Quantities of I-131 and Cs-137 in accumulated water in the basements of reactor buildings in process of core cooling at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants accident and its influence on late phase source terms

福島第一原子力発電所事故の炉心冷却過程で原子炉建家等の地下に蓄積した汚染水中のヨウ素131とセシウム137の溶存量及びそれらが長期的なソースタームに及ぼす影響

日高 昭秀   ; 石川 淳 

Hidaka, Akihide; Ishikawa, Jun

福島第一原子力発電所事故では、炉心冷却の過程で原子炉建家等の地下に多量の汚染水が蓄積した。本研究では、旧原子力安全・保安院から公表された汚染水の体積や放射性物質の濃度に関する資料を元に、3月末における汚染水中の放射性物質の溶存量を推定した。その結果、I-131とCs-137の溶存量は、対インベントリ比で、1号機が0.51%, 0.85%、2号機が74%, 38%、3号機が26%, 18%となった。ヘンリーの法則によると、溶存した放射性物質の一部は気相中に移行することから、ソースターム増加に寄与する可能性がある。これまでに国内外で多くのソースターム評価が行われ、MELCORのような解析コードを用いる方法、又は環境中モニタリングデータからSPEEDI等を用いて逆算する方法が用いられてきた。両者の予測傾向はほぼ一致していたが、MELCORは3月17日で終了、SPEEDI逆算は炉心冷却水が海水から淡水に変更される3月26日頃まで有意な放出を予測した。本検討により、3月17日以降は気液分配に起因する汚染水からの放出で説明できる見通しを得たことから、ソースターム解析コードを用いた計算では、原子炉建家等の汚染水からの放出も新たに考慮することが望まれる。

During the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants accident, large amount of contaminated water was accumulated in the basements of the reactor buildings at Units 1 to 4. The present study estimated the quantities of I-131 and Cs-137 in the water as of late March based on the press-opened data by NISA. The estimated ratios of I-131 and Cs-137 quantities to the core inventories are 0.51%, 0.85% at Unit 1, 74% and 38% at Unit 2, 26% and 18% at Unit 3, respectively. According to the Henry's law, certain fraction of radionuclides in the water could be released to atmosphere due to the gas-liquid partition and contribute to increase in the source terms. Iodine-131 source term evaluation has been performed so far by the MELCOR calculation or the SPEEDI reverse estimation. The SPEEDI reverse predicted significant release until around March 26 while no prediction in MELCOR. A simplified model study showed that the release from accumulated water may explain the release after Mar.17. This strongly suggests a need for improvement of the current MELCOR approach which treats the release only from breaks of drywell or S/C for several days after the core melt.