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。

旧ソ連のチェルノブイリ原子力発電所事故や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]。燃料被覆管の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。

${\displaystyle {\ce {Zr + 2H2O -> ZrO2 + 2H2))}$

${\displaystyle {\ce {2H2 + O2 -> 2H2O))}$

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)^[4][5]が大気中の酸素と急速に反応し爆発を生じた事例が報告されている^[5]。

従来水素は空気中において4 %以上75 %以下であると爆発する^[6][7]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^[8][9]。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^[10][11]、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に対する安全性が担保されているが、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^[12][13]。実際に消費者庁の事故情報データバンクによれば、水素濃度が99.99%や67%の高濃度の水素を生成する水素ガス吸入機の爆発によって顔面内骨折、聴力低下、耳鳴りなどの重大事故事例が複数報告されている^[14]。

脚注

関連項目

• 酸水素ガス
• 水素燃料・水素燃料エンジン

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