軽水炉のしくみ

原子炉にはいくつかのタイプがありますが、日本では、米国で開発された「軽水炉」というタイプを使っています。現在、世界でもっとも広く使われているタイプの原子炉です。

原子炉の種類は、使用する減速材、炉心から熱を取り出す冷却材などによって区別されています。わが国の原子力発電所では、米国で開発された「軽水炉」と呼ばれる原子炉が採用されています。この原子炉は軽水（普通の水）が減速材と冷却材に兼用されているのが特徴で、燃料には濃縮ウランを用います。軽水炉は世界の原子力発電の主流となっており、蒸気を発生させるしくみの違いによって沸騰水型炉（BWR）と加圧水型炉（PWR）の2種類に分けられますが、核分裂の方法や減速材として水を使う点は、どちらの形式も同一です。

沸騰水型炉（BWR =Boiling Water Reactor）のしくみ

原子炉圧力容器に入っている燃料が核分裂することにより、周りの水が熱せられます。すると水は蒸気になり、そのままタービンに送られて発電機を回します。このため構造はシンプルですが、蒸気は放射性物質を含む水からつくられているため、タービンや復水器についても放射線の管理が必要となります。

日本原子力文化財団/原子力・エネルギー図面集

出典：沸騰水型炉（BWR）原子力発電のしくみ

日立GEニュークリア・エナジー/日立評論

東芝/東芝レビュー 2023.03

専門情報：社会と共生しエネルギー安定供給を可能とする革新軽水炉 iBR

BWRに改良を加えたのが、改良型沸騰水型炉（ABWR =Advanced Boiling Water Reactor）と呼ばれるものです。ABWRは、従来は原子炉圧力容器外に設置していた原子炉再循環ポンプを圧力容器内に設置したもので、原子炉再循環ポンプの周辺配管をなくして、単純化しました。また、制御駆動用動力源として、BWRの水圧動力源に加えて電動動力源を追加し、緊急時の安全性をより向上させています。

日本原子力文化財団/原子力・エネルギー図面集

加圧水型炉（PWR =Pressurized Water Reactor）のしくみ

原子炉圧力容器であたためた水は、BWRよりも高い圧力で一次系統の配管を循環します。この高温・高圧の水から熱だけを蒸気発生器で二次系統の配管を流れる水に伝え、蒸気となったところで、タービンを回します。放射性物質を含んだ水がタービンや復水器に行かないため、タービンなどの発電部分に関するメンテナンス性がBWRよりも向上しています。