原子力発電12
出典: Jinkawiki
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| == 原子力発電 == | == 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ある。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る。反面、放射線の慎重な管理が必要なのだ。 | 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ある。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る。反面、放射線の慎重な管理が必要なのだ。 | ||
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| == 原理 == | == 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ある。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す。 | 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ある。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す。 | ||
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| + | == 原子の構造 == | ||
| + | 天然に存在する物質はすべて元素（原子）からできており、天然にある元素は92種類である。原子核は陽子と中性子から構成されており､周りの電子の数と陽子の数は同じだ。原子には陽子の数に合わせて原子番号がつけられている。たとえば､水素の原子核には陽子が1個しかないので原子番号は1。ふつうの水素原子の原子核は陽子1個だけで構成されているが､このほかに陽子1個と中性子1個で原子核が構成されている水素もある。これを重水素といいます。原子の構造ウランは原子核に92個の陽子をもっているので原子番号は92。しかし､中性子を142個もつものと143､146個もつものが天然に存在する。 143個もつウランは、「ウラン235」、146個もつウランが「ウラン238」である。このように陽子の数が同じで､中性子の数の異なるものを同位元素（アイソトープ）という。 | ||
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| + | == 核分裂== | ||
| + | 核分裂はさまざまな原子核で起こりますが、特に核分裂が起こりやすい物質として「ウラン」があります。このウランにも核分裂を起こしやすい「ウラン235」と、核分裂を起こしにくい「ウラン238」があります。自然界に多いのは核分裂しにくいウラン238です。天然ウランには、核分裂するウラン235は0.7%しか含まれていません。原子力発電では、ウラン235の含有量を3〜5%に高めたものを燃料として使います。ウラン235の原子核に中性子を当てると、ウラン原子は2つの原子核に分かれます。このとき大量の熱が発生するため、これを発電用熱源として利用し、水を蒸気に変えて蒸気タービンを回転させて発電機で電力を起こします。ウラン235に中性子を当てると、核分裂が起こると同時に、新たに2〜3個の中性子が発生します。この中性子をさらに別のウラン235に当てると、核分裂が起きてさらに2〜3個の中性子が発生します。こうした反応がゆっくりと連続的に行われるように工夫したのが、原子炉です。核分裂が起きるときには膨大な熱エネルギーが生じます。この熱を利用したものが、原子力発電です。核分裂によって放出される中性子はそのスピードが速すぎるため、次の核分裂を起こすには中性子の速度を落とす減速材が必要です。減速材としては軽水（真水）、重水、黒鉛などがあります。日本の原子力発電所は軽水を使っています。「ウラン燃料が炉内で核分裂を起こす」ことを「ウランが燃える」ということがあります。実際にウランに火がついて燃え上がるのではなく、ウランが核分裂を繰り返し、核分裂生成物ができていく状態を例えたものです | ||
2013年8月6日 (火) 13:56の版
目次 |
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ある。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る。反面、放射線の慎重な管理が必要なのだ。
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ある。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す。
原子の構造
天然に存在する物質はすべて元素（原子）からできており、天然にある元素は92種類である。原子核は陽子と中性子から構成されており､周りの電子の数と陽子の数は同じだ。原子には陽子の数に合わせて原子番号がつけられている。たとえば､水素の原子核には陽子が1個しかないので原子番号は1。ふつうの水素原子の原子核は陽子1個だけで構成されているが､このほかに陽子1個と中性子1個で原子核が構成されている水素もある。これを重水素といいます。原子の構造ウランは原子核に92個の陽子をもっているので原子番号は92。しかし､中性子を142個もつものと143､146個もつものが天然に存在する。 143個もつウランは、「ウラン235」、146個もつウランが「ウラン238」である。このように陽子の数が同じで､中性子の数の異なるものを同位元素（アイソトープ）という。
核分裂
核分裂はさまざまな原子核で起こりますが、特に核分裂が起こりやすい物質として「ウラン」があります。このウランにも核分裂を起こしやすい「ウラン235」と、核分裂を起こしにくい「ウラン238」があります。自然界に多いのは核分裂しにくいウラン238です。天然ウランには、核分裂するウラン235は0.7%しか含まれていません。原子力発電では、ウラン235の含有量を3〜5%に高めたものを燃料として使います。ウラン235の原子核に中性子を当てると、ウラン原子は2つの原子核に分かれます。このとき大量の熱が発生するため、これを発電用熱源として利用し、水を蒸気に変えて蒸気タービンを回転させて発電機で電力を起こします。ウラン235に中性子を当てると、核分裂が起こると同時に、新たに2〜3個の中性子が発生します。この中性子をさらに別のウラン235に当てると、核分裂が起きてさらに2〜3個の中性子が発生します。こうした反応がゆっくりと連続的に行われるように工夫したのが、原子炉です。核分裂が起きるときには膨大な熱エネルギーが生じます。この熱を利用したものが、原子力発電です。核分裂によって放出される中性子はそのスピードが速すぎるため、次の核分裂を起こすには中性子の速度を落とす減速材が必要です。減速材としては軽水（真水）、重水、黒鉛などがあります。日本の原子力発電所は軽水を使っています。「ウラン燃料が炉内で核分裂を起こす」ことを「ウランが燃える」ということがあります。実際にウランに火がついて燃え上がるのではなく、ウランが核分裂を繰り返し、核分裂生成物ができていく状態を例えたものです
