福島第1原子力発電所の1号機と3号機の建屋が水素爆発したのは、不可解な点が多い。なぜ建屋に水素が充満したのか、理由が不明瞭なのだ。
原子炉圧力容器を覆う格納容器内の圧力を下げるため排出された水素が「犯人」のようだが、爆発に至る経緯については当局もつかみきれていない。
「水素は建屋内に排出」と専門家が指摘
原子炉内で水素が発生した原因は、地震で原子炉の冷却装置がストップし、核燃料が発熱したまま高温状態が続いたため、燃料棒を覆うジルコニウムという金属でできた被覆管が圧力容器内の水と反応したことによると考えられる。
米マサチューセッツ工科大学（MIT）原子力理工学部は2011年3月15日、1、3号機の水素爆発の解説をウェブサイトに掲載した。それによると、福島第1のケースのように冷却装置が機能しなくなった場合は圧力容器の安全弁を開放して、原子炉の圧力を下げることが最優先だという。圧力容器から出てきた水と水蒸気の混合物は、格納容器の下部にある圧力抑制室に流れる。そこに貯蔵されている水に、熱い蒸気が混ざって液化することで容器内の圧力が抑えられる仕組みだ。
しかし今回は、先述のように長時間にわたって核燃料棒が高温状態に置かれたため水素が生成され続け、想定を超える量が格納容器内に流れ込んで圧力が高まったと見られる。こうなると、格納容器の破損を避けるために弁を開けて蒸気を排出して減圧する「ベント」を行わねばならない。
米スタンフォード大学国際安全保障協力センター（CISAC）は3月21日、招待者のみを対象にしたパネルディスカッションを開催。仏原子力企業アレバの核燃料再処理関連会社で上級副社長を務めるアラン・ハンソン氏が1、3号機の爆発について解説した。資料を見ると、格納容器内を減圧するためにベントを実施、たまった水素ガスを建屋内の上部に放出したと、図とともに説明されている。その結果、建屋内に水素が充満、爆発を引き起こして上部は鉄骨がむき出しになったが、「格納容器のある部分はコンクリートで補強されており、損傷していないようだ」とハンソン氏は結論付けている。