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1号機爆発、排気水素の逆流原因か 東電「設計に不備」

2011年6月4日3時2分

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図:ガスが逆流して、水素爆発が起こるまで拡大ガスが逆流して、水素爆発が起こるまで

 東京電力福島第一原発の事故をめぐり、3月12日に1号機の原子炉建屋を壊した水素爆発は、格納容器の損傷を防ぐ目的で行われたベント(排気)で建屋外に出したはずの水素ガスが、別の排気管を通じて建屋内に逆流したことから起きた疑いが強いことが分かった。長時間にわたる電源喪失で、逆流を防ぐ別の排気管の弁を操作できない状態だった。東電幹部は「水素爆発の事態を招いたことを考えれば、排気に関する設計に不備があったといえる」と話している。

 福島第一原発では運転中だった1〜3号機が3月11日の地震で自動停止。その後に全電源が喪失し、原子炉が冷却できなくなった。1号機では12日午後3時半すぎ、3号機では14日午前11時ごろに水素爆発を起こし、原子炉建屋の上部が吹き飛んだ。1、3号機では爆発前、圧力が高まった格納容器のベントに向けた作業が実施されていた。

 東電の内部資料などによると、1号機には、(1)原子炉建屋内のガスをフィルターを通じて外に出すための「非常用ガス処理系(SGTS)」(2)格納容器内のガスを外に出すための「耐圧ベント配管」――という、二つの非常用排気管が備えられていた。これらの排気管は合流して一つの管となり、建屋外の排気筒につながっている構造だ。

 1号機でベントが実施された際、(1)の弁が原子炉の緊急停止で自動的に開いた状態になり、電源喪失で操作できなくなっていた。このため、(2)を通じて建屋外に出るはずだった水素ガスが、合流点から(1)に入り、建屋内に逆流していた疑いが強いことが新たに判明した。この水素ガスが爆発を引き起こしたとみられる。

 さらに、逆流した建屋用の排気管には、2、3号機には備えられていた逆流防止専用の弁もついていなかった。3号機も水素爆発を起こしたが、電源喪失の影響を受けない逆流防止専用弁がついていたため、ガスの逆流をある程度抑えることができたという。

 ベントを行う際の手順を決めた東電の内部資料では、建屋用排気管の弁が閉じていることを確認したうえで行うことになっているが、今回の事故で原子炉建屋の放射線量も高くなったため、弁の状態を確認できなかったとみられる。

 1号機では、1971年に稼働した原子炉にもともと備わっていた建屋用排気管に加え、86年のチェルノブイリ原発事故の教訓から、炉心が大きく壊れる「過酷事故」に備えた格納容器用の排気設備が99年に設置された。

 東電はこれまで、1号機の水素爆発について「格納容器の外に通じる配管貫通部のすき間などが開いたことが原因で水素が漏れたのではないか」としていた。

 東電幹部は、「格納容器を守るためにベントをした判断には間違いはなかった」としたうえで、「電源喪失の中で水素ガスの逆流への考慮が足りなかった。排気設備の設計に問題があったと言われてもやむを得ない」と話している。(板橋洋佳)

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