原子力のワンツー・パンチを生き延びる:ポスト・フクシマの世界におけるリスクと政策の評価

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米国の原子力産業は、フクシマ・タイプの事故は米国では起こりそうにないと主張している。米国の原子力発電所で津波の被害に遭いやすいものはほとんどないからだという。しかし、原子力発電所は、すべて、一定程度は自然災害や故意の攻撃に遭う可能性がある。そして、どの原子力発電所も、設計上耐えられることになっている「設計基準事故」より深刻な事象に耐えられると想定することはできない。米国の原子力発電所の多くは、とりわけ地震に関しては、設計上耐えられることになっているものより大きなリスクに曝されているようだと筆者は述べる。米国原子力規制委員会(NRC)は、既存および新設の原子力発電所が設計上耐え得るようにすべき事象の範囲を拡げ、それに従って既存の原子炉の改修を義務付けるべきだと、筆者は論じる。

2011311日に日本を襲った巨大な波は、甚大な人的悲劇と未曾有の原子力発電所の危機をもたらしただけでなく、近い将来「原子力ルネサンス」が訪れるとの展望には冷水を浴びせることになった。発電所のスタッフらが原始的で破れかぶれの対策を講じる中、4基が次々と爆発する様子は、原子力の固有の安全性やクリーンさ、その規制担当者らの能力について請け合うべく原子力産業が何十年にも亘って滔々と述べてきたことが偽りだったことを示していた。チェルノブイリ以来深刻な事故がない中で着実に高まっていた原子力に対する信頼は、一夜にして失墜したようである。当然のことながら、世論調査の結果は、日本国民だけでなく、世界中の人々の過半数が原子力に反対していることを示している((Layne, 2011, and Reaney 2011)。フクシマは、ドイツのような、原子力をめぐる重大な決定の瀬戸際にいた国々を一押しすることになった。イタリアやタイなど、原子力事業に参入する可能性のあった国々は、二の足を踏むことになった。物事の進め方について劇的な変化がなければ、原子力産業やその規制当局が多くの国々において国民の支持を回復するということはありそうにない。まず、原子力の安全について分かっていることと分かっていないことの双方についてもっと正直にならなければならない。

残念ながら、初期の兆候を見る限り、原子力産業は、公衆との接し方を変えないようである。米国の原子力産業の最大のロビー活動組織「米国原子力エネルギー協会(NEI)」は、フクシマから間もなく、米国の原子力発電所で使われている「用心の上にも用心を重ねる最新技術」の素晴らしさを謳い上げて現状を弁護するコマーシャルを始めた。これらのコマーシャルは、米国の原子力発電所の多くは、福島第一のものと設計においてほとんど同一の沸騰水型原子炉であることには触れていなかった。

原子炉メーカーの一部は、別の手を考えた。事態を好機と捉え、自分たちの設計は現世代の原子炉より優れており、フクシマを襲ったような壊滅的な事象でも耐えられただろうと主張しているのである。このような主張も、基本的に誤解をもたらすのだった。

実際は、古いものであれ新しいものであれ、どの原子力発電所も、設計上耐えられることになっている「設計基準事故」より深刻な事象に耐えられると想定することはできないのである。このことは、どんな施設の設計過程でもほぼ同様に言えることである。原子力発電所の「設計基準」の中身を設定するのは規制当局である。当該発電所が生き延びなければならない事象のタイプ、深刻度、可能性などの要素を選んで、必要な安全レベルを決めるのである。設計基準の遵守を実証するために発電所の設計者らが実施しなければならない分析は、時に、極めて不確実である。このため、もう一つの重要な要素は、これらの分析と安全目標の間の「安全余裕」(安全裕度)である。安全余裕が大きいことは、設計者らが想定したよりも悪い結果をもたらすかもしれない不確実性に対するクッションが大きいことを意味する。

しかし、原子力発電所が、その設計基準を超える事象に見舞われると、すべてが予測不能となる。福島第一原子力発電所で起きたのはこれである。まず、巨大地震に、そして、続いて1時間以内に一連の大津波に襲われた。国際原子力機関(IAEA)の暫定的報告書によると、設計基準以上の揺れがあったのは、6基のうち3基だけである。しかし、襲ってきた津波の浸水高[=痕跡高:平均海面から計った施設内建物の浸水痕跡の高さ]が約14メートルに達したのに対し、発電所は10メートル以上の浸水高に耐えられるようにはなっていなかった(IAEA, 2011)冠水により、12基の非常用ディーゼル発電機のうち、1基を除いてすべてが作動しなくなり、発電所の配電盤その他の重要な機器が損傷した。最初の地震のために生じた外部電源喪失に加えて、15号機は、すべての交流電源を失った。「ステーション・ブラック・アウト(SBO=全交流電源喪失)」と呼ばれる事態である。電源が回復しなければ、現在の世代の原子力発電所は、原子炉の炉心を冷やしておくのに必要な水を供給する能力を失ってしまい、炉心の加熱と溶融に至る。この事象の流れが、最終的に、1号、2号、3号で起きた。

フクシマは、すでに、世界中の規制当局が知っていなければならなかったが、実際はそうでなかったと見られるいくつかの問題を明らかにしている。

 

  • 全交流電源喪失(SBO)が規制当局の想定よりもはるかに長く続いた。
  • 炉心損傷や水素爆発を防ぐ戦略の効果が、期待よりもはるかに小さかった。
  • 計器類が不正確だったり機能を喪失したりしたため、想定されたよりもはるかに大きな問題が生じた。
  • 安定的な炉心冷却の回復は、想定されたよりもはるかに難しく、はるかに時間がかかった。
  • 汚染された冷却水の管理は、想定されたよりもはるかに深刻な問題となった。
  • 相当レベルの放射線被曝が、想定されたよりも放出地点からはるかに離れたところで起きた。

 

現行設計:第二のフクシマの可能性の評価

 

事故発生後、米国原子力産業の代表者らは、フクシマ・タイプの事故は米国では極めて起こりそうにないと主張している。米国の原子力発電所で津波の被害に遭いやすいものはほとんどないからだという。この主張は、決定的に重要な点を見落としている。原子力発電所は、すべて、一定程度は、地震や洪水、暴風などの自然災害や、故意の災害(テロリスト攻撃を含む)に遭う可能性があり、予想を超えた深刻な事象が起きる可能性は常に存在するという点である。このような事態から公衆が受けるリスクは、このような極端な事象の可能性と、このような事象が起きた場合に発電所がそれにどう対処するかとによる。これらの二つの要因のどちらに関しても、相当の不確実性が存在する。

例えば、原子力規制委員会(NRC)は、米国の原子力発電所に対し、安全停止地震(Safe Shutdown EarthquakeSSE)と呼ばれるものを特定し、このような地震が起きた後、一定のシステムが機能するよう保証するよう要求している。SSEは、各原子力発電所の許認可時に決定される。そして、NRCは、このような地震を生き延びるために「安全余裕」を持つよう要求している(NRC, 2011a)。

しかし、NRCの「フクシマ短期的タスク・フォース」は、「設計基準の自然現象に対する防護方法、提供される安全余裕に関して、各発電所間に相当の相違があるかもしれない」(NRC, 2011b)との結論を下した。安全余裕の大きさを知らなければ、これらの発電所がSSEを超える地震のような自然災害にどの程度の脆弱性を持つかを 予測するのは困難となる。今これが大きな懸念となっている。なぜなら、地震災害に関する新しい情報の示すところによると、原子力発電所の多くが、設計上対処できることになっているのよりも大きな地震リスクに曝されているかもしれないからである。最近のNRCの推定によると、毎年、米国の104基の原子炉のうちの3%がその安全停止地震を超える地震に見舞われる可能性があるという。これらの多くは米国の東部および南部にあるが、SSEを超える地震に見舞われるリスクの最も高い――年間0.4%近い――のは、カリフォルニアのディアブロ・キャニオン原子力発電所である。もし、この発電所が、申請通り20年の運転許可延長をNRCから得ることになると、その運転寿命の終わる2045年までにSSEより深刻な地震に見舞われる確率は13%に達する。

一見、設計上原子力発電所が生き延びなければならない事象の範囲を拡大し、それに従って原子炉の改修を要求しさえすれば規制当局はこの問題に対処できるように見えるだろう。NRCの「フクシマ短期的タスク・フォース」も、「憂慮する科学者同盟(UCS)」もこのような線に沿った提案をしている。しかし、これは、「言うは易く行うは難し」である。規制当局は、安全基準をどこまで上げるかを決めなければならないだろう。NRCがこのような取り組みをした最近のケースは、911のテロ攻撃後のことである。あの時、NRCは、原子力発電所でのセキュリティー・レベルは不十分だと判断した。いわゆる「設計基準脅威」を上げることによって必要な新防護レベルを設定するプロセスは、産業側との交渉を伴う長くて複雑なものだった。2年間の作業の末にできあがった基準は、米国の基幹施設が実際に直面しているテロリスト脅威レベルよりずっと低いものだった。

NRCは、常に、設計基準が不十分だと示唆する新しい情報の処理にてこずってきた。複数のシステム機能停止と運転者のミスによって炉心損傷と水素爆発を招いた1979年のスリーマイル・アイランド事故は、「超設計基準事故(BDSA)」だった。NRCは、事故の際に明らかとなった特定の問題に対処する新しい規制上の要求事項を定めはしたが、シビア・アクシデント(過酷事故)のリスクを全面的に減らすように要求事項を強化することはしようとしなかった。シビア・アクシデントに関する1985年の政策ステートメントにおいて、NRCは、「既存の発電所は公衆に不当なレベルのリスクを与えるものではない」とし、「原子力発電所の運転は、不当なリスクがないとの保証の妥当性を問題にするに足る新しい安全性情報が出てこない限り、シビア・アクシデントを扱うさらなる規制行為を必要としない」との結論を宣言した(NRC, 1985)。この方針は、NRCの委員の一人、ジェイムズ・アッセルスタインによって痛烈に批判された。同委員は、次のように述べてこの結論に反対票を投じた(NRC, 1985)。「今日の委員会の行為は、これらの一方的な結論について、もっとも基本的な説明も、正当化の議論も提供できていない。理性的な決定過程の基礎として、委員会のシビア・アクシデント方針ステートメントは、完全な落第である。」

この方針は、シビア・アクシデント・リスクに対処する新しい規制の制定とって非常に高い障壁を設けてしまった。「適切な防護」とNRCが規定するものの範囲の拡大をしないということは、NRCにとって原子力発電所に新しい要求を課すこと(「バックフィッティング」と呼ばれる)ができないことを意味した。例外は、「公衆の健康および安全、あるいは、国の防衛および安全保障の面での全般的防護の相当の増大がバックフィットから得られ、なおかつ、この防護の増大に照らして、その施設での実施の直接・間接コストが正当化できる」場合のみである。

言い換えると、このような規制は、費用・便益テストをパスしなければならないということである。NRCは、便益を、安全性の向上によって達成されるガン死数の低減と解釈する。この規定は、予測される便益を費用が超える規制を阻止した1981年のロナルド・レーガン大統領による大統領令を遵守するために策定されたものである。アッセルスタインは、この費用・便益分析への過度の依存を批判した。この分析が、計算された安全上のリスクの平均値に依拠するものであり、不確実性を考慮に入れていないからである(NRC, 1985)。「決定に当たって、炉心溶融リスクのレベルを推定する際の不確実性を考慮すれば、リスクを減らす方法を追求するとの決定に至るだろう。」とアッセルスタインは述べている。「しかし、現在の政治的雰囲気において、既存の発電所にバックフィッティングを施すことについて賛意はほとんど得られない。このため、委員会は、自分たちが好む結果を支持する誤った数字に依拠し、不確実性を無視することを選んでいる。」

設計基準事故を集めたいささか恣意的な歴史的リストをNRCが拡大したがらないため、新たな情報が深刻な安全性問題を明らかにした場合でも、シビア・アクシデントの扱い方にギャップが生じた。

例えば、NRCは何十年も前に、全交流電源喪失が原子力発電所にとって重大な危険をもたらし得ることを認識し、新しい規制が必要だと判断した。しかし、このような事象は、極めてありそうもないと見なされたため、NRCが課した基準は弱いものだった。NRCは、発電所が短期間だけの電源喪失に対処できればよいとした。電源回復にかかる時間についての推定に基づくものだった。その結果、米国の原子力発電所のほとんどの場合、電源喪失に対し――バッテリーや非常用発電機などによって――対処できる時間はわずかに48時間である。しかも、全電源交流喪失に対処するのに必要な機器は、NRCのいう「安全関連」機器でなくとも良いのである。つまり、地震や洪水のような設計基準事故の影響を最小限に止めるための機器の場合に要求される高度の準備態勢・信頼性および品質保証基準を満たす必要がないということである。その結果、米国の原子力発電所のどれも、フクシマのような事態に対処するような態勢にはないのである。フクシマでは、全交流電源喪失が10日ほど続いた。そもそも、全交流電源喪失に対処するために設置された機器は破壊されただろう。

同じような状況は、爆発や火災により原子力発電所の広範な部分の喪失がもたらされる可能性のある911タイプの航空機攻撃の影響を最小限に留めるために原子力発電所での装備をNRCが義務づけた機器についても存在している。NRC911タイプの攻撃を「超設計基準」と認定したため、機器や手順は、それほど信頼性が高いものでなくとも良いこととなった。実際、NRCによるポスト・フクシマの検査により、問題の機器のほとんどは、巨大な地震や洪水などの事象に耐えることができないだろうということが明らかとなった。

新しい原子炉、古い災害、そして学ぶべき教訓

 

まだ設計段階にある原子炉の場合、フクシマ関連の問題に対処するのは、運転中の原子炉の場合より簡単だと思うかもしれない。設計関連の変更の実施のために、既存の構造物にバックフィットを施す必要がないからである。しかし、NRCの原子炉安全性に対する反動的なアプローチのために、次世代の原子炉に設計上の強化を実施する機会は失われてしまうかもしれない。新型炉に関するNRCの方針は、これらの原子炉は運転中の原子炉より安全である必要はないというものである。運転中の原子炉はすでに十分に安全だからというのがその理由である。その結果、現在ある一群の新型炉の設計は、使用中のものより明確に安全ということにはなっていない。新型原子炉のメーカーは、自分たちの原子炉が相当に安全になっていると宣伝した。しかし、これは、巨大地震のような極端な自然現象の脅威を考慮しなかった場合にのみ言えることである。規制上の要求がなければ、新型炉は現在の設計基準を超える事象に耐えるに十分なだけの堅牢な能力を持った設計とはならない。なぜなら、そのような設計にすると、最低限の基準のみを満たす原子炉と競争するには、高く付き過ぎるだろうからである。

例えば、ウェスティングハウスは、そのAP1000型原子炉は、全交流電源喪失に72時間耐えられると主張している。AP1000は、パッシブな安全特性を持った軽水炉である。つまり、その設計基準冷却機能は、モーターで動くポンプのようなアクティブなシステムの使用を必要とせず、重力で動くシステムや自然対流冷却に依存する。この型の発電所は、電力がなくても炉心冷却を維持することができる。なぜなら、原子炉容器の上に位置する大きな水槽などの装置があって、パッシブな形で冷却水を72時間循環させることができるからである。

しかし、72時間経つと、タンクに給水しなければならなくなる。これには電力と運転員の行為が必要である。AP1000なら、10日間の全電源喪失に対し、福島第一のMarkⅠ型沸騰水炉よりうまく耐えられたはずという訳ではないのである。ウェスティングハウスは、そのパッシブ冷却システムが設計基準事象の際に機能すると示すことしか要求されていない。従って、このシステムが設計基準を超える自然災害の後に機能できると想定する根拠は何もないのである。NRCは、72時間の期間後に必要となるアクティブな機器類は「安全関連」であることを要求していない。だから、設計基準事象であれ、超設計基準事象であれ、72時間後にこれらの機器が利用可能であり、信頼できるとの保証は何もない。AP1000にせよ、他の新型炉にせよ、その堅牢さは、遵守を義務付けられた一群の要件以上にはならないのである。

「小規模のモジュール型原子炉(SMR)」のメーカーの中には、自社の設計が、フクシマ型の事故に対する固有の安全能力を持っている主張している。SMRは、40万キロワット以下の出力レベルで、組み立てラインによる製造に適したものと定義されている。SMRの主要な利点の一つは、電力会社がなだらかな需要の延びにうまく合った形で少しずつ原子力発電容量を追加するのに使うことができるというものである。メーカー側は、小型炉の方が、発熱量が小さいため大型炉よりパッシブ冷却がしやすいと主張する。さらに、小型炉は、地下に入れることができ、自然の事象の一部に対して、追加的防護を提供するとも言う。これらの主張には、少しは真実の部分があるかもしれないが、ここでもまた、彼らはすべての事情を説明してはいない。

例えば、地下へ配置は、航空機による攻撃や地震に対しては、防護強化となり得るが、状況によっては不利ともなり得る。福島第一の非常用ディーゼル発電機や配電盤は、地震に対する脆弱性を緩和するために地表より下に設置されていたが、これが冠水の影響を受けやすくした。そして、深刻な事故の場合には、地下の原子力発電所だと、非常用要員にとってアクセスがそれだけ困難になる

さらに、一つの発電所にある複数の小さな原子炉に影響を与える事故の場合、それによって生じる問題の大きさは、原子炉当たりの熱除去の必要量が小さいという利点を上回る可能性がある。IAEAに提出した20116月の報告書の中で、日本の原子力安全・保安院(NISA)は、次のように述べている。「今回の事故では、複数炉に同時に事故が発生し、事故対応に必要な資源が分散した。また、二つの原子炉で設備を共用していたことやそれらの間の物理的間隔が小さかったことなどのため、一つの原子炉の事故の進展が隣接する原子炉の緊急時対応に影響を及ぼした」(Nuclear Emergency Response Headquarters, 2011[原子力災害対策本部, 2011]).

より安全な将来

技術的特効薬が第二のフクシマの可能性に対する予防接種の役割を果たすというのは極めてありそうにない。世界中の規制当局と公衆が、許容できる原子力のリスク・レベルについてコンセンサスに達するよう協力すべきである。そして、原子力は、この新しい、厳しい設計基準に適応するか、敗退の運命に直面するかしかない。スリーマイル・アイランド(TMI)の事故を検討するために招集されたケメニ委員会の言葉に耳を傾けるべきだろう。「この事故は深刻過ぎる。TMIのように深刻な事故は将来起きさせてはならない。」(The President’s Commission on the Accident at Three Mile Island, 1979[スリーマイル・アイランド事故に関する大統領委員会, 1979])。

これらの言葉が書かれてから、4基の原子炉が、スリーマイル・アイランドでの事故よりもはるかに深刻な事故を経験した。あの事故に対する世界の対応は、明らかに、ケメニ委員会の指令を遂行するには不満足なものだった。もし、歴史が繰り返され、規制当局が、フクシマ事故の根本原因に対処する思い切った措置を講じられないということになるなら、次の原子力災害が起きた際には、規制当局はその責任を全面的に負わなければならない。そして、NRCは、フクシマに対応する次の措置を検討するに当たってこのことを肝に銘じなければならない。

翻訳 田窪雅文

参考文献

International Atomic Energy Agency (2011) IAEA International Fact Finding Expert Mission of the Fukushima Dai-Ichi NPP Accident Following the Great East Japan Earthquake and Tsunami, p. 29. Available at: http://www-pub.iaea.org/MTCD/meetings/PDFplus/2011/cn200/documentation/cn200_Final-Fukushima-Mission_Report.pdf.

Layne N (2011) Japanese support PM’s call to do away with nuclear power: poll. Reuters, July 24.

Nuclear Emergency Response Headquarters, Government of Japan (2011). Report of the Japanese Government to the IAEA Ministerial Conference on Nuclear Safety: The Accident at TEPCO’s Fukushima Nuclear Power Stations. June 7, p.XII-5. Available at: http://www.iaea.org/newscenter/focus/fukushima/japan-report/chapter-12.pdf.

日本語版『原子力安全に関するIAEA閣僚会議に対する日本国政府の報告書』はこちらに http://www.kantei.go.jp/jp/topics/2011/iaea_houkokusho.html

Reaney P (2011) Global support for nuclear energy drops after Fukushima. Reuters, June 22.

The President’s Commission on the Accident at Three Mile Island (1979). Overview: Severity of the accident. Available at: http://www.pddoc.com/tmi2/kemeny/severity_of_the_accident.htm

US Nuclear Regulatory Commission (1985) Policy Statement on Severe Reactor Accidents Regarding Future Designs and Existing Plants. 50 FR 32138. August 8.

US Nuclear Regulatory Commission (2011a) Expanded questions and answers related to the March 11, 2011 Japanese earthquake and tsunami, 12 August. Available at: http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML1122/ML112230068.pdf.

US Nuclear Regulatory Commission (2011b). Recommendations for Enhancing Reactor Safety in the 21st Century. 21 July, p.29. Available at: http://pbadupws.nrc.gov/docs/ML1118/ML111861807.pdf

 


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Topics: Nuclear Energy

 

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