熊本を中心とする九州地方での地震多発を受けて、川内原発を停止すべきとする意見が持ち上がっています。

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この件を受けたツイッターやブックマークコメントを見ると、「原発を止めても核燃料が入っている以上はリスクは変わらない」という内容のコメントが散見されます。

実際のところ、もし原発に甚大なダメージを与える事象が予見されているのであれば、事前に原発を停止しておけばかなりリスクを下げることができます。





運転停止後の原子炉崩壊熱は原発停止後に急速に減少する 原子炉は核分裂による膨大な熱エネルギーにより蒸気を発生させ、発電機のタービンを回すことで発電を行っています。 この核分裂を制御棒の操作により停止させることで、原子炉の運転は停止されます。 しかしながら、ここが原子炉の難しい部分になるのですが、核分裂停止後の核燃料は、核分裂により蓄積された放射性同位体の崩壊に由来する崩壊熱が発生し続けます。 この原子炉崩壊熱の冷却に失敗すると、福島第一原発で生じたような炉心溶融といった事故に繋がるわけです。 この崩壊熱が時間の経過によってどのように減少するのかは以下のサイトに説明されています。 d.hatena.ne.jp また愛知淑徳大学の親松教授が以下のような論説を公開しています。 福島第１原子力発電所の原子炉崩壊熱の見積もり(PDFファイル) この親松教授の論説の崩壊熱の時間経過の図に加筆したものを下に示します。 条件として、原子炉の電気出力は福島第一原発の２－４号炉の出力に近い 800 MWe を想定しています。 原子炉の熱効率は三分の一程度なので、熱出力はその３倍の 2,400 MW（メガワット）になります。これが原子炉運転中に核分裂により生成される熱エネルギーになります。 2,400 MW といってもピンときませんが、これを冷やすためにどれだけの水が必要かを計算してみると、20℃の水を100℃に沸騰させて冷却すると想定すると、１秒間に 3.75 7.1トンの水が必要になります。

（実際に運転中の原子炉が使う冷却水は毎秒数十トンのオーダーです） そして、制御棒の操作により核分裂を停止させると、その直後に発熱量は運転時の約６％相当の 154 MW 程度（水に換算すると毎秒 0.24 0.46トン = 毎秒 240 460 kg）に激減します。 さらに６時間後には１％程度の 25 MW （水に換算すると毎秒 40 74 kg）に、そして１日経つと０．４％程度の 10 MW （水に換算すると毎秒 15 30 kg）と崩壊熱は急速に減少します。 このように、崩壊熱の下がり方と冷却に必要な水の量を確認することで、原子炉を安定して冷却するために必要な水の量のイメージをつかむことができます。 （2016/4/20追記）コメントで指摘がありましたが、お恥ずかしいことに水量への換算計算にミスがありました。

ジュールとカロリーの換算で正しくは X / 4.2 の部分が X / 4/2 となっていたため、水量が二分の一程度に過小評価されていました。

図についても値を修正しておきました。 また、水は液体のまま100℃まで吸熱させて取り除くという想定をしており、水が蒸発時に生じる潜熱（約540 cal/g）を考慮していません。

水を全て蒸発させると想定して潜熱を考慮すると、必要な水量はおよそ八分の一になります。