【激震の核技術か】奈良林直氏が主張する「放射性廃棄物無害化」の衝撃と、私たちが知るべきこと

近年、原子力発電の持続可能性を考える上で最大の課題とされる高レベル放射性廃棄物（「核のゴミ」）の処分について、画期的な主張が飛び込んできました。東京科学大学の奈良林直特定教授が、特殊な素粒子であるミュオンを利用した放射性廃棄物無害化技術の実験に成功したと発表したのです。

この「核技術界に激震!!! 原発の未来に光！」をもたらすとされる技術は、現在の日本の原子力政策、特に難航している地層処分の議論にどのような影響を与えるのでしょうか。

本記事では、添付ソースの議論構成に基づき、奈良林氏の主張の要点、既存技術との関係、そして専門家による評価を整理します。

奈良林直教授出演の動画紹介

この動画のサマリです。動画もしっかり見てくださいね。

• 東京科学大学の奈良林直特定教授は、フランスの国際会議で、特殊な素粒子ミュオンを利用した放射性廃棄物無害化技術の実験結果を発表しました。
• この技術は、原子力発電の欠点である高レベル放射性廃棄物の長期隔離問題と、福島第一原発のデブリ処理の課題を同時に解決できるとされています。
• ミュオンは原子核に取り込まれ（励起状態）、核分裂を誘発する特性を持ち、その減速には酸化鉛が利用されます。
• 強烈な放射能を持つ物質3つを反応させた結果、最終的にマグネシウムと鉛といった無害な物質になるという実験結果が主張されています。
• デブリを粉末化してミュオン反応させるシナリオは確立されつつあり、技術的ノウハウの流出を防ぐため、日米で特許申請が進められています。

放射性廃棄物無害化とは？定義・背景・なぜ話題に？

まずは、放射性廃棄物無害化について。

「無害化」という言葉の科学的意味と曖昧さ

放射性廃棄物は、健康にとって有害な影響を与える潜在的危険性を持つ放射性物質を含んでいます。この潜在的危険性とは、ある物質や状況が本来的に備えている、将来的に危険や害を引き起こす可能性を指します。放射性物質の放射能は時間と共に減衰しますが、高レベル放射性廃棄物の潜在的危険性は、数千年、数万年、それ以降も残り続けることが課題となっています。

日本が基本方針としている地層処分は、この潜在的危険性が持続する期間（過去の人類や文明の歴史から見て、社会の制度が続くと考えられる期間をはるかに超える）にわたり、人または社会による管理に依存し続けることを避けるための、技術的かつ倫理的に現時点で最も有望な方策とされています。

奈良林氏が主張する「無害化」とは、この長期にわたる放射能の残留、すなわち潜在的危険性を取り除くことを指していると解釈されますが、この言葉の科学的な定義や適用範囲については、議論の余地があります。

なぜ今、無害化という言葉が注目されているのか

高レベル放射性廃棄物の処分は、原子力政策に対する不信感が広がり、日本国内での合意形成が難航している最も大きな社会的課題の一つです。日本では、地震が多く適切な地層を見つけることが技術的にも難しいという課題も抱えています。

こうした背景の中、奈良林氏が2023年9月19日にフランスで開催された国際会議で、ミュオンを利用した画期的な実験の成功を発表したことで、「無害化」という言葉が一躍注目を集めることとなりました。

高レベル放射性廃棄物と「デブリ」の違いとは

高レベル放射性廃棄物は、使用済み核燃料を再処理する過程で発生する高濃度の廃液を、高熱で溶かしたガラスに混ぜて固めたガラス固化体を指します。ガラス固化体には、極めて高い放射能を持つ長寿命の放射性核種が含まれます。日本では、これを地下数百メートルに埋設し、放射能が自然のウラン鉱石程度に下がるまでの数千年から数万年間隔離することを目指しています。

一方、「デブリ」については、添付ソース中で明確な定義の記述はありません。しかし、奈良林氏の議論の中では、福島第一原発の溶融炉心燃料（デブリ）に関するデータや取り扱いに関する言及があることから、事故炉の燃料残渣を指していると推測されます。高レベル放射性廃棄物とは、その組成や発生源が異なりますが、いずれも放射能を持ち、長期的な管理が必要な物質です。

奈良林直氏の無害化に関する主張の要点

次は、奈良林直教授が主張する無害化について。

ミュオン利用による無害化技術の可能性とは

奈良林氏の主張する技術は、ミュオンという特殊な素粒子を利用するものです。ミュオンは、宇宙から飛来する高エネルギーのプロトンなどが衝突して生成されるパイオンが速やかに変化してできる素粒子です。

ミュオンには、重たい物質（ウランなど）と高い確率で反応する特性がありますが、100%反応するわけではありません。この特性を利用して、福島第一原発の燃料プールや炉心のウランがどこにあるかを、レントゲン写真のように撮影・特定することも可能とされます。

この技術の核となるのは、ミュオンのスピードを落とすために酸化鉛を使う点です。これによりミュオンが原子に取り込まれ、励起状態に入り、最終的には「コールドフュージョン（原子ではない）」と呼ばれる現象を通じて核分裂が起こる、と説明されています。

奈良林氏は、この簡単な装置で、強烈な放射能を出している物質3つを反応させると、最終的にマグネシウムと鉛になるという実験結果を主張しています。

ただし、この実験結果の詳細なデータや再現性については、現時点で公表されてないため、確認できません。

また、ミュオンが加熱すると増殖するという論文に基づき、ミュオンで加熱してやることで、核分裂が起きると説明しています。

しかし、ミュオンが加熱すると増殖するという論文は確認できず、ミュオンを利用した核分裂のメカニズムについては、現時点で科学的に確立された理論かどうかは不明です。

中性子照射・核変換など他の手法との関連

放射性廃棄物の有害度や量を減らす技術としては、奈良林氏の技術以外にも、核変換技術（消滅処理）が古くから研究されています。核変換とは、原子核の陽子数や中性子の数を変えることで、長寿命核種を短寿命核種や安定な核種に変える技術です。

この核変換技術の主要なシステムの一つに、ADS（加速器駆動核変換システム）があります。ADSは、加速器からの核破砕中性子を用いて未臨界炉心を駆動するシステムです。これにより、臨界炉では取り扱いが困難な多量のマイナーアクチノイドを効率よく核変換することが可能です。

日本国内での群分離・核変換技術の研究開発は、現在、概念開発段階から原理実証段階へ移行することが可能な状況にありますが、工学規模の次のステージへ進むには、さらなる技術的課題の解決が必要とされています。

無害化がもたらすとされる未来像と利点

奈良林氏のミュオン利用技術が実用化されれば、最終的に放射性物質がマグネシウムと鉛といった無害な物質になるという究極的な無害化が実現し、長年にわたる核のゴミ問題が解決へと向かう大きな希望がもたらされます。

また、この技術の応用により、重い原子の位置を特定できるため、福島原発事故炉のウラン燃料の位置把握にも役立つとされています。

β崩壊って何？

動画のなかに「β崩壊」という言葉が１回出てきましたが、ちょっと気になったので調べてみました。

核廃棄物無害化プロセスにおけるβ（ベータ）崩壊とは、放射性同位体が中性子や陽子の数を変えてより安定した原子核へと変化する過程の一つであり、放射能を減衰させて“無害化”へ近づける上で極めて重要な自然過程です。以下で、核廃棄物処理の文脈におけるβ崩壊をわかりやすく整理します。

■ β崩壊とは何か

β崩壊は、原子核内の中性子が陽子に変化する（β⁻崩壊）、または陽子が中性子に変化する（β⁺崩壊）現象です。

• β⁻崩壊：中性子 → 陽子 + 電子（β粒子） + 反ニュートリノ
• β⁺崩壊：陽子 → 中性子 + 陽電子（β⁺粒子） + ニュートリノ

このとき放出されるβ粒子は高速電子（または陽電子）で、物質中を通過する際に電離作用を起こしますが、紙1枚でも遮蔽できるほど透過力は弱いです。

■ 核廃棄物処理におけるβ崩壊の役割

核廃棄物には、多数の放射性同位体（核種）が含まれており、それぞれが異なる崩壊モード（α崩壊、β崩壊、γ崩壊など）で時間とともに変化していきます。

特にβ崩壊は以下の点で重要です。

1. 放射能の減衰（半減期の短縮）
   • β崩壊を経ることで核種は次第に安定核（放射能を持たない核）へと変わります。
   • 例：ストロンチウム-90 → イットリウム-90 → ジルコニウム-90（安定核）
2. 核変換（トランスマutation）への前段階
   • 加速器や中性子照射による人工的な核変換では、β崩壊を促進または制御する形で短寿命核種への変換が行われます。
   • これにより、数万年〜数十万年レベルの寿命をもつ放射性核種を、数年〜数十年レベルで安定化できる可能性があります。
3. 熱エネルギー放出
   • β崩壊では電子とニュートリノの運動エネルギーが放出されるため、核廃棄物処理施設では熱管理（冷却システム）が不可欠です。

■ 実際の「無害化プロセス」におけるβ崩壊の位置づけ

現在研究・実用化が進む核廃棄物無害化技術（たとえば奈良林直教授らの提唱するミュオン触媒変換など）では、β崩壊は以下のような流れの一部に組み込まれます。

1. 高放射性核種のターゲット化
   • セシウム-137やストロンチウム-90などを選定。
2. ミュオン照射／中性子捕獲などで原子核を励起
   • 不安定な中間核を生成。
3. 短寿命核への変換
   • β崩壊を繰り返し、より安定な元素（安定同位体）に到達。
4. 最終的な放射線量の大幅減少
   • γ線やβ線の放出が止まり、「無害化」状態に近づく。

β崩壊まとめ

観点	内容
崩壊の種類	中性子が陽子に変わる（β⁻）／陽子が中性子に変わる（β⁺）
放出粒子	電子（または陽電子）＋ニュートリノ
目的	放射性核種をより安定した核へ変換
核廃棄物処理での意義	放射能減衰・核変換促進・最終無害化への中核過程

科学界・専門家はどう評価しているか？

実現性への懐疑：現行技術とのギャップ

奈良林氏のミュオン利用技術は、既存の核変換技術とは一線を画す新しいアイデアです。しかし、専門家の間では、この技術が本当に実現可能であるかについて、科学的・技術的妥当性の検証が不足しているという指摘があります。

原子力資料情報室の専門家は、奈良林氏の主張は既存技術の延長線上にある研究とは異なり、その妥当性や将来の政策への影響について、公の場で議論を行うべきだと述べています。

また、現在の核変換研究の主流であるADS技術でさえ、まだ工学規模での実現には至っておらず、概念開発段階から原理実証段階への移行が可能になった段階です。

技術的・倫理的な課題点の指摘

放射性廃棄物の処分は、技術的な課題だけでなく、倫理的な課題も抱えています。

• 倫理的課題:
  • 有害な物質と知りながら半永久的に廃棄することは、「無責任であり、悪意」であるという指摘があり、将来世代への責任という倫理的理念に基づき、可能な限りの削減が求められています。
• 技術的限界:
  • 核変換技術（ADSなど）が実現したとしても、すべての問題となる放射性物質を核変換できるわけではないため、核変換後に残る長寿命高レベル放射性廃棄物を管理する必要性は依然として残ります。

「研究としての意義」と「政策への影響」の分離

新しい技術がもたらす希望と、現在の核廃棄物処理の政策を混同しないことが重要です。専門家は、新しい技術が提示された場合でも、現在の地層処分計画に影響を与えるかを評価するためには、その技術がいつ、どのような規模で実用化されるかを明確にする必要があると指摘しています。

群分離・核変換技術は、将来の政策的な柔軟性を広げる技術オプションとして期待されています。しかし、その研究としての意義と、現在の地層処分推進政策への影響は、分けて議論されるべきです。

「できる」「できない」論争の本質とは？

放射性廃棄物無害化は、できる？できない？

メディア・SNSでの議論構造と誤解の要因

「無害化」という言葉は、社会の関心が高く、メディアやSNSを通じて広がる際に、文脈の欠落や誤解を招く可能性があります。

特に原子力分野では、「安全」や「リスク」といった言葉の定義が、専門家間ですら異なることがあり、さらに一般の人々にとっては五感で感知できない危険性を扱うため、理解が容易ではありません。安全評価の結果だけを見て「安全だと判断されている」と誤解されるように、「無害化」という言葉も、その技術的な不確実性を無視して、希望的な観測だけが先行する可能性があります。

技術的希望と社会的現実のズレをどう捉えるか

高レベル放射性廃棄物の処分には、技術面と社会面の両方でのバランスが重要です。

日本は地質的な不安定さから地層処分が難しいとされる一方で、適切な地層を選定する技術的な取り組みが進められており、社会的合意の形成が課題となっています。そこにミュオン技術のような技術的な希望が提示されると、現在の政策（地層処分）からの撤退を望む声も高まります。

しかし、将来世代への責任という倫理観を維持しつつ、現状の課題に対応するには、性急な結論を求めず、電力需要の分析や代替発電の研究、そして廃棄物の処理方法について、さまざまな分野からの議論をまとめ、ゆっくりと対策を進めることが重要であるという意見もあります。

今、私たちが理解しておくべきことは何？

少し難しい問題ですが、今、私たちが理解しておくべきことを考えてみました。

情報を見極めるための3つのチェックポイント

核廃棄物処理に関する新しい情報に接する際には、以下の3点を確認することが、健全な理解につながります。

1. 科学的妥当性の検証:
   • その技術が概念開発、原理実証、工学規模のどの段階にあるのか、そして科学的な検証や専門家による評価（セーフティケース）が十分になされているか。
2. 政策との時間軸:
   • その技術がいつ、どのような規模で実用化される見通しなのか。数万年先の安全を語る予測は、現在の知識に基づくシミュレーションであり、将来の行動を言い当てようとするものではない。
3. 言葉の定義と文脈:
   • 「無害化」「安全」「リスク」といった言葉が、その背後にある地層処分の特有の文脈や時間的・空間的な側面を考慮して使われているか。

技術・政策・感情を分けて考える思考法

高レベル放射性廃棄物の処分は、単なる技術問題ではありません。私たちは、技術的な事実（ADSやミュオン技術の現状）と、政策的な課題（地層処分の推進や合意形成）、そして将来世代への倫理的な感情（無責任・悪意の回避）を分けて考える必要があります。

技術の進展は期待しつつも、現在の日本が直面している「社会の理解や指示を受けられるような取り組み」（社会的受容性の向上）という現実的な課題にも目を向け、情報誌の作成や討論会といった取り組みの実施を促進する必要があります。

今後に向けた注視ポイントと技術の可能性

ADSのような既存の核変換技術は、原理実証段階へと進みつつあり、ベルギーのMYRRHA計画への参画など、国際協力の活性化が求められています。

また、新しい技術オプションは、将来の原子力政策や技術の不確かさに対して、選択肢の広がりと柔軟性を保証する最大限の努力であるとされています。奈良林氏の主張するミュオン利用技術の今後の科学的な検証と進展が、核廃棄物処理における将来の技術的な選択肢を広げる可能性があります。

奈良林直氏の放射性廃棄物無害化発言についてのFAQ

奈良林直氏の放射性廃棄物無害化発言についてのFAQをまとめました。

1. Q1: 奈良林直氏の現在の所属と役職は？
   • A1: 東京科学大学の特定教授です。
2. Q2: 奈良林氏がミュオン利用技術を国際会議で発表したのはいつ、どこでですか？
   • A2: 2023年9月19日にフランスのアンティーブで発表されました。
3. Q3: ミュオン技術を開発するきっかけは何でしたか？
   • A3: 3年前にアメリカ側から、ワシントン大学やオークリナショナルラボラトリーなどが解明できていない、ある現象の解明を依頼されたことがきっかけです。
4. Q4: ミュオンの特性を利用した他の技術的応用例はありますか？
   • A4: ミュオンを使ったレントゲン技術（ミュオグラフィー）は、重たい物質（ウランなど）の位置特定に利用されており、ピラミッド内部の構造解析や火山のマグマの位置特定などに応用されています。
5. Q5: 奈良林氏の実験で、核分裂後の最終的な生成物は何と主張されていますか？
   • A5: 最終的には、マグネシウムと鉛になると主張されています。
6. Q6: ミュオンを使って核分裂を起こす際、なぜ酸化鉛を用いるのですか？
   • A6: ミュオンのスピードを落とすために酸化鉛を使い、ミュオンを原子に取り込ませるためです。
7. Q7: ミュオンによる核分裂はどのような現象と表現されていますか？
   • A7: 「コールドフュージョン（原子ではない）」と表現され、簡単な装置で核分裂が起きると説明されています。
8. Q8: 既存の核変換システムの一つであるADS（加速器駆動未臨界炉）とはどのようなシステムですか？
   • A8: 加速器からのビームをターゲットに投入して得られる核破砕中性子を用いて、未臨界炉心を駆動するシステムです。
9. Q9: ADSはどのような核種変換に優れていますか？
   • A9: 炉心が未臨界状態であるため安全余裕を確保しやすく、臨界炉では取り扱うことが困難な多量のマイナーアクチノイドを効率よく核変換できます。
10. Q10: 日本の原子力政策における高レベル放射性廃棄物の現在の処分方針は？
    • A10: 高熱で溶かしたガラスに混ぜて固めたガラス固化体を作り、地下数百メートルに埋設する地層処分が基本方針です。
11. Q11: 核分裂反応による廃棄物の潜在的毒性は、核融合炉からの廃棄物と比較してどれくらい高いですか？
    • A11: 核分裂廃棄物は発生初期で核融合廃棄物より数百倍高いです。

まとめ

奈良林直氏によるミュオン利用の放射性廃棄物無害化技術の主張は、長年にわたり解決が待たれる核のゴミ問題に対し、大きな技術的希望を提示しました。

しかし、この技術が本当に実用化に至るのか、そして既存の地層処分やADSといった核変換技術の研究にどのような影響を与えるのかは、今後、科学的・技術的な検証が不可欠です。

高レベル放射性廃棄物の処分は、倫理的責任（将来世代への無責任や悪意を避ける）と技術的・社会的現実が複雑に絡み合う課題です。

私たちは、目の前の課題（地層処分地の選定やADS研究の推進）から目を背けることなく、技術の進展がもたらす可能性を冷静に評価し、技術面と社会面の両方でバランスを取りながら、責任ある対応を進めていく必要があります。