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原子力発電事故の基礎知識（1）　ー発電の仕組みー

知人から教えてもらったwebページ（よくわかる原子力）で今更ながら原子力発電とはいったいどういうものかを再勉強してみた．これは手を動かすことで個人的な記憶の定着と備忘録を目的にしているので内容自体にはそれぞれの参考文献をあたって欲しい．


商用の原子力発電とは，ウラン235を核分裂させて他の原子に変換されるときにエネルギーがでるがこれによる熱エネルギーを蒸気タービンで電気に変換する行為であること．原子爆弾との違いは，その反応の早さと目的で原理自体は同じで，「遅い中性子を利用した制御できる反応」とは原子炉での反応、「速い中性子を使った爆発性の反応」とは原子爆弾のこと．核分裂の反応を制御するために様々な設計と対策がなされている．


商用の原子炉は主に2種類ある．

  • 沸騰水型原子炉（BWR:Boiling Water Reactor）：軽水（普通の水）を直接核燃料棒に触れさせ沸騰させ、高温・高圧の蒸気として取りしタービン発電で電力を生む．
  • 加圧水型（PWR:Pressurized Water Reactor）：軽水（普通の水）に高い圧力を掛けて沸点を上げて300℃以上に熱し（これを一次冷却水という），この熱で別にもうけられた2次冷却水を沸騰させてタービンで発電する．

制御の基本である反応の促進（車に例えるとアクセル）と抑制（ブレーキ）は単純で制御（棒）を燃料棒間に上げ下げして核分裂の反応の多少を制御する．制御棒は核分裂の媒体の中性子を吸収する材料からなる．


制御は，BWRでは冷却水そのもので短期的出力を調整できる．PWRでは中性子吸収材料で炭化ホウ素とかカドミウム合金で出来ている．


地震などの緊急事態には原子炉は緊急炉心冷却装置(ESSC:Emergency Core Cooling System)が取り付けられており，炉心の冷却と炉内の減圧の機能を持つ．制御棒の一斉挿入と水注入による冷却が基本．


事故後はこの冷却できるかがポイントとなる
(2011.03.21)
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