原子力発電

last update: 2011/05/03

核分裂反応

原子力発電で一番重要な核分裂反応は、²³⁵U が中性子を吸って不安定になり２つに割れるというものである。生成する原子は、質量数 90 付近のものと 140 付近のものが多い。それに加えて中性子が平均で 2.5 個程度放出される。質量数 90 付近のものとしては Kr, Sr など、質量数 140 付近のものとしては Cs, I, Xe などが代表的。

もうひとつ起こる反応は、以下のようなものである。 ²³⁸U が中性子を吸って²³⁹U になり、これが２回ベータ崩壊して ²³⁹Pu になる。それが中性子を吸って不安定になり２つに割れる。

中性子は、速度が遅いほど吸収されやすい。核分裂や吸収が起こる確率は、中性子の（速度）^-1、したがって（エネルギー）^-1/2 に比例する。

情報源

[本] 榎本聰明 (1996) 「わかりやすい原子力の基礎知識（改訂２版）」（オーム社）

臨界状態

²³⁵U が 1 つ核分裂すると平均で 2.5 個の中性子が出てくる。この中性子が ²³⁵U にぶつかるとまた核分裂をする。このようにすると鼠算式に核分裂が起こることになる。しかし、その途中で、中性子は外に漏れたり他の核種に吸収されたりするので、1 つの核分裂でできた中性子のうち ²³⁵U にぶつかるものは 2.5 個よりも少ない。制御棒やホウ素を入れてこの中性子吸収量を調整して、1 個の核分裂でできた中性子のうちの 1 個が新たに ²³⁵U にぶつかるようにすると、定常的に核分裂が起こるようになる。この状態を臨界状態と言って、原子力発電は臨界状態を保つように行われる。

情報源

[本] 榎本聰明 (1996) 「わかりやすい原子力の基礎知識（改訂２版）」（オーム社）

原子炉のタイプ

日本で使われている原子炉は、軽水炉で、沸騰水型 (Boiling Water Reactor, BWR) と加圧水型 (Pressurized Water Reactor, PWR) の２タイプがある。

BWR : アメリカの General Electric (GE) 社から導入し、東芝・日立が担当: 東北電力、東京電力、中部電力、北陸電力、中国電力、日本原子力発電
PWR : アメリカの Westinghouse (WH) 社から導入し、三菱重工が担当: 北海道電力、関西電力、四国電力、九州電力、日本原子力発電

ただし、原子力業界は 2006 年から再編されており、３つのグループに集約されている。 (1) 東芝・WH … PWR 方式 (2) GE・日立 … BWR 方式 (3) AREVA（ヨーロッパの会社）・三菱重工 … PWR 方式

情報源

[web page] 日本の原子力発電の概要 by 日本原子力産業協会
[本] 吉岡斉「原発と日本の未来」（岩波ブックレット 802) の pp.34,50-51