1986年4月にウクライナのチェルノブイリ原子力発電所で原発事故が発生してから8か月後、損傷した4号機の下の廊下に入った労働者は、炉心から黒い溶岩が流れてきたという驚くべき現象を発見しました。一種の人工火山。硬化した塊の1つは特に驚くべきものであり、乗組員はそれが巨大な哺乳類の足に似ていたため、象の足と呼ばれました。
カイルヒルが科学雑誌ノーチラスのこの2013年の記事で詳述したように、センサーは、溶岩の形成が非常に放射性が高いため、人が致死量の曝露を受けるのに5分かかると労働者に伝えました。
10年後、チェルノブイリの何百枚もの写真を収集した米国エネルギー省の国際原子力安全プロジェクトは、2.2トン（2メートルトン）と推定される象の足のいくつかの画像を取得しました。
それ以来、溶岩のような燃料含有材料（LFCM）として知られているゾウの足は、不気味な魅力の対象であり続けています。しかし、実際にはそれは何ですか？
チェルノブイリの象の足は何ですか？
ゾウの足は非常に放射性が高かったため、当時の科学者たちは車輪付きのカメラを使って写真を撮りました。数人の研究者は、分析のためにサンプルを採取するのに十分に近づきました。彼らが見つけたのは、象の足は核燃料の残骸ではなかったということでした。
代わりに、核の専門家は、ゾウの足は真皮と呼ばれる希少物質で構成されていると説明しています。これは、核燃料と炉心構造の一部が過熱して溶融し、混合物を形成する原子力事故で生成されます。真皮は歴史上5回しか自然に形成されていません。1979年にペンシルベニア州で発生したスリーマイル島事故で1回、チェルノブイリで1回、2011年に日本の福島第一原発事故で3回発生しました。
「炉心溶融を終わらせることができない場合、最終的に溶融塊は原子炉容器の底に下向きに流れ、（追加の溶融材料の寄与により）溶けて、格納容器の床に落下します」と、ディレクターのエドウィン・ライマンは述べています。憂慮する科学者同盟のための原子力安全の問題は、電子メールで説明されています。
「その後、高温の溶融塊が格納容器のコンクリート床（存在する場合）と反応し、溶融物の組成が再び変化します」とライマン氏は続けます。「原子炉の種類によっては、溶融物が格納壁を介して拡散して溶融するか、床を介して溶融し続け、最終的に地下水に浸透する可能性があります（これは福島で起こったことです）。溶融物が十分に冷えると、固まって固くなります。 、岩のような鉱物。」
アルゴンヌ国立研究所のベテラン原子力技術者兼プログラムマネージャーであるミッチェルT.ファーマーは、電子メールで、真皮は「溶岩によく似ています。溶岩は、冷えると非常に粘性が高く、粘着性のある溶融ガラスのように流れます。チェルノブイリで象の足で起こったことです。」
コリウムとは何ですか？
チェルノブイリの象の足を構成するもののような特定の真皮の流れの正確な組成はさまざまです。チームが研究で炉心溶融事故をシミュレートしたファーマーは、象の足の茶色がかった色合いは、溶融物が腐食して、基本的にガラスである高度のシリカ（SiO2）を含むコンクリートになっていると言います。シリカを多く含むのは珪質と呼ばれ、それがチェルノブイリ植物の建設に使用されるコンクリートの種類です。」
最初に炉心溶融物が溶けた後、真皮は通常炉心が作られる材料で構成されるので、それは理にかなっています。その一部は酸化ウラン燃料でもあります。他の成分には、燃料のコーティング（通常はジルカロイと呼ばれるジルコニウムの合金）や構造材料が含まれ、ほとんどが鉄で構成されたステンレス鋼であるとファーマー氏は説明します。
「真皮を冷却するために水がいつ再供給されるかに応じて、真皮の組成は時間とともに進化する可能性があります」とファーマー氏は言います。「蒸気が沸騰すると、蒸気は真皮中の金属（ジルコニウムと鋼）と反応して水素ガスを生成します。これは、福島第一での原子炉事故で見られた影響です。真皮中の酸化された金属は酸化物に変換されます。組成を変化させます。」
真皮が冷却されていない場合、真皮は原子炉容器を通って下に移動し、途中でより多くの構造用鋼を溶かし、その組成にさらに多くの変化を引き起こします、とファーマーは言います。 「まだ十分に冷却されていない場合、真皮は最終的に鋼製原子炉容器を通って溶け、格納容器のコンクリートの床に落下する可能性があります」と彼は説明します。 「これは福島第一の3基すべての原子炉で起こった。」真皮と接触したコンクリートは、やがて熱くなり、溶け始めます。
コンクリートが溶けると、コンクリートの酸化物（通常は「スラグ」として知られています）が溶けたものに導入され、組成がさらに進化します、とファーマーは説明します。溶融コンクリートはまた、蒸気と二酸化炭素を放出します。これらは溶融物中の金属と反応し続けて水素（および一酸化炭素）を生成し、真皮の組成にさらに多くの変化を引き起こします。
ゾウの足はどれほど危険ですか？
ゾウの足を作成した結果の混乱は非常に危険です。一般的に、ライマン氏によると、真皮は、取り扱い、梱包、保管がより困難な潜在的に不安定な状態にあるため、損傷を受けていない使用済み燃料よりもはるかに危険です。
「真皮が高放射性核分裂生成物、プルトニウム、および放射性になったコア物質を保持する限り、真皮は高線量率を持ち、今後数十年または数世紀にわたって非常に危険なままです」とライマンは説明します。
ゾウの足のような非常に硬い固化した真皮は、損傷した原子炉から取り除くために分解する必要があります。「[それは]放射性粉塵を発生させ、労働者とおそらく環境への危険を増大させるでしょう」とライマンは言います。
しかし、さらに心配なのは、核廃棄物処分場に保管されている場合のように、科学者が真皮が長期的にどのように振る舞うかを知らないことです。彼らが知っているのは、ゾウの足の真皮は以前ほど活発ではなく、それ自体が冷えていること、そして冷え続けることです。しかし、それはまだ溶けており、高放射性のままです。
2016年、原子力発電所からの放射線漏れを防ぐために、新安全閉じ込め構造物（NSC）がチェルノブイリ上空を滑走しました。チェルノブイリの原子炉4号機の崩壊するコンクリート石棺を支えるために、封じ込めシールド内に別の鉄骨構造が構築されました。 2.2。305/2号室は4号炉心の真下にあり、2016年以降、中性子放出の増加の兆候を示しています。致命的な放射線レベルのため、人間は完全にアクセスできません。
真皮の研究
誰も別の象の足を見たくありません。ファーマーは、原子力事故の研究と真皮の使用に携わって、プラントオペレーターが事故を終わらせる方法、つまり、注入する水量と注入場所、および水が真皮を冷却して安定させる速度を開発することに尽力してきました。 。
「実際の材料で「真皮」を生成する大規模な実験を行いますが、崩壊加熱自体ではなく、電気加熱を使用して崩壊熱をシミュレートします」とファーマー氏は説明し、シミュレーションによって実験が容易になると説明します。
「私たちは、さまざまな真皮組成の真皮の急冷および冷却における水添加の効率の研究にほとんどの作業を集中させてきました。したがって、私たちは事故の軽減に関する研究を行っています。そのもう一方の端は事故防止であり、これが主な焦点です。核産業のための領域。」
今それは怖いです
アルゴンヌ国立研究所の研究者がこのビデオを作成しました。このビデオは、華氏3,600度（摂氏2,000度）での酸化ウランの溶融プールを示しています。彼らの実験は、そのような溶岩流が原子炉格納容器のコンクリートの床をどのように侵食するかをシミュレートしました。
