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福島第一原子力発電所 の災害とその影響 ホワイト・ザック 2014年春学期 アドバイザー: 齋藤-アボット佳子教授 高橋周臣教授 概要 ・研究の重要性 ・研究質問 ・研究背景 I. 原子力の歴史 II. エネルギーの発電と消費 III. エネルギー発電の方法 ・研究方法 ・研究結果 ・まとめ ・参考文献 感謝の意 研究の重要性 日本は原子力を含め、エネルギーのほとんどを輸入に頼っているため、私は今後の 日本が他の国のように、原子力の代わりにどのようなエネルギーが使用可能である のか調査したい。 この研究は、現在日本で代替エネルギーがどのように使用されているか、またそれ が原子力や化石燃料の代わりとして、アメリカ人と日本人の大学生にどのように認知 されているかを確かめたい。 研究質問 1. 日本人大学生とアメリカ人大学生は福島第一原子力 発電所事故後、原子力発電を使い続けることについてどう 思うか？ 2. 原子力発電に反対している人は、どんな代替エネルギ ーが望ましいと思っているか。 研究の背景 I.原子力の歴史 ・原子力の歴史 – アメリカ ・原子力の歴史 – 日本 ・おもな原子力発電の事故 II.エネルギーの発電と消費 ・エネルギーの消費 – アメリカと日本 ・世界の原子力に対する見方 ・核エネルギーへの注目（生産と消費） III.ネルギー発電の方法 ・世界のエネルギー生産 ・化石燃料と地球温暖化 ・世界のエネルギー消費 ・核エネルギーへの見直し ・代替エネルギー I.原子力の歴史 日本、福島第一原子力発電所 アメリカ、ペンシルベニア、スリーマイルアイランド http://connection.ebscohost.com/science/nuclear-power/history-nuclear-energy-production 17日10月1956年 カルダーホール, 世界初の商業用 原子力発電所, イギリス 16日7月1945年 トリニティー 原子爆弾, アメリカ 10日10月1957年、 ウィンドスケール火事、 イギリス http://davidsuzuki.org/blogs/climate-blog/2011/03/what-japans-nuclear-crisis-means-for-all-of-us/ 11日3月2011年, 東 日本大震災、 福島県、日本 28日3月1979年 ツリーマイルアイランド、 アメリカ 26日4月1986年、 チ ェルノブイリ, ウクライナ http://www.iaea.org/About/Policy/GC/GC48/Documents/gc48inf-4_ftn3.pdf 原子力の歴史 – アメリカ 1934 - エンリコ・フェルミによる原子核分裂の発見 1942 – フェルミの核連鎖反応、今日と同じシステムを発見 1945 – ニューメキシコで最初の核実験 50s-60s – 原発が安全で石炭と天然ガスに代わる方法であると認められ、 原発の数が増えてきた 1979 – 部分的な核の炉心融解がスリーマイルアイランドの原子力発電所で起こり、 社会的に原発の持つ潜在的危険性が広まり始めた 70s – カーター大統領は核兵器と原子力発電所を減らすことを宣言した;その後、 ３０年間ほとんど原子炉は作られなかった 現在 – 62ヶ所で原子力発電所は稼働しており、そのうち35ヶ所は２個以上の 原子炉を所有しているため、原子炉の総数は100以上に達する;さらなる 建造が予定されている http://connection.ebscohost.com/science/nuclear-power/history-nuclear-energy-production http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=207&t=3 http://energy.gov/ne/downloads/history-nuclear-energy http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-T-Z/USA--Nuclear-Power/ 原子力の歴史 – 日本 1954 - 二億三千万円の予算が原子力研究に充てられた 1955 – 原子力基本法が成立し、原子力技術の使用は平和を目的とした使用に限られた。 原子力の安全使用のための新たな組織が設立された 1966 - 日本は最初の原子炉をジェネラルエレクトリックから輸入した 1970s – 日本はアメリカ数社から原子炉設計図を購入し、原子力発電所を協力して建設 した;日本は独自で原子炉を設立できるようになった 1985 – 軽水炉の開発と安定化のための計画が改訂され、既存の原子炉の容量が拡大さ れた 1990s – 動力炉核燃料開発事業団はウラニウムの精製を試みたが成功せず、ウラニウム の再利用を行うことにした 2011 – 東日本大震災が引き金となり、福島第一原発被害が起こったため、日本の原子力 発電所はすべて５月までに閉鎖された 2013 – ７月に諸施設が再稼働に向け動き始めたが、それには６ヶ月にわたる長い調査期 間を必要とするため、現在政府の許可を待っている http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-G-N/Japan/ おもな原子力の事故 (INESレベル5 - 7) ウィンドスケール火災 10日10月1957年 カンバラーンド、 イギリス INESレベル5 スリーマイルアイランド 28日3月 1979年 ペンシルベニア州, アメリカ INESレベル 5 チェルノブイリ 26日4月1986年 ウクライナ INESレベル7 福島第一原子力発電所事故 11日3月2011年 福島県、 日本 INESレベル 7 深刻な事故 大事故 事故 事業所外へリスクを伴う事 故 事業所外への大きな リスクを伴わない事故 重大な異常事故 異常事故 異常事象 逸脱 尺度以下 INES Nuclear Accident Scale IAEA – International Atomic Energy Agency II.エネルギー生産と消費 各国の一人当たりのエネルギー消費 一人当たりの年消費量 100万のbtu 400以上 250-400 250-400 150-259 エネルギーの消費 – アメリカと日本 エネルギーはどのように生産されているのでしょうか？ http://en.wikipedia.org/wiki/Moss_Landing,_California http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%81%AB%E5%8A%9B %E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%89%80 日本 アメリカ 化石燃料 核燃料 水力発電 代替 エネルギー 化石燃料 核燃料 水力発電 代替 エネルギー 3.9兆kWhの消費、世界で２番 0.9兆kWhの消費,世界で5番 (CIA World Fact Book, 2010) 核エネルギーに対しての世界の見解 世界中で、３１カ国が動作可能な原子力発電所を所有している;その総数は４３０機以上であり、総容量は３７ 万ｋｗを超えている 建設途中の原子力発 電所が約７０機ある 世界中の１１％以上の 電力が核エネルギーを 通して供給されている ５６カ国が研究用の原 子炉を稼働させてい る;その総数は２４０ に上る １８０機以上の原子力 発電所が約１５０の船 、潜水艦に動力を供 給している http://nuclearinfo.net/Nuclearpower/CurrentReactors http://www.world-nuclear.org/info/Current-and-FutureGeneration/Nuclear-Power-in-the-World-Today/ 核エネルギーに対しての世界の見解 原子力発電2010年 原 子 力 発 電 依 存 率 ％ フランス 棒グラフの幅はエネルギー消費量を示す 日本 アメリカ http://www.world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/Nuclear-Power-in-the-World-Today/ 核エネルギーへの注目（生産と消費） 福島事故の前 世界の原 子力発電 世界の原 発数 ドイツでは古い原子炉が閉鎖された。同 国は２０２２年までに、徐々に原子炉を撤 世界の原 子力発電 廃していく方針である。スイスでもこれに 似た計画が受け入れられている。 福島事故の後 世界の原 発数 世界で最も多くの核エネルギーを生産しているフランス、そしてアメリカでは、更なる安全性を考 慮しつつ核エネルギーへの投資を続ける 核エネルギーは今だ発展途上国で人気を博している 日本と多くの発展途上国ではほとんどウランの埋蔵資源がない； 日本では2011年度8185tUのウラン需要が見込まれる；これらはオーストラリア（総量の３分の １を占めている）、カナダ、カザフスタンなどの国から輸入されると思われる ２０１２年、日本における二酸化炭素の排出量は３９％上昇した。原子力発電所の稼働は無かっ た 人々は経済成長と人口増加に伴い、より多くのエネルギーを消費するようになった。 エネルギー消費は、経済成長と人口増加に伴う http://edition.cnn.com/2014/03/12/business/nuclear-power-after-fukushima/ III. ネルギー発電の方法 バイオマス 地熱力エネルギー 太陽力エネルギー エネルギー種類 風力エネルギー 天然ガス 油 原発 水力電気 石炭 その他 http://ingienous.com/?page_id=5402 国際的なエネルギーの生産方法 世界のエネルギー生産、2008年 多くのエネルギーが、再生不可能な 資源から作られている 核エネルギーは世界の電力生産のう ち、約１０分の１を占めている 石炭 その他 天然ガス 油 原発 水力発 電 総量 http://www.world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/Nuclear-Power-in-the-World-Today/ 水力発電は世界的なエネルギー生産 の中で大きな割合を占めているが、 独自の問題を抱えている 太陽光発電、風力発電、その他のエ ネルギー生産方法はあまり用いられ てはいない 化石燃料と地球温暖化 国ごとの二酸化炭素排出量、2000年 二酸化炭素排出総量 仏トン百万 (1x10^18 J）一年当たり 世界のエネルギー消費 原子力 水力発電 天然ガス 油 石炭 バイオ燃料 http://www.financialsense.com/contributors/gail-tverberg/world-energy-consumption-since-1820-in-charts 核エネルギーへの見直し ウラン原子の分裂により生産されるエネルギーは、 石炭を燃焼して生み出すエネルギーのおおよそ１０ 万倍の量に値する 野球ボールと同じサイズのウランで潜水艦や空母に １００万ガロンのガソリンと同じだけの動力を供給す ることが可能である 燃料棒は約２年ごとに取り換えられ、使用された燃料 棒は冷却プールで保管される；その後、再処理工場 に輸送されて処理が行われるか、高レベル放射性廃 棄物処理場での長期保管が行われる “原子力発電所を稼働するには、ウランを超臨界状 態、または高温にする必要がある；しかし同時にこれ によってメルトダウンのリスクが高くなる http://bravenewclimate.com/2011/03/ http://connection.ebscohost.com/science/nuclear-power/history-nuclear-energy-production http://science.nationalgeographic.com/science/earth/inside-the-earth/nuclear-waste/#page=1 http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Nuclear-Wastes/Radioactive-Waste-Management/ connection.ebscohost.com/science/nuclear-power/history-nuclear-energy-production http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-Fuel-Cycle/Nuclear-Wastes/Radioactive-Waste-Management/ 核エネルギーへの見直し 放射性廃棄物は核燃料の消費と生産、 両方の過程において排出される 放射性廃棄物は新たな核燃料としての 利用が可能である。再処理することによ り、廃棄物の量を減らすことができる 廃棄物の放射能は、半減期の関係で、 何万年も残るものもある 世界中には何百もの放射性廃棄物処 理場がある；人の居住は不可能で、不 安定な環境である 福島第一原子力発電所事故を受け、菅 直人前首相は「原発に依存しない社会 を目指すべき」と、反核への思いを公に 表明した http://science.nationalgeographic.com/sc ience/earth/inside-the-earth/nuclearwaste/#page=1 代替エネルギー 太陽光発電 – 太陽光を電気に変えるために、ソーラーパネ ルを使用する；発電機に熱を集めるため、配列された鏡を使う 風力発電 – 風力エネルギーを得るために、風車を使用する 水力発電 – エネルギーを生産するために、水の重力流を使 用する；基本的に、大きなダムが必要である 地熱発電 – 発電に必要な蒸気を生み出すため、地面から の熱を使用をする 波力発電- 波の運動を利用して、発電を行う 研究質問 1. 日本人大学生とアメリカ人大学生は福島第一発電 所事故後、原子力発電を使い続けることについてどう思 うか？ 2. 原子力発電に反対している人は、どんな代替エネル ギーが望ましいと思っているか。 研究方法 研究の回答者 ・82人の回答者 ・41人の日本人大学生、大学院生、卒業生 ・41人のアメリカ人大学生、大学院生、卒業生 ・年齢18-30 Research Instruments: ・オンラインアンケート（日本語と英語） 調査対象者 ほとんどのアメリカ人はカリフォルニア出身である。（９３％） 日本人の大多数は東京都出身である。（２４％） – アメリカ人の78%および日本人の80%は大学に入る前、自分が住んで いる所から一番近い原子力発電所がどこにあるか知らなかった ほとんどの回答者は自分が住んでいる所から一番近い原子力発電所がどこ にあるか知らなかった 研究質問１ 日本人大学生とアメリカ人大学生は福島第一発電所事故 後、原子力発電を使い続けることについてどう思うか？ 地球温暖化 1.9) 地球温暖化は起こっていると思いますか。 アメリカ人 日本人 非常にそう思う 少しそう思う どちらともいえない あまりそう思わない 全くそう思わない ほとんどの回答者が地球温暖化が起こっていると答えた 核エネルギーの安全性 2.1) energy is safe 2.1) Nuclear 原子力は安全だ 70%以上の日本人が核エ ネルギーは安全では ないと答えた 全くそう思わない あまりそう思わない ゙ ちらともいえない 少しそう思う 非常にそう思う アメリカ人 日本人 しかし、アメリカ人につい ては半数以下が核エ ネルギーは安全では ないと答えた 核エネルギーの危険性 2.3) 福島第一原子力発電所の事故やそれ以前に起こった原子力事故の経験から、原 子力の使用は危険だ アメリカじん アメリカ人 日本人 日本人 非常にそう思う 少しそう思う どちらともいえない あまりそう思わない 全くそう思わない 3/4の日本人が核エネルギーは 危険だから止めるべきだと答えた アメリカ人の意見は様々だった 原子力発電所の建設 2.4) これからの子炉の建設には反対だ アメリカ人 日本人 非常にそう思う 少しそう思う どちらともいえない あまりそう思わない 全くそう思わない 68%の日本人が原子力発電所の建設に反対した 37%のアメリカ人が原子力発電所の建設に反対した 再利用不可能な核燃料 2.8) 核燃料は再生不能であるため、再生可能なもので代替すべきである ４・ 全くそう思わない あまりそう思わない どちらともいえない アメリカ人 日本人 少しそう思う 非常にそう思う ¾ 大半のアメリカ人と日本人は核燃料は再利用可能な代替エネルギーに変え るべきだと回答した 原子力発電所の近くに住むこと 2.9) 原子力発電所から何キロ以内であれば、 安心して生活できると思いますか。 10km以下 11km30km 31kmから50km 51kmから100km 100k m以上遠く 分からない ほとんどのアメリカ人は原子力発電所の近くに住みたくないと答えた 原子力発電所の近くに住むこと 2.9) 原子力発電所から何キロ以内であれば、 安心して生活できると思いますか。 10km以下 11km30km 31kmから50km 51kmから100km 100k m以上遠く 分からない 39%の日本人が原子力発電所の近くに住みたくないと答えた一方で,半数近く が分からないと答えた The Use of Nuclear Energy 核エネルギーの使用 2.10) 2.10)原子力を利用することを__ The use of nuclear energy should be ___ アメリカ人 増やすべき 半数以上のアメリカ人が核エネ ルギーの使用を減らすべきだと 減らすべき 答えた このまま アメリカ人 日本人 70%以上の日本じんが核エネ ルギーの使用を減らすべきだと 答えた 日本人 放射能被爆 3.1) 福島第一原子力発電所からの放射線に被爆し たと思いますか。 アメリカ人 日本人 全く被爆していない ほとんど被爆していない 少し被爆した 非常に被爆した 被爆しているかどうか分からない 約半数の日本人が低レベルの放射能に被爆していると思うと答えた 約1/4のアメリカ人が低レベルの放射能に被爆していると思うと答えた 食物への放射能汚染 3.3A) 自分自身、友人、又は親戚が放射能に食物が 汚染されている可能性を懸念し、買うものや購入場所を変えましたか。 American アメリカ人 「はい」 「いいえ」 半数近くの人が「は い」と答えた 日本人 Japanese 44% 政府による放射性物質の処理 3.8) 政府は放射性物質を的確に清掃している アメリカ人 日本人 非常にそう思う 少しそう思う どちらともいえない あまりそう思わない 全くそう思わない 「はい」と答えた人はほとんど誰もいなかった 研究質問１- 結果 日本人回答者の大多数が、核エネルギーは危険すぎるため、また多くのリスクを伴 うため、エネルギー生産方法として維持することは出来ないと答えたのに対し、アメ リカ人の意見は中間的であった 政府が原子力発電所を閉鎖するか否かという質問に対して、アメリカ人は中間的な 意見を持っていた；一方、日本人は原子力発電所を閉鎖してほしいと答えた 日本人の多くは、いくら核エネルギーは二酸化炭素の放出量が少なくても、核の所 持には多くの危険があると思っている 研究質問１ - 結果 ・日本人とアメリカ人の大多数は、核燃料は再生可能なエネルギー源と取り 替え るべきだ、と答えた ・日本人、アメリカ人のほぼ半数が、原子力発電所から１００キロ未満の距 離には 住みたくない、と回答した ・日本人の７１％が核エネルギーの使用を減らしてほしいと思っているのに対し、ア メリカ人はわずか５１％であった ・日本人回答者の大部分（６３％）が、政府が発表した放射線被爆量を信用 してい ない、と答えた；一方、アメリカ人は同じ質問で、わずか31%で あった 研究質問２ 2. 原子力発電に反対している人は、どんな代替エネルギ ーが望ましいと思っているか 政府のエネルギー政策予算 4.1) 政府は代替化石燃料の研究を優先的に行うべきだと思う。 アメリカ人 日本人 非常にそう思う 少しそう思う どちらともいえない あまりそう思わない 全くそう思わない 3/4以上の回答者がこの意見に賛成した 代替エネルギー 4.4) 太陽光発電や風力発電などの代替エネルギーは何年以内に実現可能だと思いま すか。 自分には関係ない 50年以内 25年以内 10年以内 可能な限り迅速に 行われるべき 3/4以上のアメリカ人が“可能な限り迅速に行われるべき”と答えた 半数以上の日本人が “可能な限り迅速に行われるべき”と答えた アメリカ人 日本人 代替エネルギー開発を阻むもの 4.7) 代替エネルギーの推進を進める勢力は現在のエネルギー 使用体系を維持したい勢力に活動を邪魔されている アメリカ人 日本人 非常にそう思う 少しそう思う どちらともいえない あまりそう思わない 全くそう思わない 3/4のアメリカ人がこの考えに賛成した 半数近くの日本人がこの考えに賛成した 好ましいエネルギー アメリカ人 日本人 石炭 石油 天然ガス 原子力 水力 地熱 風力 太陽光 多くの回答者が水力発電,地熱発電, 風力, および太陽光を支持 した 研究質問2 - 結果 研究背景は、太陽光発電、風力発電、地熱発電などの再生可能 エネルギーが代替可能エネルギーとして最も適していると述べた 。また、アンケート結果は、日本人・アメリカ人ともに代替可能エネ ルギーの実現を強く望んでいることを示した アンケート回答者は出来るだけ早く、代替可能エネルギーの実施 を目にしたい アメリカ人は、現在の大手エネルギー産業が自らの経営に悪影響 が及ばないように代替可能エネルギーの増加を妨げている、と日 本人よりも多く回答した 結論 核によるエネルギー生産には、常にリスクが伴う 地球温暖化を防止するために、私たちは代替エネルギーを利用して、二酸 化炭素の排出量を減らさなくてはならない 福島の原発事故の影響で、多くの日本人が核エネルギーに反対している 日本人、アメリカ人、どちらも大多数が政府の予算を代替エネルギー開発と 実現に使うべきだと答えた 家庭でも、代替エネルギー、特に風力、太陽発電は可能である 結論 経済成長は、人口増加とエネルギー消費量増加の悪循環を引き起こす 経済が成長し、人口が増え続けるためにはエネルギーが必要である しかし、エネルギーの生産には限界がある 経済、人口、それに伴うエネルギーの生産量が永遠に上昇し続けることは ない このプロジェクトを通して、現在連邦政府や地域国家が推奨している太陽光 発電を我が家にも取り入れる気になった 研究の限界点 研究の限界点は参加者が少ない 将来の研究の課題としてはドイツやフランスなど原発を持っ ているの国ではどのような考え買ったを持っているのかをもっ と知りたい 参考文献 Brumfiel, G. , & Fuyuno, I. (2012). Japan's Nuclear Crisis: Fukushima's Legacy of Fear. Nature, 483(7388), 138. Hong, S. , Bradshaw, C. , & Brook, B. (2013). Evaluating Options for the Future Energy Mix of Japan After the Fukushima Nuclear Crisis. Energy Policy, 56, 418-424. March Was Made of Yarn: Reflections on the Japanese Earthquake, Tsunami, and Nuclear Meltdown. (2012). New York: Vintage Books. Suzuki, T. (2011). Deconstructing The Zero-risk Mindset: The Lessons and Future Responsibilities for A PostFukushima Nuclear Japan. Bulletin of the Atomic Scientists, 67(5), 9-18. Thomas, S. (2012). What Will The Fukushima Disaster Change? Energy Policy, 45(1), 12-17. Hiscock, G. (2012). Earth Wars: The Battle for Global Resources. Singapore: John Wiley & Sons Singapore. メディアソース https://www.youtube.com/watch?v=LLCF7vPanrY A Time-Lapse Map of Every Nuclear Explosion Since 1945 - by Isao Hashimoto http://www.democracynow.org/shows/2014/3/11 Interview with Former Prime Minister Naoto Kan about Fukushima https://www.youtube.com/watch?v=8x98KFcMJeo David Suzuki on overpopulation https://www.youtube.com/watch?v=u5iFESMAU58 Dr. Alfred Barlett – Arithmetic, Population, and Energy 感謝の意 齋藤・アボット佳子教授 高橋周臣教授 おがき先生 寺島先生 日本人の留学生 神様