。

2011年3月には、同発電所と日本のいくつかの原子力発電所で原子力事故が発生し、原子力の将来について疑問が呈されました。福島原発事故後、国際エネルギー機関(IEA)は、2035年までに建設される原子力発電所の追加能力の見積もりを半減させた。

施設の概要

福島第一原発は敷地内に6基の原子炉を有する大型の発電所で、いずれも米国GE系の沸騰水型原子炉(BWR)系列の設計を採用していました。建設・運転は東京電力(TEPCO)によって行われ、運転開始は1970年代を中心としています。敷地には原子炉建屋のほか、タービン建屋、使用済燃料プール、冷却用取水設備、非常用電源設備(ディーゼル発電機)などが配置されていました。

2011年事故の経緯(要点)

  • 2011年3月11日、東北地方太平洋沖地震(M9.0)が発生。福島第一原発は自動停止(スクラム)しましたが、大型地震に伴う大津波が発電所を襲い、防潮堤を越えて敷地に浸水しました。
  • 津波により系統電源(外部電源)が喪失し、さらに非常用ディーゼル発電機も水没して使用不能となったため、炉心の冷却に必要な電源が失われる「ステーションブラックアウト」の状態に陥りました。
  • 炉心の冷却が十分に行えなくなり、炉心溶融(メルトダウン)が発生したユニットがあり、原子炉建屋内で水素が発生して爆発(主に1号機、3号機、4号機で大きな被害)を引き起こしました。また使用済燃料プールの冷却や放射性物質の制御も困難になりました。
  • 大量の放射性物質が環境中に放出され、事故は国際原子力事象評価尺度(INES)で最大の「レベル7」に評価され、チェルノブイリ事故と同等の分類となりました。

影響と被害の概要

  • 人的影響:直接の放射線による即時の大量被ばくによる多数の死傷は報告されていませんが、避難や長期的な生活の変化による健康被害(精神的ストレス、生活習慣病の増加など)が大きな問題となりました。被災地域の住民は大規模な避難を余儀なくされ、数十万人規模の人々が一時的または長期にわたり避難生活を送りました。
  • 環境への影響:放射性セシウムやヨウ素などが陸域や海域に放出され、農産物・水産物の流通制限や土壌除染が必要になりました。海洋への放出や蓄積に対する懸念も高まり、漁業や海産物の風評被害も大きな経済的打撃を与えました。
  • 経済的影響:発電所の停止、復旧・廃炉費用、補償金、除染費用、風評被害などによる多額のコストが発生しました。TEPCOと政府による補償・支援措置が続いています。
  • 国際的影響:多くの国で原子力政策の見直しが進み、新規建設計画の延期や廃止、既存炉の安全点検・停止が相次ぎました。IEAが原子力追加能力見積もりを引き下げたことはその一例です。

事故後の対策と現状

  • 初期対応としては炉心冷却に海水注入や注水活動が行われ、その後淡水化・注入体制へ移行しました。
  • 汚染水対策として、発電所敷地内で放射性物質を含む地下水の流入や使用済燃料プール・原子炉格納容器からの漏えいを抑えるための地下遮水壁設置、貯蔵タンクによる保管、浄化処理設備(ALPS:多核種除去設備)によるトリチウム以外のほとんどの核種除去などが導入されました。ただしトリチウムの除去は難しく、処理水の扱いが長年の課題となっています。
  • 2014年には4号機使用済燃料プールからの燃料取り出しを含む一部の作業が進みました。以降、原子炉建屋内外での調査・ロボットによる燃料デブリ(溶け落ちた燃料や構造物)の位置確認、取り出しに向けた技術検討が続けられており、廃炉は数十年規模の長期事業とされています。
  • 2021年に日本政府は、ALPS処理水を一定の基準で浄化・希釈したうえで海洋放出する方針を公表し、これに対しては国内外で賛否や懸念がありました。国際原子力機関(IAEA)は安全性のレビューを実施し、国際的な基準への適合性を評価していますが、風評被害対策や透明性の確保が継続的に求められています。

政策的・社会的な影響

事故を受けて日本国内では全原発の一時的停止や安全基準の大幅な見直しが行われ、新たに原子力規制委員会(NRA)が設置されるなど規制体制の強化が図られました。エネルギー政策では再生可能エネルギーの導入拡大や化石燃料の利用拡大など多面的な議論が進み、原子力の位置付けは見直しが続いています。

課題と今後の見通し

  • 廃炉作業の継続:溶融燃料の取り出しや建屋解体、汚染物質の処理は技術的にも困難であり、数十年にわたる巨額の費用と高い安全管理が必要です。
  • 汚染水の処理と処分:トリチウムを含む処理水の扱いは技術的・社会的に難しい課題であり、地元や国際社会との合意形成が重要です。
  • 住民の帰還と復興:避難指示解除後の住民の帰還促進、地域経済の再建、風評被害の払拭など社会復興の課題が残ります。
  • 教訓の実装:防潮堤・非常用電源の設計見直し、リスクコミュニケーションの改善、緊急時対応の強化など、事前対策と透明性の向上が求められています。

福島第一原発は事故以降、国内外に大きな影響と多くの教訓を残しました。廃炉・汚染水対策・住民支援・技術開発の各分野での取り組みは今後も長期にわたって続きます。

2011年の福島第一原子力発電所の事故では、3基の原子炉が爆発して被害を受けました。Zoom
2011年の福島第一原子力発電所の事故では、3基の原子炉が爆発して被害を受けました。

原子炉は

原子炉は1、2、6号機がゼネラル・エレクトリック社、3、5号機が東芝、4号機が日立製作所から供給された。ゼネラル・エレクトリック社のユニットの建築設計はエバスコ社が担当した。建築工事はすべて鹿島が担当した。2010年9月以降、3号機の燃料はMOX燃料|Mixed-Oxide (MOX) fuelである。1~5号機はマーク1型(電球型トーラス)、6号機はマーク2型(オーバー/アンダー)格納容器構造を持つ/持っている。

1号機は1967年7月に建設された439MWの沸騰水型原子炉(BWR3)です。1971年3月26日に営業運転を開始し、2011年3月に停止する予定でした。2011年の東日本大震災で被災した。この原子炉は、製造された当時は高い原子炉安全性と地震安全性を持っていましたが、今では老朽化し、時代遅れになっています。日本でこれほどひどい地震が起こるとは誰も知らなかった。1号機は地震のピーク地盤加速度の揺れ動き0.18 g(1.74 m/s2 )と1952年のカーン郡地震に基づく地震応答スペクトルを想定して設計されています。1978年の宮城県沖地震では、地震時の地盤加速度が0.125 g(1.22 m/s2 )で30秒間揺れたため、全号機の点検を行ったが、原子炉の重要な部分への損傷は発見されなかった。

単位

タイプ

最初にアトミックな「クリティカル」になった

発電電力量

リアクター供給

デザインは

によって構築されました。

福島第一 - 1

ビーダブリューアールスリー

1970年10月

460 MW

ゼネラル・エレクトリック

エバスク

鹿島

福島第一 - 2

BWR-4

1974年7月18日

784 MW

ゼネラル・エレクトリック

エバスク

鹿島

福島第一 - 3

BWR-4

1976年3月27日

784 MW

東芝

東芝

鹿島

福島第一 - 4

BWR-4

1978年10月12日

784 MW

日立

日立

鹿島

福島第一 - 5

BWR-4

1978年4月18日

784 MW

東芝

東芝

鹿島

福島第一 - 6

ビーダブリューアールファイブ

1979年10月24日

1,100 MW

ゼネラル・エレクトリック

エバスク

鹿島

福島第一原発 - 7台(予定)

ABWR

2016年10月

1,380 MW

福島第一 - 8(予定)

ABWR

2017年10月

1,380 MW

1号機から5号機で使用されているパンニング型の典型的なBWRマークIコンテインメント。Zoom
1号機から5号機で使用されているパンニング型の典型的なBWRマークIコンテインメント。

2011年福島原発事故

こちらもご覧ください。福島第一原子力発電所事故

2011年3月、仙台の地震と津波の直後、日本政府は原発周辺の人々を避難させ、福島第一原発で地域非常事態法を開始した。日本の原子力安全委員会の塩見良平は、1号機のメルトダウンの可能性を懸念していた。翌日、枝野幸男官房長官は、3号機の部分的なメルトダウンの "可能性が高い "と述べた。

Nuclear Engineering Internationalグループは、1、2、3号機が自動停止していると報告していた。4号機、5号機、6号機はメンテナンスのため既に停止していた。バックアップの発電機は津波で損傷し、最初は起動したが、1時間後に停止した。

日本政府は、バックアップのディーゼル発電機が故障し、冷却に問題が発生したとき、原子力緊急事態が発生したと発表した。冷却は、原発が停止していても、長期にわたる原子反応のために、崩壊熱を取り除くために必要である。何百人もの日本軍が発電機とバッテリーをトラックに積んで現場に向かったという。

原子炉および発電機の損傷報告 (16-3-2011, 09.53 UTC)

バックアップのディーゼル発電機のポンプが故障した後、約8時間で非常用バッテリーが底をつきました。他の原子力発電所からバッテリーを送り込み、13時間以内に移動式の電気・ディーゼル発電機が到着したが、3月12日15時4分現在も可搬型発電装置を接続して送水ポンプに電力を供給する作業が続けられている。ディーゼル発電機は通常、発電所建屋の地下にあるスイッチングギアで接続されるが、津波で浸水していた。

データはJAIF(日本原子力産業会議)による推定値です。

3月21日22時(日本時間)時点の原子炉の状況について

1

2

3

4

5

6

電力出力(MWe)

460

784

784

784

784

1100

原子炉の種類

ビーダブリューアールスリー

BWR-4

BWR-4

BWR-4

BWR-4

ビーダブリューアールファイブ

地震発生時の動作状況

使用中

使用中

使用中

停電(燃料切れ)

障害発生(予定)

障害発生(予定)

燃料損傷レベル

70%損傷

33% 損傷

破損

破損していない

破損していない

破損していない

一次格納容器損傷レベル

破損していない

破損の疑い

Might be "Not damaged"

破損していない

破損していない

破損していない

炉心冷却システム1(ECCS/RHR)

機能なし

機能なし

機能なし

必要なし

不要、AC電源使用可

不要、AC電源使用可

炉心冷却装置2(RCIC/MUWC)

機能なし

機能なし

機能なし

必要なし

必要なし

必要なし

建物被害レベル(二次封じ込め)

爆発による重大な損傷

爆発による軽微な損傷

爆発による重大な損傷

爆発による重大な損傷

屋根に開けられた通気孔

屋根に開けられた通気孔

環境効果(サービス棟の北側で測定)

3月21日15:00に2019μSv/時

圧力容器、水位

燃料の一部または全部が露出している

燃料の一部または全部が露出している

燃料の一部または全部が露出している

安全

安全でコールドシャットダウン中

安全でコールドシャットダウン中

圧力容器、圧力

安定した

不明

不明

安全

安全

安全

封じ込めユニット圧力

安定した

安定した

減少傾向

安全

安全

安全

炉心に海水が注入されたのか

継続中

継続中

継続中

不要

必要なし

必要なし

一次格納容器に海水が注入されたのか?

継続中

未定

継続中

必要なし

必要なし

必要なし

コンテインメント・ユニット・ベンチング

はい、ただし一時的に停止

はい、ただし一時的に停止

はい、ただし一時的に停止

必要なし

必要なし

不要

使用済み燃料の損傷レベル

不明、注水は検討中

不明、3月20日に海水注入を実施

SFPの水位が低下 海水
噴霧が継続中
燃料棒の損傷が懸念される

SFPの水位が低下 海水
噴霧が継続中
燃料棒の損傷が懸念される

SFPの冷却能力を回復させた

SFPの冷却能力を回復させた

避難区域の半径

NPSから20km

国際原子力事象評価尺度(INES

レベル5(日本原子力安全・保安院推定、国際原子力機関受入)、レベル6(フランス原子力当局、フィンランド原子力当局推定)、事実上のレベル5(炉心の格納容器破裂)

その後、近くの福島第二原子力発電所の4号機も安全システムにより停止した。現在、オフサイトの電源は確保されているが、原発の被害レベルは悪い。

長期的な安全活動の提案

ボロン

政府関係者は、中性子を吸収するために、放射能を殺すホウ酸、ホウ素化プラスチックビーズ、炭化ホウ素ペレットを使用済み燃料プールに入れたり、空中投下したりすることを考えている。フランスは2011年3月17日に95トンのホウ素を日本に空輸した。中性子は炉心に注入されたホウ酸に吸収されるが、ホースや消防車によるSFPへの散水にホウ素も含まれていたかどうかは不明である。

石棺墓」とリキッドメタル

3月18日、ロイター通信によると、日本の原子力庁の西山英彦報道官は、原子炉を砂とコンクリートの墓に埋めることについて聞かれ、こう答えたという。"その解決策は頭の片隅にあるが、我々は原子炉を冷却することに集中している "と述べた。

チェルノブイリ原発事故の後、原子力安全作業員は1800トンもの砂や粘土で原発を覆った。これは断熱材となり、内部に熱を閉じ込めてしまうという問題が発生した。そこで、まず液体金属のような蒸発しない冷却材を敷き詰める必要がある。それがすべて冷えた後に、チェルノブイリ原発の「石棺墓」のような構造物を作る。

東京消防庁の給水塔。福島には他にも「給水塔」の消防車が配備されている。Zoom
東京消防庁の給水塔。福島には他にも「給水塔」の消防車が配備されている。

意味合い

福島第一原発をはじめとする原子力発電所の緊急事態は、原子力の将来について疑問を投げかけた。Plattsは、「日本の福島原子力発電所の危機は、主要なエネルギー消費国に既存の原子炉の安全性を見直すよう促し、世界中で計画されている拡張のスピードと規模に疑問を投げかけている」と述べている。福島原発事故の後、国際エネルギー機関(IEA)は、2035年までに建設される原子力発電所の追加容量の見積もりを半減させた。

質問と回答

Q:福島第一原子力発電所とは何ですか?


A: 福島第一原子力発電所は、福島県大熊町にある原子力発電所です。

Q: 福島第一原子力発電所を運営しているのはどこですか?


A:福島第一原子力発電所を建設し、運転していたのは東京電力(TEPCO)だけです。

Q: 2011年3月、福島第一原子力発電所で何が起こりましたか?


A: 2011年3月、福島第一原子力発電所と日本の他の原子力施設で原子力緊急事態が発生しました。

Q:福島第一原子力発電所の事故は、今後の原子力発電にどのような影響を与えましたか?


A:福島第一原子力発電所をはじめとする日本の原子力施設での事故は、原子力の将来に対する疑問へとつながりました。

Q:福島原発事故に対する国際エネルギー機関の対応は?


A: 福島原発事故後、国際エネルギー機関(IEA)は、2035年までに追加で建設される原子力発電容量の見積もりを半減させた。

Q: 福島第一原子力発電所はいつ建設されたのですか?


A: 福島第一原子力発電所は、東京電力によってのみ建設・運営された最初の原子力発電所です。

Q:福島第一原子力発電所はどこにあるのですか?


A: 福島第一原子力発電所は福島県大熊町にあります。


百科事典を検索する
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3