Nuclear Containment Risk

During the 1960s when the American Advisory Committee on Reactor Safeguards debated containment structures, some members argued for the need to make stronger containments. Regrettably, a majority of the members believed that the emergency core cooling systems were adequate, so more than 50 years ago the Advisory Committee ignored its minority members and pushed ahead without rigorous failure-proof containment structures and systems. The Nuclear Regulatory Committee made the decision not to require stronger containments. Japan followed the American lead

In our most recent video, Fairewinds’ chief nuclear engineer Arnie Gundersen introduces us to the containment structures deemed adequate and strong enough by the NRC to protect civilians from nuclear meltdown. How could five radiation barriers fail at Fukushima Daiichi? Using the childhood game of dominoes, each domino represents a failed radiation barrier and like the game when a domino falls all others follow. Nuclear containment risk is nuclear power's fifth domino. Nuclear site failures are not a game and public safety is not something to play with- so why does the NRC act like a group of kids putting us all at RISK?


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English

Hi, I’m Arnie Gundersen with Fairewinds Energy Education. Today I would like to talk to you about all the nuclear power plant protection systems that supposedly exist to keep radiation from escaping during nuclear plant emergencies. Recent scientific studies from Japan show that 75% of the radiation created by the meltdowns was released more than 5 days after the catastrophe, while only 25% of the radiation was released during the first 4 days. This data, which is posted on the fairewinds.org website, shows that the total gaseous and liquid radioactive releases from the Fukushima Daiichi meltdown exceed the radiation released during and after the Chernobyl meltdown, while Fukushima Daiichi radioactivity continues to bleed into the Pacific Ocean. How then can so much radiation possibly penetrate all the radiation barriers engineers designed for nuclear power’s safe operation? When I received my bachelor and master degree in nuclear engineering, nuclear engineers were taught that there are at least 6 barriers that protected us from massive radiation releases during and following nuclear emergencies. Lets look at these radiation release barriers: 1. The first barrier designed by the nuclear industry is supposed to be the fuel pellet itself. It is ceramic and is designed to hold radiation inside. 2. The second radiation protection barrier is supposed to be the zirconium alloy fuel cladding that is designed to contain what is anticipated to be a small amount of radiation that would escape from destroyed fuel pellets during a nuclear power disaster. 3. The six to eight inch thick steel reactor vessel itself is supposed to be the third radiation containment system that creates a barrier against disaster-driven radiation releases, along with its associated pipes that are also made of steel. 4. The emergency core cooling systems were designed to serve as the 4th safety barrier by pumping c water into the reactor to cool the nuclear core 5. Barrier number 5 is the thick wall of steel and concrete called the nuclear containment that was supposed to prevent all the radiation from escaping if the other radiation protection barriers failed. It was the final barrier. The containment itself is passive; it just surrounds all the radioactive material. 6. Finally, in case everything does fail, people living or working within a 10-mile radius of a nuclear power plant are supposed to be able to depend upon its emergency plan and evacuation procedures. All 6 barriers were in place and functioning at the Fukushima Daiichi site when the tsunami hit causing two major problems that engineers never expected: First, when the tsunami destroyed the emergency cooling system back-up diesel generators, the cooling pumps had no electricity to operate and cool the nuclear fuel. Second, the tsunami destroyed the pumps along the ocean that were designed to push cool ocean water to cool the nuclear fuel. Instead of these 6 barriers functioning like the engineers had planned, they fell like dominoes, each failure causing another as the links of the chain were broken. Here is what really happened: The tsunami destroyed the 4th barrier of the emergency core cooling system causing the fuel to overheat and destroy the 1st barrier. The high temperature of the uncooled fuel caused the 2nd barrier of the zirconium alloy cladding to overheat and catch fire. When the fuel cladding caught fire, then the fuel melted through the nuclear reactor destroying the 3rd barrier too. Now only the containment barrier, our 5th and final domino, remains, right? Unfortunately, no. I first spoke to the NRC’s Advisory Committee on Reactor Safeguards in 2010 to share my evidence-based calculations showing that containments would likely leak significant amounts of radioactivity during a nuclear power failure. In response, the ACRS informed me that, the nuclear industry and NRC simply assume that containments will never leak during nuclear emergencies. Inside Fukushima Daiichi’s containment, the pressure increased to more than 100 pounds per square inch causing detonation shock waves and containment failure. Unfortunately, those 3 explosions at Fukushima Daiichi prove that containment systems fail and thousands of people are injured by exposure to significant amounts of radiation. How do we know the containments failed? 1. First, you can see the violent explosions and the detonation shock wave on TV and video. 2. The second picture shows that there are two distinct steam plumes exiting Unit One plume emanates from the spent fuel pool, and the other is directly over the reactor vessel where the top of the containment was supposed to shield everyone and everything from these huge radiation releases. 3. Third, TEPCO itself has admitted that hot gases raging at 250ºF were released from the containment structure. This picture definitely shows the release of hot radioactive gas. And, no, it is not steam, because steam only exists at 212ºF under normal atmospheric pressure. As soon as radiation was released from the plant, the evacuation plans were useless because the plumes were moving wherever the wind and changing weather patterns took them. Not wanting to frighten people, Japanese government employees were not allowed to notify people in time for them to evacuate safely. All 6 barriers failed at Fukushima Daiichi. The failed core cooling caused the fuel to overheat causing the zirconium alloy cladding to catch fire, and that in turn caused the reactor to breach and then the containment system failed. There was no place to run. The Japanese government wants to restart more than half of its 50 remaining nuclear reactors. Back in the 1960s, the NRC made the decision not to require stronger containments and Japan followed America’s lead. You find the 700-page report about the NRC decision to weaken nuclear containments on our website. The triple meltdown at Fukushima Daiichi has proven nuclear safety is a myth, yet the nuclear industry continues to put profits before people with the Japanese government attempting to restart its old reactors with the same 50-year-old containment systems. The NRC has neglected regulations to force major modifications on the 23 containments identical to those that were destroyed by the catastrophe at Fukushima Daiichi. Worldwide, only Germany has taken these disasters and subsequent loss of lives seriously. The Germans have moved ahead with energy efficiency and alternative energy production as methods of protecting their citizens’ lives against the risks inherent in nuclear power production. For me, the lyrics from Peter, Paul, and Mary’s Where Have All The Flowers Gone come to mind, and I wonder when will WE ever learn?

Japanese

核汚染の危険性

掲載日:2015年1月29日

情報の普及・拡散に協力をお願いします…

1960年代をとおして、アメリカの原子炉安全諮問委員会(ACRS)では原子炉格納容器についての議論が行われており、一部の構成メンバーからはより強度の高い格納システムを作る必要性が強く訴えられていました。

しかし残念ながら、委員会の大多数は非常用炉心冷却装置には十分な能力が備わっていると信じ込み、50年以上も前から警鐘を鳴らしていた少数派のこうした声を無視して、厳重な事故対応能力を有しない格納容器の構造およびシステムを押し進めたのです。

原子力規制委員会(NRC)は、格納容器の構造強化案を棄却しました。日本はこのアメリカの基準にならいました。

私たちの最新のビデオでは、原子力規制委員会が一般の人びとをメルトダウンから十分に守るためにはどのような適切性と強度を備えた格納容器の構造が必要とされるかについて、フェアウィンズの主任原子力技術者であるアーニー・ガンダーセンが紹介しています。福島第一原発の5つの放射防壁はなぜ一つとして作動しなかったのか?その理由を、子どもの頃に遊んだドミノゲームになぞらえています。ドミノの駒の一つ一つを作動しなかった放射防壁だとすると、まさにドミノ倒しさながら、一つの駒が倒れるのに続いて全ての駒が倒れてゆきます。ここでは原子炉格納容器に関わる危険性は、原子力の5番目のドミノの駒です。しかし、核施設での事故はゲームなどではなく、また公共の安全はおもちゃではありません。ーーーなぜ原子力規制委員会はこのような子どもじみた真似をしてまで私たちを危険にさらすのでしょうか?

原子力の5番目のドミノ

こんにちは。わたしはフェアウィンズ・エネルギー・エデュケーションのアーニー・ガンダーセンです。

今日は、原子力発電所が緊急事態に陥った際、放射能漏れを防ぐという想定で作られている原子力発電所の全ての防護システムについてお話したいと思います。

日本の状況を科学的に調査した最近の報告では、メルトダウンにより発生した放射能の75%は災害から5日以上経過してから放出されたものであることが分かっています。つまり最初の4日間に放出されたのは、25%にすぎないのです。

フェアウィンズのウェッブサイトに掲載してあるこのデータは、福島第一原発のメルトダウンによって放出された気体および液体の放射能量が、チェルノブイリでのメルトダウンの最中および後に放出された放射能量を上回ることを示しています。またそれにくわえて、福島第一原発の放射性物質は現在も太平洋へと流れ込んでいます。

そもそもなぜこれほどまで大量の放射能が、技術者たちが安全操業のために設けた全ての放射防壁を貫通しえるのでしょう?

わたしが原子力工学の学士号と修士号を取得した当時、大規模な放射能の放出が起こった場合、その最中およびその後の緊急状況下における私たちの安全を守るために、少なくとも6つの障壁があると原子力技術者たちは教えられていました。

それらの放射防壁をみてみましょう。

原子力産業界によって設計された最初の障壁は、燃料ペレットそのものとされています。セラミック製で、放射能を内側に閉じ込めるように設計されています。

2番目の放射防壁はジルカロイ(ジルコニウム合金)製燃料被覆管であり、これは原子力災害の際に破損した燃料ペレットから放出される微量の放射能を外部へ漏らさないことを意図して設計されています。

6から8インチの厚みをもつ鋼鉄製の原子炉容器そのものが、放射能を封じ込めるための装置の3番目とされています。ここに連結されているパイプもまた鋼鉄製で、これらは災害によって引き起こされた放射能の拡散を防ぐ壁として作られています。

4番目は非常用炉心冷却装置で、冷却水を原子炉内へ汲み上げ炉心を冷やす事によって安全壁として作動する事を目的に設計されています。

5番目の壁はコンクリートと鋼鉄で作られた厚い壁、すなわち原子炉格納容器と呼ばれるもので、かりにここまで全ての放射防壁が機能しない場合でも、放射能が外へ漏れ出る事を完全に防げるはずでした。これが最後の壁だったのです。格納容器自体は消極的手段です;すなわち放射性物質の周りをただ取り囲むだけのものです。

最後に、これら全てが失敗に終わった場合、原子力発電所から半径10マイル(約16キロ)以内の生活者あるいは通勤者たちは、発電所が定める緊急避難計画によって安全が守られることになります。

津波に襲われた時点で、福島第一原発のこれら6つの壁は全て適切に設定されており機能していました。しかし同時に技術者たちが予想もしなかった2つの重大な問題が、津波によって発生したのです:

まず、津波によって非常用冷却装置の予備用ディーゼル発電機が破壊されたために、冷却ポンプの電源が確保できず、核燃料を冷やす機能が作動しませんでした。

次に、冷たい海水を汲み上げて核燃料を冷やすために海岸に設置されていたポンプも、津波によって破壊されました。こうして6つの放射防壁は、技術者たちの想定通りには機能せず、その代わりに、あたかもドミノ倒しのように一つの崩壊が次の崩壊への引き金となり連鎖反応を起こしていったのです。

実際にはどんな事態が起こっていたのでしょう:

津波によって4番目の壁である非常用冷却装置が破壊されたことで、燃料が過熱し、第一の壁が崩れました。冷却されない燃料からは高熱が放出され、それが2番目の壁であるジルカロイ製燃料被覆管の過熱と発火を引き起こしたのです。この燃料被覆管の発火に引き続いて、燃料が原子炉を貫通(メルトスルー)し、3つめの壁が崩壊しました。

でもまだ最後のドミノの駒である5番目の壁、原子炉格納容器が残っているはずですよね?ところが不幸な事に、そうではなかったのです。2010年のNRCのACRSにおいて、わたしは原子力発電システムの制御不能状況下では相当量の放射能が格納容器から漏れ出るであろうということについて、根拠に基づいた予測を示しました。これに対するACRSからの回答は、原子力産業界とNRCはいかなる緊急事態においても格納容器からの放射能漏れは決してないと前提する、というものでした。

福島第一原発の格納容器においては、内部の圧力が1インチ四方100ポンド(およそ2.5cm四方45kgに相当)以上にまで上昇し、爆轟と格納容器の破損が起こりました。

不幸にも、福島第一原発での3つの爆発は、封じ込めシステムが失敗であることを証明する結果となり、何千人もの人びとを大量の放射能汚染にさらし、傷つける結果となったのです。

いったいどうして格納容器が破損していると知りえるのでしょう?

第一に、テレビやビデオの映像から激しい爆発と爆轟の様子が分かります。

また2枚目の写真には、3号機から2本の蒸気プルームが出ていることがはっきりと示されています。1本は使用済み燃料プールから、そしてもう1本は本来こうした大規模な放射能漏れから全ての人と物を遮断するための格納容器の上部があるはずの原子炉容器の真上から発生しています。

三番目に、これは東京電力自身が認めていることですが、250ºF(約120℃)にまで跳ね上がった高温のガスが格納容器から漏れ出しました。この写真は高温の放射性ガスの流出を明確に示しています。これが水蒸気でないことは明らかです。なぜなら通常の大気圧下においては、水蒸気は212ºF(100℃)の温度条件においてしか存在しないからです。

原発から放射能が放出されると同時に、避難計画は役に立たなくなりました。というのも、プルームは風によって動き、天候の変化によって拡散していったからです。人びとに恐怖心を喚起することを避けたかった日本政府の関係者たちはこのことを公表せず、避難すべき人びとには安全に避難する時間が与えられませんでした。

日本政府は現在残っている50基の原子炉の半数以上を再稼働させようとしています。1960年代、アメリカのNRCは格納容器の強度基準を上げないという決定を下し、日本はそのアメリカに基準にならいました。私たちのウェッブサイトには、NRCが下した核格納容器の規制緩和について、700ページにわたる報告書が掲載されています。

福島第一原発でのトリプルメルトダウンは、原子力の安全性が神話にすぎないという事を証明しました。それでもなお、原子力産業界は己の利益を人びとよりも優先させ、稼働から50年を経過した同じ格納システムを擁した古い原子炉を日本政府とともに再稼働させようとしています。NRCは、福島第一原発の大惨事で破壊されたものと同一型の格納容器23基に対して、大規模な変更を求める規制の設置も棄却しました。

世界的にみて、これらの災害とそれに引き続く生命の喪失を真剣に受け止めているのは、唯一ドイツのみです。ドイツは、原子力発電における内在的なリスクから住民のいのちを守るべく、エネルギーの効率化および代替エネルギーの創出へと向かい始めています。

今わたしの胸の内にうかぶのは、ピーター、ポール&マリーの唄「花はどこへ行った」の歌詞です。それを想いながら、わたしは首を傾げるのです。いったい私たちはいつになったら学ぶのだろうか、と。

History of the Evolution of Light Water Reactor Safety in the United States by David Okrent