原子力発電

原子力発電は、世界中で約50年前から行われている発電方式です。その特徴は、発電段階においてCO2を全く排出せずに大量の電力を安定して供給することができること、また、使い終わった燃料を再処理することにより再利用できることから、エネルギー資源小国・日本における発電方法として重要視されています。反面、放射線の慎重な管理が必要で、そのための対策が何重にもなされています。

原子力発電の基本原理

原子力発電は、火力発電のボイラーを原子炉に置き換えたものです。

火力発電は化石燃料を燃やして熱エネルギーを得て、これを使って水を沸かし、蒸気の力で蒸気タービンを回転させて電気を起こします。
これに対して原子力発電はウランを核分裂させて熱エネルギーを得て、水を沸かし蒸気の力で蒸気タービンを回転させて電気を起こします。

火力発電と原子力発電の違い

原子の構造と核分裂のしくみ

物質はすべて、原子核とそれを取りまく電子によって成り立っています。この原子核が2つ以上の原子核に分裂することを「核分裂」と呼んでいます。
原子の構造と核分裂

核分裂のエネルギー

原子力は、少量の燃料で大きなエネルギーが取り出せます。このため原子力発電は、燃料の運搬、貯蔵の面でも優れています。
核分裂のエネルギー

原子炉の基本構造

「ウランを燃やす」ための装置を「原子炉」と呼びます。原子炉内では、ウラン燃料の核分裂が連続して起こっています（連鎖反応）。水や制御棒で核分裂の数をコントロールすることで、一定の出力で運転することができます。
原子炉の基本構造

軽水炉のしくみ

世界中には数多くの方式の原子炉が存在しますが、日本で主に使用しているものは「軽水炉」と呼ばれるものです。その他の方式としては、「重水炉」「黒鉛炉」「高速増殖炉」などがあります。
軽水炉は、大きく「沸騰水型軽水炉（BWR）」と「加圧水型軽水炉（PWR）」に大別することができますが、日本には両方の型が設置されています。
軽水炉のしくみ

燃料集合体の構造

原子力発電も、燃料となる「ウラン」を与えなければ発電することはできません。ウラン燃料を原子炉の中へ入れたり、取り出したりする際に便利な形に加工した燃料要素の固まりを「燃料集合体」と呼びます。
燃料集合体の構造

原子力発電のいま

さまざまなメリットのある原子力発電も、放射線管理をはじめとする安全確保の取り組みを十分に行う必要があります。また、燃料の安定確保を目的とした原子燃料サイクル、放射性廃棄物の処理・処分についてもしっかり取り組んでいく必要があります。
これらの原子力発電の現状、安全確保の取り組み、原子燃料サイクル、放射性廃棄物の処理・処分などへの取り組みについて詳しく紹介しています。