電力その３　原子力発電(Nuclear Power)

原子力発電の特徴

• 汽力発電と同じ原理。(蒸気でタービンを回し発電する。)
• ウラン235を使用する。
• ウラン238が中性子を吸収するとプルトニウム239を生成する。プルトニウム239は自然界に存在しない。

質量欠損

• 核分裂時、原子核の質量は陽子と中性子の合計より小さくなる。
  その質量欠損分が、核分裂時に放出されるエネルギーになる。

軽水炉

• 原子燃料に低濃縮ウランを使用し、冷却材と減速材に軽水を用いた原子炉
• 軽水炉では、何らかの原因により原子炉の熱出力が上昇し、炉内の温度が上昇した場合でも、燃料の温度上昇に伴ってウラン238による中性子の吸収が増加するドップラー効果により、出力が抑制する。このような働きを原子炉の固有の安全性という。

沸騰水型軽水炉(BWR)

• 蒸気を原子炉の中で直接発生させる。
• 制御棒と再循環流量の調整によって、出力を制御する。
• 原子をが何らかの理由で熱出力が増加した場合、そこで発生する気泡によって熱中性子が減るため、熱出力を自然に抑制できる。(気泡は水と比べて減速効果が小さい。)⇒ボイド効果
• PWRに比べて原子炉圧力は小さいが、容器は大きくなる。

加圧水型軽水炉(PWR)

• 蒸気発生器を介して蒸気を発生させる。
• 制御棒とホウ素濃度の調整によって、出力を制御する。
• 一次系と二次系の軽水が混じらないため、タービンや復水器が放射性物質に汚染されない。
• 加圧気により加圧するため、原子炉内の圧力が高い。
• BWRに比べて汽水分離器や乾燥機がないため、容器は小さくなる。

核燃料サイクル

• 精錬工場(イエローケーキ)→転換工場(六ふっ化ウラン)→濃縮工場(濃縮ふっ化ウラン)→再転換工場(燃料集合体)→使用

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