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核エネルギーとは

核エネルギーとは. ボリス　レドシュイチャック教授 キエフ（ウクライナ共和国） Supercourse, International Editorial Board. 核エネルギー・原子力・原子力発電所・原子力爆弾・核医学・核防護. Reference :Wikipedia. 核 エネルギー　ー　歴史. 1898 年 フランスの物理学者ピエールキュリーとポーランド人の妻のマリヤ スクウォドフスカ キュリーは、ピッチブレンド（瀝青ウラン鉱）の残渣のなかに大量の放射線を発する物質を発見し、ラジウムと名づけた。. Pierre Curie. Marie Curie,

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核エネルギーとは

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Presentation Transcript

  1. 核エネルギーとは ボリス　レドシュイチャック教授 キエフ（ウクライナ共和国） Supercourse, International Editorial Board

  2. 核エネルギー・原子力・原子力発電所・原子力爆弾・核医学・核防護核エネルギー・原子力・原子力発電所・原子力爆弾・核医学・核防護 Reference :Wikipedia

  3. 核エネルギー　ー　歴史 1898年フランスの物理学者ピエールキュリーとポーランド人の妻のマリヤ スクウォドフスカ キュリーは、ピッチブレンド（瀝青ウラン鉱）の残渣のなかに大量の放射線を発する物質を発見し、ラジウムと名づけた。 Pierre Curie Marie Curie, Sklodowska Reference :Wikipedia

  4. 核エネルギー　ー　歴史 1917年核物理学の父であるErnest Rutherford は、核分裂を初めて実現させた。 1932年、John Cockcroft とErnest Waltonは、加速器を用い、リチウムに陽子を衝突させて、完全に人為的に二つのヘリウムの原子核を生成することに成功した。 Ernest Rutherford Reference :Wikipedia

  5. 核エネルギー　ー　歴史 1932年、James Chadwick が中性子を発見。 1934年、ローマでEnrico Fermiらは、ウラニウムに中性子を衝突させて、世界初の実験的核分裂に成功した。 1938年、ドイツ人化学者のOtto HahnとFritz Strassmannは、オーストリア人の物理学者Lise Meitnerとその甥のOtto Robert Frischとともにはウラニウムへの中性子照射による生成物の実験を行った。 Reference :Wikipedia

  6. 放射線の分類 • 粒子線 • アルファ粒子Alpha particles • ベータ粒子Beta particulate • 電磁放射線 • ラジオ波Radio waves • マイクロ波Microwaves • 紫外線Ultraviolet light • ガンマ線Gamma radiation • X線X-radiation 中性子 原子核 陽子 中性子と陽子を2個ずつ失った原子核 アルファ粒子 γ

  7. There are many alpha emitting radioactive elements, both natural and manmade. You can find fact sheets for several key alpha emitters at the Radionuclides page: アルファ粒子 アルファ粒子(記号α )は、電離放射線の一種であり不安定な原子核から放出される。アルファ粒子は陽子2つ、中性子2つからなるヘリウム4の原子核である。

  8. ベータ粒子 • ベータ放射体の例: • トリチウム • コバルト60 • ストロンチウム90 • テクネシウム99 • ヨウ素-129 • ヨウ素-131 • セシウム-137 ベータ粒子は、放射性原子の原子核から放出される粒子であり、電子と同等の粒子である。電子との違いは、ベータ粒子が原子核由来であるのに対して電子は核外にあることである。

  9. ガンマ線 ガンマ線は電磁波の一種である。ガンマ線は電磁波の中で最も大きなエネルギーを持つ。 ガンマ線は、不安定な原子（放射性核種）の原子核から放出される。 • ガンマ線は最も広く利用されている放射線源であり、現在よく使われる放射線同位元素は以下の3つである。 • cobalt-60,  • cesium-137, • technetium-99 m.

  10. 高エネルギー放射線 年間線量 (mrem/year) 人工利用　　　　　　 年間線量 (mrem/year) 放射線源　　　　　　 宇宙線 （太陽など宇宙空間からの放射線） 医療 （主に診断目的のX線） 建築材 原子爆弾からのフォールアウト 人体 原子力発電 家庭用電化製品 （主にテレビから）

  11. 核エネルギー　－　歴史 米国で第一号の原子炉は、1942年12月2日に臨界に達したChicago Pile-1 である。これはマンハッタン計画の一部であり、 Hanford Siteにおいて世界初の広島・長崎の原子爆弾を製造するためのプルトニウムを精製することを目的としていた。

  12. 広島・長崎への原爆投下 地上で撮影した長崎の原爆

  13. 核エネルギー 世界初の原子力発電は、1951年12月20日、アイダホ州Arco近郊の実験施設EBR-1 で行われ、100kwの電力が生じた。（なお、Arco原子炉は1955年に世界初のメルトダウンを起こした）

  14. 核エネルギー 世界で最初の原子力発電所は1954年にロシアで建設されたオブニスク原発で、5 Mweの出力であった。 オブニスク原発のコントロールパネル　Photo: Ilya Varlamov AM-1原子炉は2002年に停止 Photo: Alexander Belenky / BFM.ru

  15. 原子炉 安全性と放射性廃棄物の処理が懸念されているとはいえ、2009年の時点で、世界の発電量の15%が原子力発電である。原子力推進の軍艦はこれまで150隻以上建造されている。

  16. 原子力発電所 多くの国では現在も原子炉の開発を進めている。中国、インド、日本、パキスタンなどでは高速炉と熱中性子炉をどちらも開発中である。韓国と米国では熱中性子炉のみを開発しており、南アフリカと中国では高温ガス炉の一種であるペブルベッド・モジュール炉 (PBMR)が開発中である。

  17. 原子力発電所

  18. 世界の原子炉の位置（軍事目標）

  19. 低レベル放射性廃棄物 鉱山 鉱山 使用済燃料 民間埋立施設 核燃料サイクル 鉱石 核燃料 加工 精錬 再処理 濃縮 高レベル放射性廃棄物 尾鉱沈殿 国家地価貯蔵所 変換 燃料棒としては使用できないが、安全に保管する必要あり。将来的な活用の可能性。 劣化ウラン貯蔵

  20. 核燃料サイクル • ウラン鉱石の採掘・精錬 • 変換・濃縮 • 燃料棒への加工 • 原子炉での発電 • 再処理　または • 放射性廃棄物処理 • 民間施設における低レベルのもの • 原子力発電所または地価貯蔵所における高レベルのもの

  21. 原子炉の工程

  22. 核分裂反応

  23. 保護カバー 乾燥した貯蔵庫 ふた 中性子シールド 金属製密閉容器 鋼鉄製容器 トラニオン 挿入された燃料棒 中性子シールド 外側の骨組み 燃料庫の穴

  24. 核兵器の歴史

  25. 最初の原子爆弾

  26. トリニティ実験

  27. 核　爆　弾 ツァーリ・ボンバ(爆弾の皇帝の意)

  28. ソ連の原子爆弾: 1939-1955 ユーリ・ハリトン(Yuli Khariton) ：ソ連の核兵器プログラムの父の一人 ハリトンは、エリート物理学者集団の一人で、イーゴリ・クルチャトフと共に1940年代に旧ソ連の核兵器開発プログラムに着手した。彼はサロフで核兵器を研究し、アルザマス- 16（ニックネーム：“ロスアルザマス”）と命名し、1946年4月から、彼は最初の科学ディレクターとして45年間従事した。

  29. 核　兵　器

  30. 核　兵　器

  31. 核爆弾・核保有国 核拡散防止条約下の核保有国（中国、フランス、ロシア、英国、米国）核拡散防止条約未加盟の核兵器保有国（インド、北朝鮮、パキスタン）申告していない核保有国（イスラエル）米国が疑っている核兵器保有国（イラン、シリア）NATO軍の武器の受領者米国は以前は核兵器を保有

  32. 兵器の進歩

  33. 核　医　学 核医学とは、診断に少量の放射性物質を使用して医療用画像を作成したり、様々な病気を治療する分野である。

  34. 世界のエネルギーの消費 経済が過渡期の国 発展途上国 参考: IEA

  35. 2015-2030 年に諸国が使用する 核エネルギー ラテンアメリカ：3 + 2　新しい予測（チリ、ペルー）西ヨーロッパ：9 + 3　新しい予測（イタリア、ポルトガル、トルコ）東欧：10 + 3　新しい予測（ベラルーシ、カザフスタン、ポーランド）アフリカ：1 + 5　新しい予測（アルジェリア、エジプト、リビア、モロッコ、チュニジア）中東南アジア：3 + 1　新しい予測（バングラデシュ）サウスイーストアジア太平洋：0 + 4　新しい予測（オーストラリア、インドネシア、マレーシア、タイ）極東：3 + 3　新しい予測（北朝鮮、フィリピン、ベトナム） 参照: IAEA

  36. U-238 - 86,7% Coal - 8,7% U-235 - 0,4% Gas - 3,4% Oil - 0,8% 天然燃料のエネルギー量 ウラン238 ：86.7% 石炭：8.7% ウラン235 ：0.4% ガス：3.4% 石油：0.8%

  37. 地域別核エネルギー KWh/cap(2007) 北アメリカ　　西ヨーロッパ　　東ヨーロッパ　　　極東　　　　その他 参考: IEA

  38. 核の大惨事 • 大きな核戦争; • 少数の核爆発による軍事衝突; • 軍（いわゆる“攻撃目標”）の特定の目標に対するいくつかの核爆発の利用; • テロリストによる核爆発が起きた時の都市の破壊; • 居住地域の重大な規模での放射能汚染; • 予期しない核兵器の爆発事故、または核兵器を含むその他の事故; • 核施設での重大な事故、 特に電気を生産する原子炉;

  39. 核と放射能事故 ウラル核惨事：マヤーク災害 クイシトゥイム廃棄物災害　(1957) 兵器工場の爆発により1万人以上がウラル山脈に避難した。 ロードアイランドの大きさの地域が居住不可能・数千件の癌が報告された。

  40. 原子力と放射線の事故 1979年当時のスリーマイル島の原子力発電所

  41. 原子力と放射線の事故 1986年4月26日 事故後の原子炉 4号機 (中央). タービン塔 (下方左). 3号機 (中央右) プリピャット,ウクライナ 写真提供：　Jason Minshull

  42. チェルノブイリ原発事故

  43. チェルノブイリ原発事故 被爆の被害を最小限にするための予防措置は、ウクライナ、ロシア、ベラルーシの広い地域で行われた。　移転者の総数は15万人以上だった。

  44. チェルノブイリ原発事故 　チェルノブイリの原発事故の健康被害に関するアセスメントと将来のネガティブな影響の予防は、これらの問題を解決するために国際的な科学、経済的、人道的な努力の組み合わせで行われる。

  45. 今日のチェルノブイリ 西側諸国からの旅行者で混みあうチェルノブイリ

  46. 今日,”シェルター”は放射線廃棄物(RAW)の一時保管場所になっている.今日,”シェルター”は放射線廃棄物(RAW)の一時保管場所になっている. “シェルター”は建物の制御システムとしてだけではなく、工場内の放射線の状況を監視するシステムとしても設置されている。

  47. 原子力と放射線の事故 原子力船

  48. テロの危険性（産業への新たな挑戦） 9/11インディアンポイントの近くを飛行機が通過

  49. 濃縮した燃料を製造するリスク • 水と電気の最大級の利用者 • パデューカ、ケンタッキー州、オークリッジ、テネシー州、ポーツマス、オハイオ州 • 労働者におけるがんや白血病 • 火災と大量被ばく • オクラホマの製造工場のカレンシルクウッド • 爆弾の材料の盗難の危険性

  50. 人体の放射性被爆に影響する3要素 距離 隔離 時間

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