時事通信社

 前回は、東電福島核災害の終息事業を著しく阻害している110万トン前後に達する貯水タンクの中身「ALPS”不完全”処理水」問題について総論概説しました。

 重要なことは、タンクの中身の8割、90万トン近くの液体は、「ALPS”不完全”処理水」であって、「トリチウム水」と同等な扱いは国際的な基準や慣例を持ってしても不可能であることがおわかりいただけたと思います。

 今回から重要と思われるトピックスを一つ一つ各論として論じていきます。

 各論1は、皆さん大好きトリチウムです。

トリチウムって何?
 トリチウム日本語表記で三重水素を指します。水素は陽子一つ、重水素デューテリウム)は陽子一つと中性子一つ、三重水素は、陽子一つと中性子二つから原子核が構成されます。トリチウムは、原子核が不安定なため、半減期12.32年(簡単のため本稿では約12年とする)で弱いβ線を放出し、ヘリウム3に壊変する弱い放射性核種です。

 トリチウムは、たいへんに弱いβ線を放出し、そのエネルギーは、18.6keV(キロ電子ボルト)が最大で、平均5.7keVです。例えば、137Csのβ線は、二種類あり、最大で0.514MeV(515keV)ないし最大1.176MeV(1,176keV)のβ線を出します。

 トリチウムが「きわめて弱い放射能を持つ」とされる由縁です。

水素の同位体
左が水素、中央が重水素、右側が三重水素(トリチウム)
Fusion Energy Research and Development DirectorateWhat is Tritium? より

トリチウムの放射壊変
Fusion Energy Research and Development DirectorateWhat is Tritium? より

トリチウムからのβ線と他β核種の放射線の平均エネルギーの比較
トリチウムは、平均エネルギー5.7keV、最大で18.6keVのきわめて弱いβ線を放射する。一般にβ核種が放射するβ線のエネルギーは、平均で数十〜数百keVである
RADIOACTIVITY.EU.COMより引用

トリチウムの起源は?

 トリチウムは、半減期がわずか約12年ですが、自然にも存在します。トリチウムは、大気圏高層において宇宙線(中性子線)と大気中の窒素が核反応を起こすことで生成されます。
 核反応式では次のようになります。意味は、窒素14と中性子が反応して、炭素12とトリチウムが出来るという事を示しています(上付き下付きの正常な表記のため画像にしています)。なお核反応式は、興味がなければ読み飛ばしても分かるように執筆しています。後学にご活用ください。

 1942年に初臨界したシカゴ・パイル1号(人類最初の原子炉)、1945年トリニティ核実験によって人為的なトリチウム生成が始まっており、かつての大気圏内核実験によりトリチウムは激増しました。その後1962年発効の部分的核実験禁止条約(Partial Test Ban Treaty: PTBT)*により環境中のトリチウム濃度は、漸減しはじめたものの、おそらく原子力・核施設からのトリチウムの放出によって現在は下げ止まっています。
<*米英ソ三国の1963/08/05調印から始まった。発効は1963/10/10で111ヶ国が調印。地下を除く大気圏内、宇宙空間、水中での核爆発を伴う核実験を禁止した。これにより合衆国の核反動推進惑星間宇宙船オリオン計画も禁止対象となった>

 原子力・核施設でのトリチウムの生成は幾つかの経路があります。

 PWR(加圧水型原子炉)やPHWR(加圧重水炉:CANDU)では、核反応制御に用いるホウ酸への添加剤であるリチウム6の核反応由来が多く、とくにCANDU(カナダ、重水、ウランの略)では、重水中の重水素の中性子捕獲でトリチウムが生成されます。このためPHWR(CANDU)ではBWR(沸騰水型原子炉)に比して1001000倍近く、PWRではBWRに比して10〜100倍近いトリチウムが生成されます*。
<*但し、PWRでは20年ほど前から添加剤のリチウム同位体分離した7Li(リチウム7)への切り替えを行っており、これによってトリチウムの発生は一桁近く減少している。軽水炉の中では、中性子は低速の熱中性子であり、リチウム7による中性子捕獲核反応は起こりにくい>

 更に、高速中性子が関与するとホウ素10からトリチウムが、またリチウム7からトリチウムが生成されます。

 この反応は、核兵器用のトリチウム製造に使われており、合衆国ではTVA(テネシー川流域開発公社:ニューディール政策で有名な開発公社)が所有、運転するWatts Bar Unit1(ワッツバー1号炉)に軍用トリチウム生産用照射体を装荷しています。あいにく照射体の詳細については核・軍事機密のため分かりません。

 なお、ここまでのトリチウム生成核反応を核反応式で示します。これも後学のためですので読み飛ばされても構いません。

原子炉中でのトリチウム生成反応
韓国講演資料より 牧田2019/4

ワッツバー原子力発電所(Watts Bar Nuclear Plant)
1号炉2号炉共に1973年建設開始だが建設中断を含み1号炉は1996年、2号炉は2016年に完成、操業開始した。二号炉は合衆国最新鋭炉となる。
1号炉は、DOE(エネルギー省)との契約で核兵器トリチウム生産を行っている。核兵器用のトリチウムトリチウム水として製造するのではなく照射体ロッドに吸蔵された形で製造される
<photo by Tennessee Valley Authority via flickr(CC BY 2.0)>

 他に核燃料の三体核分裂ウラン核分裂により三つの原子に割れる反応)によってもトリチウムが生成されます。

トリチウムの存在量は?
 東京電力によると、福島第一原子力発電所1号炉から3号炉で発生するトリチウムの起源は、その大部分が「核燃料の三体核分裂ウラン核分裂により三つの原子に割れる反応)」であり、二番目がコリウム中に取り込まれた制御棒の成分であるホウ素10、そして冷却水に含まれるリチウム6などの放射化(中性子捕獲核反応)によるものとのこと*で、二番目のホウ素10の反応経路以外は、冷却水を止めて水を除去すれば生成を止められます。
<*福島第一原子力発電所でのトリチウムについて2013/02/28東京電力pp.3>

 逆に言えば、地下水が流入し、冷却水を注入し続ける限り、福島第一原子力発電所では、トリチウムが大量に発生し続けることを意味します。前回、失敗に終わった地下水の流入停止と、コリウムの水冷中止が最優先課題であると指摘した理由がこれです。

 トリチウムは、自然界にも僅かながら存在しますが、現在人間が住む環境にあるものは、その殆どが核実験原子力・核産業に由来するものです。とくに大気圏内核実験による影響は激烈なもので、最大で数千倍まで大気中のトリチウム濃度が増えたとされています。これは、ビキニ水爆実験による第五福竜丸被爆事件などを契機とした全世界での反核運動の盛り上がりとあわせて部分的核実験禁止条約締結(PTBT)*への原動力となったとされています。

大気中のトリチウムの化学形ごと年変化
もともと地球大気中にはHT(三重水素化水素)の形で0.1mBq/m3の濃度でトリチウムが存在していたと思われる。トリチウムは、核実験により急速に増加し、核実験最盛期にはもとの1000倍を超えるまでに増加していたと思われる。PTBT発効後、トリチウムは漸減し、今日では概ね数十mBq/m3である
百島則幸,トリチウムの環境動態, 富山大学水素同位体科学研究センター研究報告20, 2000, pp.5

◆PTBT発効後の環境中トリチウム濃度減少が鈍い理由
 PTBT発効後、環境中のトリチウム濃度は漸減していますが、考えられていたよりは減少率が鈍いとされています。その理由は、全世界で原子力・核施設由来のトリチウムが増加しているためと考えられています*。いずれにせよ現時点では、大気中のトリチウム濃度は、数十mBq/m3程度、海水は表層水で0.1〜0.5Bq/L程度、陸水(雨水や河川)で0.5Bq/L程度まで減少しています。
<*百島則幸,トリチウムの環境動態, 富山大学水素同位体科学研究センター研究報告20, 2000, pp.1-10>

太平洋での海洋中のトリチウム濃度の深さ依存(1973年1982年の比較)
深海へのトリチウム拡散が少なく、PTBT発効後、表層水でのトリチウム濃度が減少していることが分かる
百島則幸,トリチウムの環境動態, 富山大学水素同位体科学研究センター研究報告20, 2000, pp.7

 次は、トリチウムの生体への影響ですが、この項目は本記事1本分を超えるたいへんに長いものになりますので、今回はここで終わりとしてトリチウムの生体への影響は次回とします。

◆乱れ飛ぶデマゴギー言葉狩り
 ちょうど1年前ですが、「トリチウム水」の海洋放出について疑念を呈した東京新聞社説*について、「「トリチウムは自然界で有機化するのだから、流してはいけない」となるはずだった。」という同紙記者のTwitterでの補足コメントへ次のような激しい誹謗中傷(内容を崩さない程度に言葉を一部直しています)が雲霞の如くなされたことは記憶に新しいです。
<*トリチウム水 本当に安心安全なのか 2018/09/20東京新聞(リンク切れ)>

トリチウムの有機化ってなんですか。」
「「有機トリチウム」というネタ? が流れてきた。東京新聞の◎◎記者は水俣病における「水銀の有機化」が具体的にどういうことだったのかを理解していない、トリチウムがどういうものなのか具体的に理解していないと考えてよさそう。すべて「記号」で考えているのみ。」
トリチウムの有機化などと、意味不明か、ただのトンチキ。」
「自然界で有機化するトリチウム?そんなもん存在したら世界中の化学学者が発狂するわ。ば〜〜〜〜〜っかじゃねえの!?(マンガ付き)」
トリチウム(三重水素)が有機化するそうです。危険です!カエルの幼虫が巨大化するくらい危険です!」
「有機化したトリチウム??????????wwww「新聞屋」の化学知識レベルを、晒してくれている。流石、東京新聞はイソコが官邸記者会見出るだけあってレベルが高いわ(皮肉のつもり」
東京新聞の記者がトリチウムは自然界で有機化するとか言い出してしまい、なんというか、どう言葉を選んでも頭大丈夫ですかとしか言いようがない。」

 この誹謗中傷を行った人々の中に複数の大学の現役理工学系教員・研究者がいることが嘆かわしいのですが、この人々が福島核災害後、常に核災害の著しい過小評価を繰り返し、放射線影響について心配であると表明した市民へのネットリンチを直接・間接に起こしてきた人たちと一部重なることは、きわめて深刻です。

 私は、被曝・放射能問題を論じる際に、東日本の市民には、「放射線」「放射能」について「ホ」や「あれ」という隠語を使う人が多いことに驚かされ、強い不快感を覚えてきました。そういった人々はこのようなネットリンチを行ってきた「科学ヲタク」=「カガク狂徒」からの加害を恐れてとのことでした。まるで中世の教会権威か、戦前戦時中の特高警察の猛威です。

「有機結合型トリチウム」(OBT)は、トリチウムの環境中、体内での挙動を論じる際には必ず出てくる用語であって、高校卒業程度の力があれば、だれでも3分もあればネット検索でレファレンスにたどり着けることです。

トリチウムは自然界で有機化する」という記者の発言は、用語そのものは、やや化学的厳密さから外れますが、やはり大学共通教育程度の理解力と読解力があれば少し考えることで「水素の置換による有機物のOBT化」であると分かりますし、許容範囲です。

 現役、シニアの化学屋ならば、「トリチウムは自然界で有機化する」と聞けば、一瞬「あれ、どういうことかな?」といぶかしげな表情を見せた上で「あ、水素置換反応での有機物トリチウム化合物化だな。例えば光合成だね。」とすぐに気がつきます。

 科学はその根幹が懐疑主義と実証主義です。粗末な時代遅れの知識や思い込みにしがみついた教条主義や権威主義とは対極にあります。ましてや、言葉遊び言葉狩りは科学を殺す行為です。

 さきに紹介した、権威主義に裏付けされた無知と傲慢による発言に対しては、即座に生物学、化学、物理学系の研究者・教育者から誤りが多数指摘されましたが、いまだに同じ事を繰り返している人物も見られます。

 筆者はこれらの人々の言動に対し「カルト宗教カガク教」、「エセニセ科学批判」と批判しています。

 このような科学と市民を愚弄し冒涜する行為は、本人達の精神的快楽にはなりましょうが、民主的合意形成と事態解決を著しく阻害します。そして科学を致命的に歪める翼賛政治運動でもあります。このような個人の享楽は、学生会館=学内雀荘の片隅で内輪だけでやっていてもらいたいです。

◆前回の引用資料について
 前回の記事公開数時間後、HBOLにも寄稿されている黒川眞一先生から連絡があり、引用資料中に誤りがあるとのご指摘がありました。

 その資料とは、2019年8月30、31日に開催された経済産業省多核種除去設備等処理水の取扱いに関する小委員会の説明・公聴会資料で、記事中で引用した表は以下の表です。

出典 経済産業省多核種除去設備等処理水の取扱いに関する小委員会
多核種除去設備等処理水の取扱いに関する小委員会 説明・公聴会資料pp.5 構内のALPS処理水の現状(平成30年3月時点)
開催日2019/08/30,31於富岡町、郡山市、東京都千代田区

 この表の中で、トリチウム濃度、トリチウム量を質量および質量濃度で表示していますが、この数字は桁取りを誤っているか説明不足のどちらかです。

 トリチウムとして計算した場合、タンク内のトリチウム質量は約3gが正しく、ALPS処理水のトリチウム濃度は約3ng/L(0.003μg/L)が正しいです。

 一方で、質量表示されている物質をHTOとすると、それぞれ約20gと約0.02μg/Lとなります。従って、表の数字を正しいとするには、「タンク内の“トリチウム水量”」と「ALPS処理水の“トリチウム水濃度”」とせねばなりません。

 本来、放射能量はBqまたはCi(キュリー:1Ciは37GBqに相当する。古いcgs単位系の単位で、現在では使われていないが、合衆国では現役)で表示するもので、著者は質量(g)表示を完全に無視していました。結果として引用資料のおかしな点に気がつきませんでした(記事内ではその旨図版のキャプションの追記)。

 引用元のこの誤りは、トリチウム放射能量とトリチウム水の質量の換算表をそのまま引き写してその数字に中身を理解していなかったためと思われます。たいへんに粗雑な仕事ですが、これが本邦原子力PAの姿です。

 拙稿中では、放射能量についてはBqのみで論じ、質量は完全に無視していますので、この資料のおかしな点は全く影響ありません。ご安心ください。

 黒川先生とは、昨日、二人で資料の謎解きをして余りの情けなさに呆れかえり、私は腹を抱えて笑っておりました。

<文/牧田寛>

【牧田寛】

Twitter ID:@BB45_Colorado
まきた ひろし●著述家・工学博士。徳島大学助手を経て高知工科大学助教、元コロラド大学コロラドスプリングス校客員教授。勤務先大学との関係が著しく悪化し心身を痛めた後解雇。1年半の沈黙の後著述家として再起。本来の専門は、分子反応論、錯体化学、鉱物化学、ワイドギャップ半導体だが、原子力及び核、軍事については、独自に調査・取材を進めてきた。原発問題についてのメルマガ「コロラド博士メルマガ(定期便)」好評配信中

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