福島第一4号機の燃料保管プールにおける沸騰水放射線照射時の水素発生と水蒸気による水素濃縮の可能性

Possibility of production and condensation of hydrogen from boiling water under irradiation in the Fukushima Daiichi F4 fuel storage pool

山下 真一; 平出 哲也  ; 松浦 千尋*; 岩松 和宏; 田口 光正; 勝村 庸介*

Yamashita, Shinichi; Hirade, Tetsuya; Matsuura, Chihiro*; Iwamatsu, Kazuhiro; Taguchi, Mitsumasa; Katsumura, Yosuke*

福島第一原子力発電所4号機は、震災時に点検中であり、核燃料は燃料保管プールにて冷却中であった。しかし、被災に伴う冷却停止後、わずか4日で水素爆発を生じたとされ、また、その後の調査では、燃料の損傷及びプールの放射性物質による汚染は大きくないとされた。爆発原因について幾つかの説明がなされているが、われわれは、プール水の放射線分解により生じた水素が、沸騰により放出された水蒸気が天井や外壁の内面で凝結するに伴い、水素が濃縮されたものと想定し、沸騰する純水の線照射実験を行った。その結果、4号機での爆発で見られた特徴的な事象を矛盾なく説明できることがわかった。

Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Unit-4 was under an inspection on the day of Tohoku earthquake, and all of the fuels were cooled in the fuel storage pool. However, the explosion occurred only four days after the cooling of the pool stopped. Later, the pool was investigated and it was clarified that the fuels were not so damaged and the water was not contaminated with radioisotopes. There are several explanations of the cause of the explosion. We picked up one possibility that the radiolysis of the water was the source of the hydrogen and that the vapor condensation could make the high hydrogen density behind the cold roof or walls, and investigated by an experiment of boiled water radiolysis by -rays. The results can explain some of the typical things happened on the explosion of Unit-4.