海南省の長江李族自治県には原子力発電所がある。この原子力発電所は電力を供給し続けることに加えて、副産物である真珠も生産しています。なぜ原子力発電所で真珠が生産されるのでしょうか？原子力発電所で生産される真珠には放射線が含まれますか?今日は原子力発電所で生産される真珠についてお話しましょう。
原子力白蝶貝真珠完成品、写真：Liu Xuan
Pinctada maxima - 「オーストラリアン ホワイト」真珠の生産者
もちろん、正確に言うと、真珠を生産しているのは原子力発電所ではなく、原子力発電所の周囲の海で養殖されているアコヤガイ（別名白蝶貝）です。
Pinctada maxima、画像出典: Wikipedia
この貝の名前を聞いたことがないかもしれませんが、そこから産出される真珠は真珠の世界の宝の 1 つであるオーストラリアン ホワイトです。なぜ「オーストラリアン ホワイト」と呼ばれるかというと、この種の真珠の主な産地がオーストラリアだったからです。
もちろん、フィリピンやインドネシアなどでも採れるため、「南洋真珠」とも呼ばれます。我が国にもPinctada maximaは分布しており、主に広東省最南端の雷州半島、海南、台湾などの比較的暖かい海域に集中しています。
インドネシア産「南洋真珠」 画像出典：Wikipedia
1960 年代初めに、Pinctada maxima 牡蠣が盛んに漁獲されました。現在、国家二級保護動物に指定されている。
これらの貝類は、水質と環境に関して非常に高い要求を持っています。大規模に養殖して高品質の真珠を生産するのは非常に困難です。だからこそ「オーストラリア産白蝶真珠」は貴重なのです。
しかし、私たちは皆真実を知っていますが、なぜ原子力発電所の周りでギンカダが栽培できるのでしょうか?これは実際には、原子力発電と Pinctada maxima の「相互成果」です。これを理解するには、まず原子力発電所の冷却水と温排水から始めなければなりません。
冷却水と温排水
現在の原子力発電所の発電原理は、原子炉の炉心で発生する熱を利用して水を沸騰させるというのが主流です。沸騰した水によって生成された水蒸気はタービンブレードを押して、運動エネルギーを電気エネルギーに変換します。
水蒸気はタービンを駆動するという役割を終えた後、直接排出されません。代わりに、冷却して液体の水に戻す必要があり、その後、このサイクルが繰り返されます。水蒸気を冷却して液体の水に戻すプロセスには、大量の冷却水が必要です。
沿岸型原子力発電所の場合、冷却水は当然周囲の海から汲み上げられます。冷却水は冷やして冷やすという役目を終えた後は海に戻す必要もあります。海に戻される水は周囲の海水よりも温度が高い場合が多いため、「温排水」とも呼ばれます。
こうした温水の環境への排出は、周辺海域の生態系に一定の影響を与える可能性があるため、原子力発電所の建設前には特別な評価が必要となります。
長江原子力発電所が設立されたとき、温水の放出が周囲の生態系に被害を及ぼさないことを保証するために、確かにそのような評価が行われた。しかし、長江原子力発電所はさらに一歩進んだ。温水の熱も再利用する、まさに「廃熱利用」です。
貝類生物によって生産される真珠の模式図。出典: 上海自然史博物館
原発とアコヤ貝は「両立」
先ほども述べたように、Pinctada maxima などの貝類は暖かい水を好みますが、原子力発電所からの暖かい排水は、原子力発電所の周囲の狭い地域の水温を暖かいレベルに保つことができます。
これは、Pinctada maxima の大規模栽培のための条件を提供します。
同時に、原子力発電所の建設地を選ぶ際には、水文条件が比較的安定した人口密度の低い地域も選ぶだろう。ここの海水の質は一般的に非常に良好であり、これも Pinctada maxima の成長に必要な条件の 1 つです。
さらに、原子力発電所とアコヤ貝を「相互に成功」させるもう一つの重要な要素がある。
原子力発電所周辺海域では、温排水による水温の上昇により植物プランクトンが増殖する可能性があるため、植物プランクトンが繁殖しすぎると、赤潮（簡単に言うと藻類氾濫）などの海洋災害を引き起こす可能性があります。
一部の藻類の発生により、原子力発電所の冷却水入口が詰まり、原子力発電所の安全性が危険にさらされる可能性があります。原子力発電所の技術者はもともと、そのような災害の発生を減らす方法を見つけたいと考えていました。
Pinctada maxima のような濾過摂食性の貝類にとって、重要な食料源の 1 つは植物プランクトンです。したがって、原子力発電所の周囲でオオバコを栽培することにより、植物プランクトンの大量発生の問題をある程度軽減することができます。
真珠貝がお腹を満たすと、健全に成長して真珠を生み出すことができます。人類は原子力発電所周辺海域における潜在的な赤潮危機を排除したため、Pinctada maxima と原子力発電所は「相互の成果」であると言われています。
Pinctada maxima によって生産される真珠は放射性物質ですか?
次の疑問は、原発周辺の海で養殖された真珠は放射能に汚染されるのかということだ。実際、原子力発電所から出る温水は放射能汚染を引き起こしません。
一方で、原子力発電所からの温水は原子炉の炉心に直接接触せず、二次接触としてもカウントされません。
長江原子力発電所の原子炉形式は加圧水型原子炉です。コアと加熱された水の間には直接接触がなく、冷却水は加熱された水蒸気を冷却するために使用されます。
冷却中、冷却水と水蒸気は直接接触しないため、「放射線源」からは非常に遠く離れています。この種類の水は、以前に物議を醸した核廃水とは全く異なります。
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冷却水は赤枠の部分にのみ存在しており、炉心とは直接接触しません。画像出典：ウィキペディア
一方で、冷却水も異常が起こらないように海洋放出前に放射能検査が必要で、基準を満たした場合にのみ放出できる。したがって、Pinctada maxima が生産する真珠の放射能について心配する必要はありません。
また、アコヤ貝自体はとても「デリケート」な貝殻です。このような繊細な貝殻がここで育ち、高品質の真珠が産出されるという事実は、この海域が良質であることの何よりの証拠です。
長江原子力発電所と巨大真珠貝の養殖は産業協力のモデルと言える。かつて原子力発電所にとって頭痛の種だった温水は、現在では「廃熱」を利用して巨大なアコヤガイの成長を促進することができる。
その代わりに、巨大なアコヤガイは大量の再生植物プランクトンを食べて赤潮の危険を排除し、同時に貴重な真珠を繁殖させます。 「一石三鳥」と言えるでしょう。
参考文献
[1] 海南長江原子力発電所3号機および4号機環境影響報告書（運転段階） https://www.mee.gov.cn/ywdt/gsgg/gongshi/wqgs_1/202411/W020241125352282968236.pdf
[2] 広州海洋大学「ピンカダ・マキシマ」 https://bwg.gdou.edu.cn/info/1021/1024.htm
[3] 南の週末「海の南、核の潮流: 真珠を生産できる原子力発電所はどのようなものですか?」 》https://www.infzm.com/contents/280201?source=131
企画・制作
この記事は、科学普及中国・創造育成プログラムの支援を受けた作品です。
中国科学技術協会科学普及部が制作
プロデューサー丨中国科学技術出版有限公司、北京中科銀河文化媒体有限公司
著者丨科学のスクラップ、ポピュラーサイエンスクリエイター
監査丨Dai Li、中国原子力工業総公司、冷熱源安全担当上級エンジニア
企画丨チャン・リンリン
編集者丨チャン・イーヌオ