原子力発電の仕組み
沸騰水型炉(BWR)と加圧水型炉(PWR)
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(出典) 日本原子力文化財団HP
原子力発電のしくみ | 原子力開発と発電への利用 (jaero.or.jp)
原子炉の種類 | 原子力開発と発電への利用 (jaero.or.jp)
1)原子力発電の仕組み
原子力発電は核分裂の際に発生するエネルギーを発電に利用しています。
原子力発電の燃料になる天然ウランには、核分裂しやすい約0.7%のウラン235と、核分裂し
にくい約99.3%のウラン238が含まれています。 ウラン235には、核分裂によって熱エネルギ
ーを発生させるという特徴があります。
ウラン235の原子の中心にある原子核に、中性子があたると、原子核が二つに分裂します。
その際に、膨大な熱エネルギーが発生し、同時に中性子も発生します。 この中性子が別の
ウラン235を核分裂させ、さらに、それにともなって発生する中性子が、別のウラン235を核分
裂させる、というように核分裂の連鎖反応が起こります。
このように連鎖反応が一定の割合で起きている状態を臨界といいます。 また、核分裂の際
には、放射性セシウムなどの核分裂生成物も生じます。 原子力発電所では、ウラン235の
濃度を3〜5%に高めた濃縮ウランを粉末状の酸化物にし、直径・高さともに約10mm程度の
円柱形に焼き固めたペレットを燃料として利用しています。
原子力発電所では、原子炉の中でウラン燃料を核分裂させ、その際に発生するエネルギーを
使って水を蒸気に変え、この蒸気によってタービンを回して発電機で電気をつくっています。
タービンを回し終わった蒸気は、海水によって冷やすことで、もとの水に戻されます。
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| 天然ウランと濃縮ウラン |
ウランの核分裂とプルトニウム
の生成(軽水炉) |
2)沸騰水型(BWR)原子力発電の仕組み
核分裂によって発生した熱エネルギーを使って蒸気をつくり、蒸気の力で発電用のタービン
を回して電気をつくります。
3)加圧水型炉(PWR)原子力発電の仕組み
軽水炉のうち、炉内の圧力を高め冷却水を沸騰させない炉型を加圧水型炉(PWR)という。
この型式では、原子炉の中で発生した高温高圧の熱水を蒸気発生器に送り、そこで別の系統
を流れている水を蒸気に変えてタービンに送る。
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