６．５％濃度の水素の爆発危険性評価方法に関する一考察

2011年10月12日20時19分に、東京新聞から下記趣旨の記事がネット配信されていた。

東京電力は１２日、福島第１原発２号機の格納容器内のガスを引き出して浄化するシステムを接続するため、格納容器につながる配管内の水素濃度を測定したところ、６・５％だったと発表した。
東電は「火気を使用する予定はなく、爆発の恐れはない」としている。

同様のシステム接続を計画中の１号機の配管では、６０％を超える高濃度の水素が検出されたため、窒素を注入した上で配管を切断した。

２号機では配管の切断は不要のため窒素は注入せず、システムを接続して処理する。　

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ちなみに、１号機の状況については、2011年10月9日20時50分に毎日新聞から下記趣旨の記事がネット配信されていた。

１号機の原子炉格納容器につながる配管から高濃度の水素が検出されている問題で、東電は９日、水素爆発の懸念はなくなったと発表した。
窒素の注入作業を続けたことで、水素濃度が爆発の可能性がある４％を継続的に下回ったため。

これを受け、東電は配管の切断作業を実施。
今後、格納容器内の放射性物質をフィルターで除去する「格納容器ガス管理システム」の設置工事を本格化させる。

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（ブログ者コメント）

水素の爆発範囲は４～７５％。
よって爆発防止のため、１号機は爆発下限濃度の４％を下回るまで窒素パージし、その後、火気工事した。
しかし、２号機は爆発下限濃度以上の６．５％なのに爆発の恐れはないと評価している。
なぜか？火気工事がないからだという説明だけでは説得力に欠ける。

東電評価内容の詳細は不明だが、ブログ者であれば、６．５％水素の爆発危険性を以下のようなシナリオで評価する。

□水素の最小着火エネルギーは０．０１６ｍｊと非常に小さい。静電気放電の中の最も微弱なコロナ放電でさえ着火源となり得るほどだ。

□しかし、この最小着火エネルギーなるもの、ガスの濃度によって大きく変わる。 水素の０．０１６ｍｊなど文献に記載された値は、最も着火しやすい濃度で測定したものだ。
そして、最小着火エネルギーは、その値を最下点として、ガス濃度が低くなる、あるいは高くなるにつれ、二次曲線的に上昇する。

□水素の場合、濃度６．５％は爆発下限濃度に近く、その濃度の水素を着火させようとすれば、かなり多大のエネルギーが必要になる。

□ここで、２号機のガスを「格納容器ガス管理システム」に通す場合の着火源について考えると、溶断などの火気を除けば、静電気しか考えられない。

□そこで静電気放電の様々なパターンについて検討し、水素濃度６．５％のガスを爆発させるだけの着火エネルギーを持つ静電気放電が、この「格納容器ガス管理システム」内で発生し得るものかどうか、その可能性を検討する。

2011/10/15 (Sat) 【火災爆発】　基礎知識 Trackback() Comment(0)