水素爆発

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水素爆発

  1. 気体の水素(水素分子 H2)によるガス爆発水素#水素分子およびガス爆発を参照。
  2. 水素原子の核融合反応によるエネルギー放出の急激なもの。水素爆弾における反応。原子核融合を参照。

チェルノブイリ原子力発電所事故福島第一原子力発電所事故など、核分裂反応を利用する原子力発電所の事故(冷却機能の喪失)により起きる爆発は上記1である[1]燃料被覆管ジルカロイが高温の水蒸気と反応して水素が発生し、次いで水素が酸素と反応して爆発する。

原子力事故におけるこのような爆発はしばしば2の核爆発と混同されるが、全く別の現象である[2][3]

この反応は900℃で顕著になるが、それ以下でも水が急速に沸騰することで水蒸気爆発が起こる。

これらのほか、廃棄物系バイオマス施設(バイオガス生成設備)において嫌気性生物の産生するガス中に含まれる非意図的な水素(H2) が[4][5]大気中の酸素とが急速に反応し爆発を生じた事例が報告されている[5]

従来水素は4%以上であると爆発するとされていたが、慶應義塾大学等は水素ガスは10%以下であれば爆発することはないことを明らかとした[6]。同論文では、水素ガスは生体内において抗酸化作用を示すことから[7]、水素ガス吸入機が市場に出ているが、これらの多くは66%~99%以上の水素を生成しているため爆発の危険性があると警鐘を鳴らしている。水素ガス吸入機の希釈方法としては、水素の発生源に希釈ガスを送風する方法と、水素を発生させた後に途中で希釈する方法がある。前者の方法は、水素ガス吸入機の内部においても爆発濃度の水素がないため爆発の安全性が担保されているけれども、後者の方法は、水素ガス吸入機の内部で爆発する危険性が依然として残る。

脚注[編集]

  1. ^ Nuclear Fuel Behaviour in Loss-of-coolant Accident (LOCA) Conditions. Nuclear Energy Agency, OECD. (2009). ISBN 978-92-64-99091-3  PDF
  2. ^ 今中哲二「水素爆発か核爆発か?--チェルノブイリ原発4号炉爆発の正体」『技術と人間』第31巻第6号、2002年、 78-91頁、 NAID 40005419420 今中はチェルノブイリ原発事故で起きた爆発を即発臨界で大量のエネルギーが放出されたことによる爆発であると解釈し、その現象を「一種の『核爆発』」と表現したが、それも核兵器による核爆発とは異なるものである。
  3. ^ 福島第一原子力発電所の事故についての Q and A - 北海道大学大学院工学研究院
  4. ^ 水野修, 大原健史, 野池達也、「嫌気性細菌による食品加工廃棄物からの水素生成」『土木学会論文集』 1997年 1997巻 573号 p.111-117, doi:10.2208/jscej.1997.573_111, 土木学会
  5. ^ a b 堆洋平, 李玉友、「廃棄物系バイオマスからの非意図的水素生成ポテンシャルとその安全管理」 『廃棄物学会論文誌』 2007年 18巻 5号 p.335-343, doi:10.3985/jswme.18.335, 廃棄物資源循環学会
  6. ^ Kurokawa, Ryosuke; Hirano, Shin-Ichi; Ichikawa, Yusuke; Matsuo, Goh; Takefuji, Yoshiyasu (2019-07). “Preventing explosions of hydrogen gas inhalers”. Medical Gas Research 9 (3): 160–162. doi:10.4103/2045-9912.266996. ISSN 2045-9912. PMC: 6779006. PMID 31552881. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31552881/. 
  7. ^ Hirano, Shin-Ichi; Ichikawa, Yusuke; Kurokawa, Ryosuke; Takefuji, Yoshiyasu; Satoh, Fumitake (2020-01). “A "philosophical molecule," hydrogen may overcome senescence and intractable diseases”. Medical Gas Research 10 (1): 47–49. doi:10.4103/2045-9912.279983. ISSN 2045-9912. PMID 32189669. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32189669/. 

関連項目[編集]