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多重防護による安全対策もっと詳しく原子力

多重防護による安全対策

原子力発電所においては、設備面では何重もの安全対策を、運転・補修員には徹底した教育・訓練を行い、安全確保につとめています

原子力は、重要なエネルギー源ですが、原子核の分裂によって放射性物質を発生します。したがって、原子力発電所の安全上重要なことは、「発生する放射性物質を確実に管理し、いかなる場合もこれを閉じ込め、発電所周辺の環境・人々に影響を及ぼさない」ことです。

その安全対策とは、簡単に言えば、

  • 核分裂を「止める」
  • 燃料を「冷やす」
  • 放射性物質を「閉じ込める」

を確実に行い、万一の事故の場合でも、放射性物質の環境への異常な放出を防ぐことです。

安全確保のしくみ

1.異常の発生を未然に防止する対策

原子力発電所が事故を起こさないようにするためには、まず第一に、事故の原因となるような異常の発生を防ぐことが重要です。このため、原子力発電所では十分に余裕をもった設計、厳重な品質管理、綿密な点検と検査を行い、異常や故障を起こさないようにしています。

(1)安全上余裕のある設計

原子力発電所では、各機器について、安全上十分余裕のある設計を行い、また、機器や材料は高性能・高品質のものを使用しています。

(2)誤操作や誤作動を防止する設計

原子力発電所では、原子炉の各部の状況は一括して中央制御室において表示され、運転員が操作を行うにあたっては常に的確な判断ができるようにするとともに、誤操作や誤作動が原子力発電所の安全性に大きな影響を与えるものについては、“フェイル・セイフ・システム”や“インターロック・システム”を採用しています。

倒れたら火が消える自動安全装置つき

●フェイル・セイフ

システムの一部に故障があった場合でも、安全が確保されるようなシステムのことです。たとえば、制御棒駆動装置用の電源がなんらかの原因で切れた場合には、制御棒そのものの重さにより制御棒が自動的に炉内に落下し、原子炉を安全に停止できるようになっています。

あれ、フィルムが巻いてないヨ!

●インターロック

原子炉施設ではいくつもみられるしくみですが、たとえば運転員が誤って制御棒を引き抜いたとしても、出力が過大にならないように、ある出力以上では制御棒の引き抜きができないようになっているなど、誤った操作による事故を防止するシステムです。

2.事故への拡大を防止する対策

次の段階の対策として、たとえ異常が発生しても、それが事故へ拡大しないような安全対策をとっています。

(1)異常を早く発見できる設計

原子力発電所では、運転中に蒸気発生器の伝熱管にピンホールが発生したり、配管に漏洩が発生した場合、これらの異常をすばやく検出できるように、各種の自動監視装置を設けています。

(2)原子炉を緊急に停止できる設計

原子力発電所では、原子炉の圧力が急速に高まるなど原子炉を緊急に停止する必要がある場合には、制御棒を一度に入れて原子炉を2秒以内(※)で停止できるように、自動検出装置や原子炉緊急停止装置を設置しています。そして、これらの重要な装置は信頼性の十分高いものを用い、自動検出装置については多重性・独立性をもたせてあり、また、万が一制御棒がすべて動かないという場合でも、中性子を吸収するほう酸水を大量に注入し原子炉を停止させる装置をそなえるなど、さまざまな工夫をしています。

(※)伊方発電所1、2号機の場合。3号機は2.5秒

3.放射性物質の異常な放出を防止する対策

以上のような安全対策に加え、たとえ、万一の事故が発生したとしても、周辺の人々の安全を確保できるよう非常用の安全装置を備えています。

●非常用炉心冷却装置(Emergency Core Cooling System)

例えば、仮に、原子炉につながる大きな配管が瞬間的に破断して一次冷却材が大量に漏れるという事故が起き、原子炉内の水が減少したような場合、自動的に炉心に水を注入して、高温の燃料棒を冷却し、燃料棒が溶けたりこわれたりするのを防ぐための装置です。

この非常用炉心冷却装置は伊方1・2・3号機の場合、高圧注入系、蓄圧注入系、低圧注入系の3段構えでそれぞれ複数系統備えており、それぞれ独立して働くようになっています。なお、このほか、配管の破断によって流出した高温の一次冷却材が蒸気になって原子炉格納容器内の圧力が異常に上昇し原子炉格納容器が壊れることを防ぐため、格納容器スプレイ系を2系統備えています。

非常用炉心冷却装置のしくみ 収納容器スプレイ蓄圧注入系高圧注入系低圧注入系

●放射性物質を閉じ込める5重の壁

原子力発電では運転に伴って、ウラン燃料の中に放射性物質が生じます。この放射性物質が外に出ないように鋼鉄やコンクリートの何重もの壁でしっかり閉じ込めています。

放射性物質を閉じ込める5重の壁

1 ペレット

ウランをかたく焼き固めたもので、核分裂でできた放射性物質を内部にしっかり保持します。これ一個で家庭で使う約6ヵ月分の電気を作ることができます。

2 燃料被覆管

ジルコニウムという丈夫な金属でできていてペレットを密封しています。

3 原子炉容器

厚さが約20cmもある丈夫な鋼鉄製の容器です。

4 原子炉格納容器

厚さが約4.5cmの鋼鉄でできていて密封容器となっています。

5 コンクリートのしゃへい壁

厚さ約140cmのコンクリートで、これが全体をすっぽり囲んでいます。