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(技術士キーワード)原子力発電所

2022年10月29日

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原子力発電の仕組み

 ①原子炉内ではウランおよびプルトニウムの核分裂によって発生した熱が燃料をとりまく水に伝えられ、これを高温・高圧の蒸気に変えます。
 この蒸気は、主蒸気配管を通ってタービンに送られ、タービン軸に直結した発電機を回して発電します。

 ②タービンを回し終えた蒸気は、復水器内で冷却され、水となって再び給水ボンプにより原子炉に戻されます。

 ③復水器で蒸気を冷却する冷却水には海水を使います。 
 *海水は管を介して蒸気を冷却するため、海水に原子炉の蒸気が混ざることはありません。

 ④原子炉の起動・停止は、制御棒の出し入れによって行います。

 なお、日本で使用している商業用の原子炉には、加圧水型沸騰水型の2種類があります。

ウラン燃料

 原子力発電所の燃料はウランですが、このうち核分裂をするのはウラン235です。

 ウラン235は天然ウランの中に0.7%程度しか含まれていないため、この割合を2~4%程度まで濃縮し、その後さまざまな工程を経て、直径約1cm、高さ約1cmの円柱状(ペレット)に焼き固めます。

 これを合金製の長い管の中に収めたものを燃料棒と呼び、それらをいくつも束ねて燃料集合体とします。

 110万kW級沸騰水型軽水炉では764体の燃料集合体を原子炉の中に装荷します。

 炉内でウラン235が中性子を吸収すると核分裂が起き、大きな熱エネルギーが発生します。

 また、そのときにウラン235の原子核から2~3個の中性子が飛び出します。

 この中性子はさらに別のウランの原子核に吸収され、次々と核分裂が連鎖的に起こります。

 このように、核分裂が連鎖反応することにより膨大な熱エネルギーが発生します。

原子炉

加圧水型
 原子炉の中でつくった高温高圧の水を蒸気発生器に送り、原子炉内の水とは別の水を沸騰させて蒸気をつくり、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。

沸騰水型
 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。

原子力発電所の運転状況

 原子力規制委員会のホームページに、稼働・停止・廃止阻止中の一覧が記載されています。

原子力規制委員会のホームページ

東日本大震災からの復興

 2011年3月11日に発生した東日本大震災。

 現在の状況・復興状況は各種白書をご覧ください。

国土交通白書

国土交通白書

国土交通白書_概要資料(第2部)_2022年度
 ・第1章 東日本大震災からの復旧・復興に向けた取組み

防災白書

防災白書

令和4年度版防災白書
・第1部 我が国の防災対策の取組の状況等
 第2章 原子力防災に係る施策の取組状況
・第2部 令和2年度において防災に関してとった措置の概況
 第2章 科学技術の研究 9原子力防災対策
 第3章 災害予防 9原子力災害
 第5章 災害復旧等 4災害復興対策等

エネルギー白書

エネルギー白書

エネルギー白書2022について(概要版)
・第1部 エネルギーをめぐる状況と主な対策
 第1章 福島復興の進捗
・第3部 2021年度においてエネルギー需給に関して講じた施策の状況
 第4章 原子力政策の展開

水産白書

水産白書

令和3年度概要版
・第6章 東の本大震災からの復興

参考のURL

東京電力

電気事業連合会

原子力規制委員会

経済産業省_資源エネルギー庁




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