放射性廃棄物
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放射性廃棄物（ほうしゃせいはいきぶつ、核関連廃棄物、核廃棄物、核のごみ）とは、放射性物質を含む廃棄物の総称。これらは主に、原子力発電所および核燃料製造施設、核兵器関連施設などの、核関連施設または放射性同位体を使用する実験施設や病院の検査部門から出るX線源の廃棄等で排出される。現在、放射性廃棄物の最終処分場は日本を含め世界中に一つもなく（「トイレのないマンション」問題）、建設地の設定が急がれている。
日本において放射性廃棄物は原子力基本法に規定されている廃棄物であり、環境基本法等の環境法令において放射性物質は規制から除かれており、廃棄物処理法（廃棄物の処理及び清掃に関する法律）に該当する産業廃棄物ではない。最終処分事業は原子力発電環境整備機構（NUMO）が担っている。
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[編集] 放射性廃棄物の存在
原子力発電所から出る放射性廃棄物の場合、原子炉で燃焼した燃料棒（使用済燃料）や、作業員が使用した衣服（→放射線防護服）やこれの除染に用いた水など多岐に渡る。使用済燃料は一時保管した後、再処理工場に運ばれる。 再処理工場からは、燃料棒の部品（ハル・エンドピース）、また燃料棒のペレットに含まれる核分裂反応による生成物（核分裂生成物）や、湿式によるウラン・プルトニウムの分離抽出の過程で発生した排液などの放射性廃棄物が発生する。
軍事分野では、同様の廃棄物として、核兵器製造過程で生じた廃棄物や、耐用年数を過ぎ廃棄処分となった核兵器、耐用年数を過ぎ廃艦処分となった原子力潜水艦などがある。
原子力施設や核兵器関連施設以外にも、医療分野や民間産業分野、農業分野などでも放射性物質を使用する場合があるので、放射性廃棄物は発生する。
[編集] 放射性廃棄物の問題
放射性廃棄物の問題は、扱っている対象が放射能を持つ放射性物質であるという事実である。 放射性物質の中には、半減期が極めて長いものも存在する。
その語感から勘違いしやすいが、半減期を経過すると、放射性物質が元の半分になるが、残った放射性物質がさらに半分(つまり元の1/4)になるのにも、同じだけの期間が掛かる事に注意する必要がある。 たとえば、半減期が約12年であるトリチウムの場合、24年後に崩壊が終わるわけではない。 トリチウムは、12年後に元の量の50％、24年後に25％、36年後に12.5%…と減っていき、同時にトリチウムが崩壊して出来るヘリウム3が生成されていく。 トリチウムの崩壊後に出来るヘリウム3は安定だが、ウラン等の原子番号の大きい物質は、崩壊後の物質も放射性物質（娘核種）になるため、含まれる全ての放射性元素が崩壊を終え、安定物質(鉛など)に落ち着くまでは、非常に長い期間を要するものもある。
なお、自然界にもカリウム40やウラン系列に属する物質が存在するので、放射線による影響を考慮する上で、人工的に発生した放射性核種による影響と天然放射性核種による放射線（バックグラウンドレベル）を区別する必要がある。
[編集] 放射性廃棄物の分類と処分方法
放射性廃棄物は、放射能濃度により、低レベル放射性廃棄物と、高レベル放射性廃棄物に分類することができる。また、発生別により、再処理工場から発生する使用済燃料の被覆管の切断片、ヨウ素を閉じ込めるための廃銀吸着剤、二次廃棄物（MOX燃料施設から発生するものも含む）等については、特にTRU廃棄物と呼ばれる。ウラン燃料を加工する施設から発生するウランで汚染された廃棄物は特にウラン廃棄物と呼ばれる。
放射性廃棄物を含め、放射性物質はある程度の時間(半減期)が経過すると放射能が弱くなり、やがては大部分が安定した物質に変化する性質を持つ。半減期と単位時間当たりの放射線量は反比例し、半減期の長い物質は単位時間当たりの放射線量は少ない。半減期は放射性核種により異なる。
過去には、放射性廃棄物を宇宙空間に投棄する方法（宇宙処分）や海洋投棄も検討された。海底深度の深い海溝などに、ドラム缶に詰めた放射性廃棄物を船上から投棄した国もあった[要出典]。1993年、ロシアによる日本海への放射性廃棄物投棄が明らかになり、国際世論の批判を招いた。詳細は海洋投棄#日本海への放射性廃棄物投棄参照。
[編集] 低レベル放射性廃棄物
低レベル放射性廃棄物は、高レベル放射性廃棄物に比べ比較的低い放射能を持つ廃棄物である。放射線管理区域などで中性子を吸収して放射性物質になったものや、放射性物質が付着したもの、炉心付近の資材などがこれに当たる。低レベル放射性廃棄物のうち、人体に影響を与えるレベルのものは、浅地中処分、コンクリートピット処分、余裕深度処分等の濃度に応じた埋設処分が行われ、一定期間地中に閉じこめておくことで、生活圏への影響をなくすこととしている。
日本においては、日本原燃が全国の原子力発電所から出る低レベル放射性廃棄物の埋設処分事業を行っている。
[編集] 高レベル放射性廃棄物
一般的には、高レベル放射性廃棄物は使用済み燃料であり、日本ではガラス固化体のことを指す。核分裂生成物と超ウラン核種が主なもので、前者は強い放射線を放ち、後者は長期間放射線を放出する。
これらの廃棄物は、半減期の長い長寿命核種（特に、ウラン235は７億年、ウラン238は45億年）が含まれており、時間経過による減衰は考慮できないため、短寿命で放射線量の多い放射性物質の減衰を目的として、一定期間の管理を行ったうえで、人間界から隔絶するために地下深くに埋設して処分する地層処分が、主に関係する諸国で検討されている。
ドイツでは既に地下の岩塩層や廃鉱跡地に埋設処理することで具体的な対策を検討中である。
[編集] TRU廃棄物
TRU廃棄物は、上述の高レベル廃棄物と異なり、化学形態、放射能濃度も様々である。これらについては、現在、原子炉等規正法及びその施工令により、核種舞の放射能濃度により、第１種放射性廃棄物（炭素14が10PBq/t以上、塩素36が10TBq/t以上、Tc99が100TBq/t以上、ヨウ素129が1TBq/t以上、α線放出核種が100GBq/t以上のうちのいずれかの条件を満たすもの）、第２種放射性廃棄物（炭素14が87TBq/t以上、塩素36が96GBq/t以上、Tc99が1.1TBq/t以上、ヨウ素129が6.7GBq/t以上、α線放出核種が8.3GBq/t以上のうちのいずれかの条件を満たすもの）、それ以外に分類され、分類に応じた処分がなされることとされている。
[編集] 日本での地層処分研究
日本では、地震や火山噴火等に耐える強固な施設でなくてはならず、地下水にも汚染がないよう地下300mの箇所に多重バリアを引いて処理する手法が提示されているが、場所の選定からして大変であり、候補地の目途すら立たない状況にある。地層処分#日本の処分場候補地も参照。
岐阜県瑞浪市のJAEA東濃地科学センター瑞浪超深層研究所では2007年11月現在、将来の高レベル放射性廃棄物の処分地を決める上で必要となる技術を研究するために、地下深く縦穴を掘っている。2本の1,000mの穴を掘り、100m毎に地下水の動きや地震の影響を記録する装置を設置する予定である。
北海道幌延町でも同様の施設であるJAEA幌延深地層研究センターの建設が進んでいる。
処分後、高レベル放射能廃棄物がウラン鉱石と同じ放射能レベルになるには数千年かかり、人間が触っても安全になるには数万年以上かかる。もし日本が高レベル放射能廃棄物の地層処分を行なえば、今のところ他の国の実績は無く、世界初ということになる[1]。
[編集] 軍事転用の問題
[編集] 劣化ウラン弾
劣化ウラン弾も参照
劣化ウランはウラン鉱石を精製した後の純粋ウランから、ウラン濃縮して核燃料としての低濃縮ウラン燃料が得られた後の濃縮クズであり、原子力発電所から出される廃棄物とは関係がないウラン濃縮の廃棄物である。いくつかの放射性同位体が混ざった純粋ウランである。もともと天然ウランであるので半減期が数億年～数十億年と長く、そのため放射能は弱い。
放射性廃棄物のうち劣化ウランは、入手可能で安全に扱える物質の内では比重が最も大きいので、空中を飛翔した後に目標物を貫通するタイプの銃砲弾の材料に適している。この高性能銃砲弾を劣化ウラン弾という。アメリカ合衆国、イギリス、フランス、ロシア、中国、カナダ、スウェーデン、ギリシャ、トルコ、イスラエル、サウジアラビア、ヨルダン、バーレーン、エジプト、クウェート、パキスタン、タイ、台湾、韓国、などが劣化ウラン弾を兵器として保有している。
劣化ウラン弾の金属ウランは、目標命中時の変形エネルギーで微粉末化され、空中で直ちに酸素と結合して激しく燃焼して周囲に拡散するため、被害者が戦闘員だけに限定されず、付近に人や動物が居れば呼吸器から容易に吸い込まれる。僅かであるが残留している放射性ウラン（234Uなど）による内部被曝を起こしているとして、国際的な社会問題になっている。重金属としての化学毒性もある。
劣化ウラン弾が生まれる以前の高性能な銃砲弾はタングステン弾が一般的であり、現在でも、ある程度軍事予算に金がかけられて核廃棄物に神経質な政治勢力が強い欧州や日本のような国ではタングステン弾を使用している。しかし、タングステンは希少金属でありかなり高価である。この価格の話から発想して「米英は安い廃棄物から作った劣化ウラン弾で戦争している。」という声があるが、劣化ウラン弾もタングステン弾より原料費は格安だが加工コストは同じであり、ゴミのように安価と言うわけではない。米英露中が劣化ウラン弾を製造し使用するのは、単純に性能が高いためであると軍事専門家は述べている。[2][3]また、タングステンは資源がやや中国に偏在していると言う問題もある。
銃砲弾だけでなく戦車などの装甲車両の装甲板の内部に劣化ウランを内蔵させて、防御性能を高める場合もあり、追加装甲などに用いられている。
劣化ウラン弾の推進論者の論点は低レベル被爆する当人の軍人が、「敵戦車を仕留め損なって撃ち返されて死ぬより、劣化ウラン弾で多少被爆したほうがマシ」と思っているなら、撃たれて死ぬ本人でない左翼団体が禁止運動をするのは軍人から見れば迷惑である。また、「更新ごとに兵器の単価は高騰しており、更新ごとに数を減らさざるを得ない現状では、高価なタングステン弾を充分に買える予算枠がない。特に戦闘機会が多く弾薬消費量が桁違いな米軍ではそうだ」というのが主な論点である。
[編集] プルトニウムによる核兵器製造
「民生原子力発電の使用済み核燃料から核兵器を作る」という誤解に基づく話は、かなり一般に広く流布しているが、商用軽水炉の使用済み核燃料は燃焼度が高く核兵器を作るのは特別な処理を必要とする。逆に黒鉛炉で短期間使用した核燃料からは比較的容易に核兵器を作れる。プルトニウムはさまざまな同位体が238、239、240、241、242、244とあり、このうち使用済み核燃料では239Puと240Puが主体で241Puと242Puも少し生まれる。241Puと242Puはともに核兵器の爆発にはそれほど寄与も邪魔もしない。241Puは半減期14.4年で241Amへ崩壊するため割合早く減ってゆき、Amが発熱するのであまり多く含むと完成した核兵器に放熱が必要になってしまう。242Puは体積をとるだけである。核兵器を製造するのには、239Puが必要なプルトニウムであり、240Puは核分裂を起こさずに中性子を吸収してα崩壊等をおこすため「汚染物質」とまでいわれる。核兵器製造時には240Puは少なければ少ないほうが良く、軽水炉の使用済み核燃料に含まれるプルトニウムには240Puが全プルトニウム中の20%以上も含まれる。
核施設を空爆される恐れがないケースにおいては、ウランの濃縮作業に大量の電力を消費するより、239Puを生産するための兵器級プルトニウム生産炉（黒鉛炉）を構築し発電しながら核兵器を作ったほうが、安価に大量の核兵器を生産できるためと、ウラン原爆は安全装置製造に問題があるために5大国の核兵器はプルトニウムが主流であり、北朝鮮も黒鉛炉で兵器級プルトニウムを生産している。しかし、一般の民生発電用の沸騰水型原子炉や加圧水型原子炉の使用済み核燃料を再処理工場で処理して取れるプルトニウムは（特別に燃料棒を早く抜き出さない限り）Pu240含有量が高すぎるので、濃縮技術でPu230含有量を高め、Pu240含有量を9%以下にするなどの特別な処理をしないで核爆弾を作っても不完全核爆発を起こす。一般的な兵器用プルトニウムの生産は、黒鉛炉で新しいウラン燃料を使って短期間（おそらく数ヶ月など）使用した核燃料を取り出す事で行なわれる。必要なプルトニウム 239Puがある程度できており、反面、不要なプルトニウム 240Puが非常に少ない。このためIAEAは商用原子炉の核燃料交換作業に非常に注意を払っている。
高速増殖炉（国内には「もんじゅ」がある）を運転をすると、炉心の周囲のブランケット部分で、240Puが非常に少なく、239Puが97%以上の兵器級プルトニウムを生産することができる。
[編集] 汚い爆弾
テロの手段としては単純に汚い爆弾として放射性廃棄物をばら撒くことが手間の割りに有効とも考えられ、放射性廃棄物の管理は厳重に行なわれなければならない。
さまざまな理由があるだろうが、放射性廃棄物もIAEAにより国際規制物資として監視下にある。
[編集] 放射性廃棄物の再利用
現在、放射性廃棄物からはコバルト60（60Co）、セシウム137（137Cs）が医療用ベータ線源及びガンマ線照射用として、テクネチウム99m（99mTc）、ヨウ素131（131I）がシンチグラフィ及び放射線医療用に単離され用いられている。放射性廃棄物の再利用はメリットもあるが、前述の通り軍事転用の問題があり、また環境汚染リスクもある。放射性廃棄物の再利用には限界がある。
[編集] 出典
[編集] 参考文献
- D.G. ブルッキンス、石原健彦（訳）、大橋 弘士（訳）『放射性廃棄物処分の基礎―地球化学的アプローチ 』、現代工学社、1987年、ISBN 978-4874721322
[編集] 関係組織・団体
- 原子力発電環境整備機構（NUMO）
- 日本原子力研究開発機構（JAEA）←核燃料サイクル開発機構（JNC）←動力炉・核燃料開発事業団（PNC）←原子燃料公社
- 東濃地科学センター、瑞浪超深層研究所
- 幌延深地層研究センター
- 日本原燃(JNFL)
- 低レベル放射性廃棄物埋設センター
- 高レベル放射性廃棄物貯蔵管理センター
- 原子力環境整備・資金管理センター(RWMC)←原子力環境整備センター
- 電力中央研究所(CRIEPI)
