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福島第一原子力発電所（福島第一、Fukushima Daiichi Genshiryoku Hatsudensho ; 福島第一原子力発電所）は、日本の福島県大熊町と双葉町にある350ヘクタール（860エーカー）の敷地[ 1 ]に位置する、運転停止中の原子力発電所です。この発電所は、 2011年3月11日に日本を襲ったマグニチュード9.1の地震と津波により甚大な被害を受けました。一連の出来事により、メルトダウン、放射能漏れが発生し、複数の原子炉が深刻な損傷を受け、再稼働が不可能になりました。稼働中の原子炉も、その後再稼働されることはありませんでした。
1971年に初めて運転を開始したこの発電所は、6基の沸騰水型原子炉で構成されています。これらの軽水炉[ 2 ]は、合計出力4.7 ギガワットの発電機を駆動し、福島第一原子力発電所は世界で15番目に大きな原子力発電所と なりました。福島は、ゼネラル・エレクトリックと東京電力（TEPCO）が共同で設計、建設、運営した最初の原子力発電所です。[ 3 ]南に12キロメートル（7.5マイル）離れた姉妹原子力発電所である福島第二原子力発電所も、TEPCOによって運営されています。こちらも津波で4基すべての取水口に深刻な被害を受けましたが、無事に停止され、安全な状態に戻りました。福島第二原子力発電所事故のタイムラインを参照してください。[ 4 ]
2011年3月の災害により原子炉冷却システムが機能停止し、3基の原子炉がメルトダウンを起こし、水素爆発によって格納容器が破壊され、大量の放射性物質が放出され、発電所周辺30キロメートル（19マイル）の避難区域が設定されました。2025年2月現在、放射性物質の放出はまだ続いています。 [ 5 ] 2011年4月20日、日本当局は20キロメートル（12マイル）の避難区域を政府の監視下でのみ立ち入りが許される立ち入り禁止区域と宣言しました。2011年11月、初めてジャーナリストが発電所を訪問することが許可されました。彼らは、3基の原子炉建屋が破壊され、敷地内には津波によって残されたトラック、潰れた貯水槽、その他の瓦礫が散乱し、放射能レベルが非常に高かったため訪問者は数時間しか滞在できないという惨状を描写しました。[ 6 ]
2012年4月、1号機から4号機が停止した。2号機から4号機は4月19日に停止し、1号機はこれら4基の中で最後に停止した4月20日深夜だった。2013年12月、東京電力は損傷を受けていないユニットはどれも再稼働させないことを決定した。5号機と6号機は2014年1月に停止した。[ 7 ]
2021年4月、日本政府はトリチウム以外の放射性核種を除去する処理を施した放射性水を30年間かけて太平洋に放出することを承認した。[ 8 ]
1号機、2号機、6号機の原子炉はゼネラル・エレクトリック社が、3号機と5号機の原子炉は東芝社が、4号機の原子炉は日立製作所が供給した。6基すべての原子炉はゼネラル・エレクトリック社が設計した。[ 9 ] [ 10 ]ゼネラル・エレクトリック社の原子炉の建築設計はエバスコ・サービス社が行った。建設はすべて鹿島建設が行った。[ 11 ] 2010年9月から、3号機は他の原子炉で使用されている低濃縮ウラン（LEU）ではなく、プルトニウムを含む混合酸化物（MOX）燃料のごく一部（6%） [ 12 ]で燃料化された。[ 13 ] [ 14 ] 1号機から5号機はマークI型（電球型トーラス）格納容器で建設された。[ 15 ] [ 16 ]マークI格納容器は日本の技術者によってわずかに容積が拡大された。[ 17 ] 6号機はマークII型（上下）格納構造である。[ 18 ]
1号機は、1967年7月に建設された出力460MWeの沸騰水型原子炉（BWR-3）です 。1971年3月26日に商業発電を開始し、当初は2011年初頭に停止する予定でした。[ 19 ] 2011年2月、日本の規制当局は原子炉の継続運転を10年間延長しました。[ 20 ] 2011年の東北地方太平洋沖地震と津波で損傷を受けました。[ 21 ]
1号機は、最大地盤加速度0.18g（1.74m/s²）と1952年のカーン郡地震に基づく応答スペクトルで設計されましたが、定格は0.498gでした。[15][22] 3号機と6号機の設計基準は、それぞれ0.45g（4.41m/s²）と0.46g（4.48m/s²）でした。[23] 1978年の宮城地震で地盤加速度が30秒間0.125g （ 1.22m / s²）になった後、すべてのユニットが検査されましたが、原子炉の重要部分に損傷は見つかりませんでした。[ 15 ]津波の設計基準は5.7メートル（18フィート8インチ）でした。[ 24 ]
原子炉の非常用ディーゼル発電機と直流バッテリーは、停電時に原子炉を冷却する上で重要な構成要素であり、原子炉タービン建屋の地下に設置されていた。ゼネラル・エレクトリック社が提供した原子炉設計図では、発電機とバッテリーをその場所に設置するように指定されていたが、発電所の建設に携わる中堅技術者たちは、この配置ではバックアップ電源システムが浸水に対して脆弱になることを懸念していた。東京電力は、原子炉の建設においてゼネラル・エレクトリック社の設計を厳密に遵守することを選択した。[ 25 ]
この発電所は、もともと海抜35メートル（115フィート）の崖の上に建設されました。しかし、建設中に東京電力は崖の高さを25メートル（82フィート）下げました。崖を下げた理由の1つは、地震による脅威を軽減するために、原子炉の基礎を堅固な岩盤の上に建設できるようにするためでした。もう1つの理由は、高さを下げることで海水ポンプの運転コストを低く抑えるためでした。建設計画時に東京電力が行った津波リスクの分析では、防潮堤が設計基準で想定される最大津波に対して十分な保護を提供するため、低い標高でも安全であると判断されました。しかし、低い標高は、設計で想定されたよりも大きな津波に対する脆弱性を高めました。[ 26 ]
福島第一原子力発電所は2つの原子炉群に分かれており、海側から見て左端の群には左から順に4号機、3号機、2号機、1号機が配置されている。同様に海側から見て右端の群には、左から順に比較的新しい5号機と6号機が配置されている。海には防潮堤が突き出ており、中央に取水口、両側に排水口が設けられている。
7号機と8号機は、それぞれ2012年4月と2013年に着工し、2016年10月と2017年に運転開始する予定だった。しかし、事故後も2011年3月に発表された2011年の供給計画に7号機と8号機が含まれていることに地元当局が疑問を呈したため、東京電力は2011年4月に正式に計画を中止した。同社は、この計画は地震前に作成されたものだと述べている。[ 27 ]
福島第一原子力発電所は、500 kV 双葉線 (双葉線)、2 本の 275 kV 大熊線 (大熊線)、および 66 kV 夜の森線 (夜の森線) の 4 つの送電線で新福島変電所に接続されています。
新福島変電所は富岡線で福島第二工場とも接続しています。北への主要な接続は、東北電力が所有するいわき幹線です。南西に 2 つの接続があり、新いわき変電所 (新いわき) に接続されています。
原子炉は1970年から1基ずつ稼働を開始し、最後の原子炉は1979年に稼働した。2002年末から2005年にかけて、これらの原子炉は東京電力のデータ改ざんスキャンダルによる安全点検のため一時的に停止された原子炉の一つであった。[ 31 ] [ 32 ] 2011年2月28日、東京電力は日本の原子力安全・保安院に報告書を提出し、同社が以前に偽の検査および修理報告書を提出していたことを認めた。この報告書は、東京電力が原子炉の温度制御弁のパワーボードや、冷却ポンプモーターや非常用ディーゼル発電機などの冷却システムのコンポーネントを含む6基の原子炉の30以上の技術コンポーネントの検査を怠っていたことを明らかにした。[ 33 ] 2008年、IAEAは日本に対し、福島第一原子力発電所は時代遅れの安全ガイドラインを使用して建設されており、大地震の際に「深刻な問題」となる可能性があると警告した。[ 34 ]この警告を受けて、2010年に緊急対応センターが建設され、2011年の原子力事故への対応に使用された。[ 34 ] [ 35 ]
2011年4月5日、東京電力の藤本隆副社長は、同社が7号機と8号機の建設計画を中止すると発表した。[ 36 ] [ 37 ] 5月20日、東京電力の取締役会は、福島第一原子力発電所の1号機から4号機までの廃炉と、7号機と8号機の建設計画の中止を正式に決議した。しかし、詳細な調査が行われるまでは、同発電所の5号機と6号機、または福島第二原子力発電所の1号機から4号機については決定を下さないとした。2013年12月、東京電力は、損傷を受けていない5号機と6号機を廃炉にすることを決定した。これらは、損傷した原子炉に使用する前に、遠隔除染方法をテストするために使用される可能性がある。[ 38 ]
1990年、米国原子力規制委員会（NRC）は、地震活動が非常に活発な地域にある発電所の非常用発電機の故障とそれに続く冷却システムの故障を、最も起こりうるリスクの1つとして挙げた。日本の原子力安全・保安院（NISA）は2004年にこの報告書を引用した。元NISA科学者の立野潤氏によると、東京電力はこれらの警告に反応せず、何の対策も講じなかったという。[ 39 ]
映画監督のアダム・カーティスは、福島第一原発のような沸騰水型原子炉の冷却システムの危険性について言及し[ 40 ]、その危険性は1971年から知られていたと主張し[ 41 ]、1992年にBBCで放送された一連のドキュメンタリーの中で、加圧水型原子炉（PWR）を使用すべきだったと提言した。
東京電力（TEPCO）は同発電所を運営しており、防潮堤が強力な津波に耐えられないと警告されていたが、それに対応して防潮堤の高さを増すことはなかった。東北電力が運営する女川原子力発電所は地震の震源地により近い場所に位置していたが、はるかに頑丈で高さのある防潮堤を備えており、深刻な事故を回避した。[ 42 ]
原子炉3号機で制御棒[ 43 ]が脱落し、核反応が起きた[ 44 ] 。制御棒を元の位置に戻すのに約7時間半かかった。東京電力が隠蔽していたため、この事故の記録は残っていなかったが、2007年に元従業員2人への聞き取り調査によって東京電力経営陣が発見した[ 45 ] 。
起動操作の途中で手動停止が開始された。原因は、タービンバイパス弁の閉鎖によって発生した高圧警報であった。 午前4時03分（現地時間）に警報が発生した際、原子炉は全出力の12%で稼働していた。これは、圧力が7,100 kPa（1,030 psi）まで上昇し、規制限界の6,910 kPa（1,002 psi）を超えたためである。原子炉は出力0%まで低下したが、これは事象報告を必要とする5%の閾値を超えており、圧力は午前4時25分に規制限界を下回った。その後、午前8時49分に制御ブレードが完全に挿入され、手動による原子炉停止となった。その後の検査で、8つのバイパス弁のうち1つが閉じており、その弁の駆動流体接続部が不良であることが確認された。原子炉は、2008年10月18日に開始された25回目の定期検査の後に起動中であった。[ 46 ]
3号機では、停止中に制御ブレードの過剰挿入の問題が発生しました。制御ブレードの駆動圧力を調整する装置の修理作業が行われており、 午後2時23分にバルブが開かれた際に制御ブレードのドリフト警報が鳴りました。その後の検査で、数本のロッドが意図せず挿入されていたことが判明しました。[ 47 ]
5号機では、運転員が制御ブレード挿入パターンの調整を行っている最中に自動スクラムが発生した。スクラムは原子炉低水位警報によって引き起こされた。タービンは原子炉とともに停止したが、作業員に放射線による被害はなかった。[ 48 ]
2011年3月11日午後2時46分（日本標準時）、モーメントマグニチュード9.1MWの地震が日本の北東海岸沖で発生し、史上最も強力な地震の1つとなった。4号機、5号機、6号機は、計画メンテナンスのため地震前に停止されていた。[ 50 ] [ 51 ]残りの原子炉は地震後に自動的に停止/ SCRAMされ、燃料の残りの崩壊熱は非常用発電機からの電力で冷却されていた。その後、防潮堤のある発電所を越えた最大14メートル（46フィート）の破壊的な津波により、1号機から5号機の原子炉と使用済み燃料プールを冷却するために必要な非常用発電機が機能しなくなった。その後の3週間で、1号機、2号機、3号機で部分的な原子炉メルトダウンの証拠が見つかった。1号機と3号機では、水素ガスが原因と疑われる爆発が目視できた。 2号機で爆発が疑われ、一次格納容器が損傷した可能性がある。また、1号機、3号機、4号機で使用済み燃料プールが露出した可能性がある。 [ 52 ] 3月19日、 IAEAの施設全体の警戒ログの更新により、5号機と6号機でも同様に外部電源が失われたため、使用済み燃料プールの温度が徐々に上昇していると報告されたが、浸水していない6号機の2基のディーゼル発電機によって供給されるオンサイト電源は、5号機と6号機の両方の使用済み燃料プールと炉心を冷却するという二重の役割を果たすように構成されていた。[ 53 ]予防措置として、水素ガスの加圧とその後の着火の可能性を防ぐために、これら2つのユニットの屋根に通気口も作られた。[ 53 ]
1号機から4号機までの放射性物質の放出により、発電所周辺の町から8万3000人の住民が避難を余儀なくされた。[ 54 ]また、3基のメルトダウンにより、2011年の米の収穫を含む食料や水の供給の汚染、および発電所の労働者への放射線の健康影響についても懸念が生じた。[ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]科学者たちは、この事故により18京ベクレルのセシウム137が太平洋に放出され、390平方キロメートル（150平方マイル）の海底が汚染されたと推定している。[ 58 ]
1号機、2号機、3号機の事故は国際原子力事象評価尺度（INES）でそれぞれレベル5、4号機の事故はレベル3（重大事故）と評価され、プラント全体の評価はレベル7（広範囲にわたる健康および環境への影響を伴う放射性物質の大量放出であり、計画的かつ長期的な対策の実施が必要）となっている。 2024年現在、福島原発事故とチェルノブイリ原発事故は、世界で唯一のレベル7の事故となっている。[ 59 ]
日本の車いすバスケットボール選手、豊島明は、地震、津波、原発事故発生当時、福島第一原子力発電所で会計係として働いていたことを明らかにした。[ 60 ]豊島は、事故発生当時、会計チームの一員として福島第一原子力発電所の本社ビルで重要かつ緊急な書類の整理に集中していた。[ 61 ]
2013年4月、東京電力は放射性核種で汚染された水が貯蔵ユニットから漏洩し、近隣の土壌や水を汚染した可能性があることを公に認めた。漏洩は制御され、封じ込めタンクに貯蔵された。汚染水は発電所に蓄積し続け、東京電力は放射性粒子をろ過して浄化水を放流する計画を発表した。[ 62 ]
8月、日本の当局は、福島第一原発から太平洋に1日あたり270トン（60万ポンド）の高濃度放射性水が漏れ出していると発表した。安倍晋三首相は政府関係者に介入を命じた。[ 63 ]
2019年9月までに、90万7千トン（20億ポンド）の汚染冷却水が背の高い鋼鉄製のタンクに集められた。大型のろ過システムが水から放射性汚染物質を除去するために使用されたが、水分子に結合した水素の放射性同位体（水素3）であるトリチウム（推定14グラム（0.49オンス））を除去することはできなかった。 [ 64 ]東京電力は、2022年までに敷地内のスペースがなくなると推定し、放射性水を太平洋に処分することでこの問題を解決する計画を立てた。この提案された措置は、原子炉周辺の立ち入り禁止区域に保管場所があると主張する環境団体やいくつかのアジア諸国政府から批判された。[ 65 ] 日本政府は、推定40年かけて2023年から太平洋に処分することを承認した。[ 8 ]
2020年東京オリンピックの開会式でのスピーチの中で、震災と、日本がどのように震災から復興してきたかについて触れられた。
原子炉の廃炉には30～40年かかる。[ 66 ] 2013年8月1日、茂木敏充経済産業大臣は、福島原発事故で損傷した4基の原子炉を解体するために必要な技術とプロセスを開発する組織を設立することを承認した。[ 67 ]
東京電力は、汚染水が太平洋に流れ込むのを減らすため、鹿島建設に依頼して、発電所の周囲に全長1.5キロメートル（0.93マイル）の凍結土の地下壁を建設するために345億円（約3億2400万米ドル）を費やし た。周囲の地下水と土壌を凍結させるために、長さ30メートル（98フィート）の過冷却パイプ1500本が地中に挿入された。この壁は最終的に、敷地内に流れ込む地下水を大幅に減らすことはできなかった。[ 68 ] [ 69 ]
福島第一原子力発電所の廃炉と除染にかかる費用は1,950億ドルと見積もられており、これには災害の犠牲者への賠償金も含まれる。この金額には福島第一原子炉の廃炉費用も含まれており、その額は710億ドルと見積もられている。[ 70 ]東京電力は廃炉と除染費用の1,430億ドルを負担し、日本の財務省は170億ドルを提供する。他の電力会社も費用を負担する。[ 70 ]
2020年9月26日、菅義偉首相は、自然災害や原子力災害の影響を受けた地域の復興を内閣が優先していることを表明するため、第一原子力発電所を訪問した。[ 71 ]
3基の原子炉には、880トン（190万ポンド）の高放射性溶融核燃料が収容されている。[ 72 ]事故から13年後の2024年現在、損傷した原子炉から高放射性物質を除去する試みは中止されている。テレスコと呼ばれるロボットが、推定880トン（190万ポンド）の致死的な放射性溶融燃料のうち3グラム（0.11オンス）を除去しようと試みた。専門家によると、このサンプルは将来の廃炉方法の開発、および必要な技術とロボットの開発に重要なデータを提供するという。[ 73 ] 2024年9月11日、福島第一原子力発電所でロボットによるミッションが再開され、損傷した原子炉から溶融放射性燃料の小さなサンプルが採取された。このサンプルは将来の廃炉戦略の改善に役立つが、長期的な除染のタイムラインについては疑問が残る。 [ 74 ]サンプルを回収しようとしていたロボット「テレスコ」に不具合が発生し、ミッションがさらに遅延した。 [ 75 ]政府は安全基準を満たしていると保証しているものの、放射性水が太平洋に放出されているため、海洋生物への影響についても懸念が残っている。 [ 76 ]
2024年11月、東京電力は福島第一原発の原子炉から溶融燃料の小片を放射線検査のために移動させた。これは複雑な廃炉プロセスの重要なステップである。[ 77 ]
350万平方メートルの広い敷地に = 3.5 km 2
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