〔電力008〕原子力発電所の構成材料と核燃料について

〔電力008〕原子力発電所の構成材料と核燃料について

原子力発電所は、原子炉内で核分裂反応を安全に、正確に行うことでエネルギーを発生させ、それを熱としてとりだして発電をしています。

(1)核燃料

原子燃料には、235U、239Pなどがあります。天然ウランのほとんどは核分裂をしにくい238Uです。天然ウランに235Uは0.7%ほどしか含まれていません。そのため、235Uの割合を3%まで高めた濃縮ウランが軽水炉の燃料として使用されています。濃縮には質量の差を利用した遠心分離やガス拡散の方法があります。

(2)減速材

235Uの核分裂で飛び出した高速の中性子を、連続的に分裂を起こしやすい低エネルギーの熱中性子の減速する役割をするのが、減速材です。軽水、重水、黒鉛、ベリリウムなどがこれにあたります。
減速材は、中性子の吸収が少なく、放射線や熱に対して安定しています。

(3)反射材

反射材は中性子を反射し、中性子が原子炉の外へ漏れるのを防ぎます。
また、反射材は、中性子の吸収が少なく、放射線や熱に対して安定しています。

(4)冷却材

冷却材は、原子炉内で発生した熱を外部に取り出す液体で、軽水、重水、二酸化炭素、ヘリウム、液体ナトリウムなどがこれにあたります。
また、冷却材は中性子の吸収が少なく、放射線や熱に安定しており、熱伝導が良いです。

(5)制御材

炉内で核分裂を制御して出力を調整する制御棒を、制御材といいます。制御棒は中性子を吸収しやすいカドミウム、ホウ素、ハフニウムなどでつくられます。
制御材は中性子の吸収が大きく、放射線や熱に対して安定しています。

(6)遮へい材

炉内で発生した熱を遮へいする、放射線を外部に出さないようにするものです。鉄、コンクリート、鉛、軽水などが用いられます。
遮へい材は、中性子の吸収が少なく、熱や放射線に対して安定しており、熱伝導が良いです。

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