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  11. チェルノブイリ原子力発電所事故
日本大百科全書(ニッポニカ)

チェルノブイリ原子力発電所事故
ちぇるのぶいりげんしりょくはつでんしょじこ

1986年4月26日午前1時24分ころ、当時のソビエト連邦(ソ連)ウクライナ共和国の首都キエフ市の北方130キロメートルにあるチェルノブイリ原子力発電所4号機で起こった原子力開発史上最大最悪の事故。事故後につくられた国際原子力事象評価尺度(INES(イネス))によれば、最悪の「レベル7」(深刻な事故、メジャー・アクシデント)とされている。
 事故は典型的な原子炉の暴走事故(反応度事故という)であり、核分裂連鎖反応が急増して定格出力の100倍となり、冷却材が激しく沸騰した。このため核燃料の急激な温度上昇・損傷、破損した核燃料粒子による冷却材のさらなる急激な沸騰と、圧力管の急激な圧力上昇が起こった。その結果、圧力管の破損に至り、2~3秒の間隔をおいて爆発が2回起こった。爆発は炉心を吹き飛ばし、原子炉建屋(たてや)のほとんどを破壊した。このため事故直後に1人の作業員が倒れた物の下敷きになり、もう1人はやけどにより死亡した。下敷きになった作業員は遺体も収容できず、事故後につくられた事故炉を覆う「石棺」とよばれるコンクリート密閉物内に取り残された。
 爆発のため重量1000トンもあるコンクリートの上部生体遮蔽(しゃへい)盤が垂直に吹き飛び、圧力管と気水分離器への鋼管との接合部が一斉に破断した。崩壊した原子炉建屋上部に燃料交換クレーンが落下し、炉心をさらに破壊した。核燃料はばらばらになって飛散し、タービン建屋、原子炉建屋上部など30か所以上で火災が発生したが、駆けつけた消防士の決死の消火作業により午前4時50分ころまでに建屋の火災はほぼ鎮火した。しかし、高い放射線レベルと煙の過酷な状況下における消火作業であったため、消防士など237人の緊急作業員のうち134人が急性放射線障害と診断され、このうち28人が4か月以内に死亡した。
 チェルノブイリ事故の特徴は、事故後に起こった減速材の黒鉛火災である。ホウ素化合物40トン(再臨界防止)、鉛2400トン(遮蔽と放出抑制)、ドロマイト800トン(燃焼防止)、砂と粘土1800トン(放出抑制)など計5000トンが4月27日~5月5日まで、延べ1800機のヘリコプターから投下された。これ以上の投下は建屋を支える構造物を危うくする懸念があったために中止されたものの、5月6日までに黒鉛火災と放射性核種の放出はほぼ収まった。しかし、黒鉛火災により大量の放射性核種が上空に吹き上げられ、全ヨーロッパに広がった。一部は8000キロメートル離れた日本にまで到達した。
[野口邦和]

チェルノブイリ原子炉の構造

チェルノブイリ原子力発電所は、RBMK-1000とよばれる黒鉛減速軽水冷却沸騰水型(RBMK型)の電気出力1000メガワット(100万キロワット)の発電炉6基を建設する計画で、事故当時4号機までが完成して運転中であった。建設中の5号機と6号機は、事故後の1987年4月に建設中止となった。事故を起こした4号機は1984年3月に商業運転を開始したばかりの最新鋭機であった。RBMK型炉は、1954年6月に世界に先駆けて運転を開始したオブニンスク原子力発電所の流れをくむ、ソ連が独自に開発した発電炉である。圧力容器のかわりに圧力管とよばれる金属パイプに核燃料を入れ、それを柱状に積み上げた減速材である黒鉛のブロック(断面250×250ミリメートル、高さ600ミリメートル)中に貫通させて個々の炉心を構成している。円筒状の炉心は全体で直径11.8メートル、高さ7メートルある。中性子経済がよく、原子炉を停止させずに燃料交換が可能なことなど多くの長所を有し、また大型の圧力容器を製造・輸送しないですむことなど、ソ連の国情に適していた。事故直前時点にソ連で稼動していたRBMK型炉は計14基で、VVER型炉(ソ連が独自に開発した加圧水型軽水炉)の計18基に炉数において及ばないものの、全発電設備容量の53%を占め、ソ連では原子力発電の主流とされていた。
 一方、短所としては、定格出力の20%以下の低出力時には核分裂連鎖反応が盛んになり、ボイド(冷却材の蒸気の泡、気泡)が発生すると水による中性子の吸収が減り、核分裂連鎖反応がますます盛んになること(このため運転規則により低出力での長時間運転を禁止していた)、熱応力が全金属構造物・燃料要素・黒鉛に蓄積しやすいこと、圧力管の数がきわめて多く(チェルノブイリ原発4号機では1661本)、また炉心体積も大きいため、制御システムがきわめて複雑であることなどがあげられる。
[野口邦和]

事故の原因

ソ連政府が国際原子力機関(IAEA)の専門家会議(1986年8月25日~29日、ウィーン)に提出した事故報告書によれば、停電などの外部電源喪失事故時に非常用ディーゼル発電機から電力供給を受けるまでの数十秒間、非常用炉心冷却装置(ECCS)の一部を構成するポンプが惰性で回転し続けるタービン発電機の慣性回転エネルギーから電力供給を受け十分に作動することができるか否か、という実験を行っていた最中に事故は起こった。RBMK型炉は低出力では制御困難に陥る特性があるため、規則により禁止していた低出力領域において実験を遂行(原子炉を完全に停止させて実験を行わなかったのは、実験が失敗した場合に備えて再実験を行うつもりであったと推察される)しようとして安全装置を次々に解除するなど、運転員が犯した六つの規則違反が暴走事故に至った第一義的原因であるとされている。RBMK型炉の安全性に対する過信と、事故に結び付いた規則違反行為の危険性についての自覚が欠如していたといえる。また、制御棒にも設計上の重大な欠陥があった。事故後の1987年7月、事故当時の原子力発電所長や技師長など6人が重大な規則違反の罪で裁判にかけられ、全員が2~10年の禁錮刑を含む有罪判決を言い渡された。
 ソ連政府によるIAEAへの事故報告書は、のちにIAEA事務総長の安全諮問機関であるINSAG(International Nuclear Safety Advisory Group)から、そのNo.1報告書として公刊されたが、さらにその改訂版がINSAG No.7報告書として公刊されている。しかし、1991年12月のソ連崩壊後、困難な社会・経済事情のため、事故原因についての科学的究明の努力は部分的にしか行われておらず、黒鉛火災の原因・経過、その鎮火のメカニズムについても十分に解明されたとはいいがたい。
[野口邦和]

原子炉の埋葬と周辺地帯の除染

大規模な放射性核種の大量放出は事故直後の4月26日~5月5日までの10日間続いたが、5月6日以降は放出量が急減した。急減した原因はかならずしも明らかではないが、3号機からパイプラインを用いて液体窒素を送り込むなど燃料の温度を低下させるためにとった措置が効果を表したと推定されている。
 5月6日以降は放出量が急減したとはいえ、放射性核種の放出防止を確実にするため、事故炉をコンクリート構造物で密閉する必要があった。それは「サルコファガス」(石棺)と通称されているものである。当初の設計では石棺の耐用年数は30年とされていたが、事故時に突貫工事で建造したため1990年代に入って雨水の流入や放射性核種の漏洩(ろうえい)などが顕著になり、「新石棺」の建造が必要とされた。新石棺の建造費用をヨーロッパ諸国が負担するかわりに、ウクライナはチェルノブイリ原子力発電所を2000年までに完全閉鎖するという話し合いが行われた。同国のエネルギー事情が悪いために閉鎖が実行されるかどうかは不透明であったが、2000年2月に当時のウクライナ大統領クチマが年内閉鎖を表明し、先進7か国(G7)の総額3億ドル(約315億円)の経済支援をもって12月に全面閉鎖された。新石棺は従来の石棺をすっぽり覆うステンレス製のアーチ型で、高さ110メートル、長さ164メートル、幅257メートル、重量2万9000トンの巨大な構造物である。工事完了予定は当初2015年10月とされていたが、資金不足で工事が遅れ、完成は2017年11月とされている。工事費はG7諸国が中心になって提供しているが、ヨーロッパ復興開発銀行(EBRD)も建設費の一部を拠出している。新石棺の耐用年数は100年とされている。
 事故当初はソ連政府の威信をかけて、隣接する1~3号機の運転を継続することが決定されたため、25万人に達する軍人が動員され、発電所周辺30キロメートル圏内の要所の放射能汚染除去(除染)作業が強行された。それは重機で表土をはぎ取り、深い穴に埋める作業であった。原子炉に通ずる主要な道路に沿った村落や林などの表土は、すべて取り払われ土中に埋められた。これらの除染作業や石棺の建設などは高放射線下の労働であり、それらの作業に携わった人々は「リクビダートル」(清掃人)とよばれた。その総数は50万人以上といわれているが、ソ連の崩壊という激動の時期とも重なって正確な数は不明である。
 発電所にもっとも近い従業員の居住地であったプリピャチ市の全人口4万5000人は事故翌日の27日午後から1100台の大型バスにより移住した。また、事故後数日間にチェルノブイリ市(人口1万6000人)をはじめ半径30キロメートル圏内に居住する住民、計9万人が新たに移住した。農家の家畜もいっしょに移動した。従業員はその後、発電所から50キロメートル東に離れた所に建設された町スラブチッチに居住し、そこから最後まで運転していた3号機が2000年12月に運転停止されるまで鉄道で通勤した(ソ連ヨーロッパ部の電力不足解消のため、1号機は1986年9月、2号機は同年11月、3号機は1987年12月にそれぞれ運転再開したが、原子炉の安全問題を理由に1号機は1996年11月、2号機は1991年10月にそれぞれ運転停止となった)。30キロメートル圏内は2015年時点でも無人地帯であるが、移住した住民のなかには無断で元の住居に戻っている住民が数千人おり、ウクライナとベラルーシ政府当局も黙認しているという。
[野口邦和]

放射能の拡散

世界で最初にこの事故を報じたのは1500キロメートル離れたスウェーデンのフォルスマーク原子力発電所であった。このことからも推測されるように、また大規模な放射性核種の放出が10日間続いたこともあり、気象条件に支配されつつ、放射性核種はヨーロッパ全域に拡散した。事故により放出されたおもな放射性核種は、放射性希ガスのクリプトン85(半減期10.8年)とキセノン133(同5.25日)は原子炉内の全量、揮発性の放射性ヨウ素が50~60%、放射性セシウムと放射性テルルが30%、その他の多くの核種が3~5%であった。その放射能量は、放射性希ガスが6500ペタベクレル(1ペタベクレル=1000兆ベクレル)、希ガス以外の核種が5300~8000ペタベクレルであったと推定されている。最大の放射能汚染を受けたのは、事故当時の天候から、チェルノブイリ原子力発電所のすぐ北に位置するベラルーシであり、放射性希ガスを除く全放出量のおよそ70%が同国に落下・沈着したと推定されている。セシウム137の濃度が1平方メートル当り3万7000ベクレル(旧単位で1平方キロメートル当り1キュリー)以上の汚染地域がベラルーシでは全国土面積の23%に達した。これに対しウクライナでは5%、ロシアでは0.6%であった。ベラルーシの汚染地域に居住する人口は220万人で、同国人口のおよそ5分の1に達した。
 1989年に公式に発表された汚染地図は、三つの共和国の約2万5000平方キロメートル(日本の四国の面積が約1万8000平方キロメートル)2225居住地区が、1平方メートル当り18万5000ベクレルを超えるセシウム137の地表汚染のあることを示している。これらの地域では外部照射に基づく被曝(ひばく)線量だけでも年間4.38ミリシーベルトに達し、そこに住み続けたならば医学的検診が必要なレベルに達することになる。
 この事故で短期的および長期的な汚染状況を支配する放射性物質は、放射性ヨウ素(おもにヨウ素131)、放射性セシウム(セシウム134とセシウム137)、放射性ストロンチウム(おもにストロンチウム90)、プルトニウム(おもにプルトニウム239+240。プルトニウム239と240はα(アルファ)線のエネルギーがほぼ等しく区別がむずかしいためあわせて測定)の4種類である。これらの放射性物質はおもに深さ0~5センチメートルの表層土壌に存在し、日本の土壌と比較すると、降雨などによる地中への移動速度は非常に遅いことがわかっている。
[野口邦和]

健康影響

チェルノブイリ原子力発電所およびその他の汚染地域で緊急作業および復旧作業を行ったとして50万人(おもにウクライナ、ロシア連邦、ベラルーシ)が国家登録されている。復旧作業員の1986~1990年までの平均外部被曝線量はウクライナが151ミリシーベルト(22.9万人)、ロシアが107ミリシーベルト(18.8万人)、ベラルーシが51ミリシーベルト(9.1万人)と評価されている。復旧作業員の甲状腺(こうじょうせん)線量は、限られた人数(600人以上)ではあるものの、事故直後の4月30日~5月7日の計測によれば、平均210ミリシーベルトと評価されている。ストロンチウム90、セシウム137、プルトニウム239+240、その他の放射性核種による内部被曝線量(預託実効線量)は、外部被曝線量の高かった300人の復旧作業員について平均85ミリシーベルトと評価されている。復旧作業員の白血病その他の発癌(はつがん)について調査が行われており、外部被曝線量のとくに高かった緊急作業員と復旧作業員では白血病の増加が確認されている。また、中程度または重度の急性放射線障害を患った緊急作業員の白内障有病率と急性障害の程度との間にも強い相関関係がみいだされている。
 小児期および青年期に事故に遭遇した汚染地域の住民についても、甲状腺癌、白血病、その他の発癌について調査されている。原子放射線の影響に関する国連科学委員会(UNSCEAR(アンスケア))の2008年報告書(UNSCEAR 2008 Report)によれば、ウクライナ、ロシア、ベラルーシの3国では、事故時に14歳未満の子供から5127例、18歳未満の子供から6848例の甲状腺癌が1991~2005年までにみつかっている。しかし、事故後に生まれた子供からは甲状腺癌の増加を示す証拠は得られていない。また、成人期に事故に遭遇した一般集団からも、甲状腺癌の増加を示す証拠はない。
[野口邦和]

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