ウクライナのチェルノブイリ原子力発電所が世界最悪の原子力事故で爆発してから 35 年が経ち、崩壊した原子炉ホールの奥深くに埋められたウラン燃料の塊の中で、核分裂反応が再びくすぶっています。シェフィールド大学の核物質化学者であるニール ハイアットは、「バーベキュー ピットの残り火のようなものです」と述べています。現在、ウクライナの科学者たちは、反応が自然に解決するのか、それとも別の事故を回避するために異常な介入が必要なのかを判断するために急いでいます.
ウクライナのキエフにある原子力発電所安全問題研究所 (ISPNPP) のアナトリイ・ドロシェンコ氏は先週、原子炉の解体に関する議論の中で、センサが中性子数の増加、核分裂の信号を追跡していると報告した。 「多くの不確実性があります」と ISPNPP の Maxim Saveliev は言います。 「しかし、事故の可能性を排除することはできません。」 Saveliev 氏によると、中性子数はゆっくりと増加しており、管理者が脅威を抑える方法を理解するにはまだ数年かかることを示唆しています。彼と彼の同僚が思いついた救済策は、10 年前に福島で発生した原子力災害の余波に対処している日本にとって非常に興味深いものになるだろう、とハイアットは指摘する。 「それは同様の大きさの危険です。」
チェルノブイリでは、核の廃墟における自律的な核分裂、つまり臨界の亡霊が長い間悩まされてきました。 1986 年 4 月 26 日に 4 号機原子炉の炉心の一部が溶けたとき、ウラン燃料棒、ジルコニウム被覆、グラファイト制御棒、火を消そうと炉心に投棄された砂が溶けて溶岩になりました。それは原子炉ホールの地下室に流れ込み、硬化して燃料含有物質 (FCM) と呼ばれる層になりました。この層には約 170 トンの照射済みウラン (元の燃料の 95%) が積まれています。
シェルターと呼ばれるコンクリートとスチールの石棺は、事故の 1 年後に 4 号機の残骸を収容するために建てられ、雨水が浸入するのを許しました。雨が降ると、中性子数が急増することがあります。 1990 年 6 月の豪雨の後、チェルノブイリの科学者である「ストーカー」 (放射線被曝の危険を冒して損傷した原子炉ホールに侵入する危険を冒している) が突入し、中性子を吸収する硝酸ガドリニウム溶液を FCM に吹き付けました。批判的になる。数年後、プラントはシェルターの屋根に硝酸ガドリニウムのスプリンクラーを設置しました。しかし、スプレーは一部の地下室を効果的に貫通できません.
チェルノブイリの当局者は、2016 年 11 月に大規模な New Safe Confinement (NSC) が避難所の上を滑ったときに、臨界リスクが薄れるだろうと推測していました。また、NSC は雨の侵入を防ぎます。設置以来、シェルターのほとんどのエリアで中性子数は安定しているか、減少しています。
しかし、それらはいくつかの場所で徐々に上昇し始め、がれきの下に埋められた大量の FCM を含む部屋 305/2 では 4 年間でほぼ倍増しました。 ISPNPP モデリングは、燃料の乾燥により、何らかの形で中性子が燃料を介して跳ね返り、ウラン原子核の分裂に効果的であることを示唆しています。 「これは信憑性があり、もっともらしいデータです」とハイアット氏は言います。 「メカニズムが何であるかは明らかではありません。」
脅威は無視できません。水が後退し続けると、「核分裂反応が指数関数的に加速し」、「制御不能な核エネルギーの放出」につながるのではないかという懸念があるとハイアットは言う。 1986 年に爆発と火災がヨーロッパに放射能の雲をもたらしたのを繰り返す可能性はありません。 FCM 内の暴走核分裂反応は、核分裂からの熱が残りの水を沸騰させた後に飛び散る可能性があります。それでも、サヴェリエフは、爆発反応は封じ込められるだろうが、ガタガタしたシェルターの不安定な部分を破壊し、NSC を放射性粉塵で満たす恐れがあると指摘している.
新たに姿を現した脅威に対処することは、困難な課題です。 305/2 の放射線レベルでは、センサーを設置するのに十分なほど近づくことができません。そして、核の残骸はコンクリートの下に埋まっているので、ガドリニウム硝酸塩を核の残骸に噴霧するという選択肢はありません。 1 つのアイデアは、FCM に穴を開け、制御棒のように機能し、中性子を吸収するホウ素シリンダーを挿入するのに十分な時間、強い放射線に耐えることができるロボットを開発することです。それまでの間、ISPNPP は、FCM が重大になる可能性がある他の 2 つの領域の監視を強化する予定です。
チェルノブイリのキーパーが直面している課題は、復活した核分裂反応だけではありません。強い放射線と高湿度に包囲された FCM は崩壊しつつあり、シェルターの解体計画を複雑にするさらに多くの放射性粉塵を生み出しています。初期の段階では、象の足と呼ばれる FCM フォーメーションは非常に困難であり、科学者はカラシニコフ ライフルを使用して分析のために塊を切り取らなければなりませんでした。 「今では多かれ少なかれ砂のようになっています」と Saveliev 氏は言います。
ウクライナは、FCM を除去し、地層処分場に保管することを長い間意図してきました。 9 月までに、欧州復興開発銀行の支援を受けて、そのための包括的な計画を策定することを目指しています。しかし、シェルター内ではまだ生命が揺らめいているため、原子炉の落ち着きのない残骸を埋めるのはこれまで以上に難しいかもしれません.
