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はじめのいっぽ

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日々雑感を記録します

受け売り 現代史  核の諸問題 6

閑話休題
遊んではいられない。先を急ぐことにする。

◆原発の基礎知識
恥ずかしながら、私の理解能力を超えることに首を突っ込んでいます。
「核」の問題です。何度も触れていますように、核兵器のこと、核の平和利用のこと、核の拡散のことなどなどです。
今、直面している難題は文系の思考能力しかない私にとっては極め付きに難しいことなのです。
何が?
「原子」の仕組みといいましょうか、「核分裂の仕組み」が理解できないのです。
核の平和利用に話が及ぶと、避けて通れないのが「原発=原子力発電」のこと。
この原発の仕組みを理解していないと「軽水炉」とか「高速増殖炉」といったことが理解できません。
講義の資料やインターネットで調べては見るものの、いくら読んでもすんなりと頭に入ってきません。
でも、今後のことを考えると放置もできないのです。

思い悩んだ末、とにかく解らないままにここに書きとめておいて、後日何回も繰り返し振り返ってみることにしようと心に決めました。
ただし、前記のように化学・科学関係の知識はゼロに近い。
記録=転記したことが正確か否かさえ定かでないのです。
間違いがありましたら、ご指摘いただければ幸いです。





◇核分裂の連鎖反応
ウラン235の原子核に中性子をぶっつけると、原子核がポコッと割れて大きさのほぼ等しい原子核に分裂する。
その際、その原子核から中性子が2~3個飛び出す。
その中性子が次の原子核にぶつかりその原子核が分裂し、そこでまた中性子が飛び出し、その中性子が次の原子核を・・・という具合に反応が連鎖的に起こる。
このようにして、分裂を起こす原子核は「ねずみ算」式に増える。
これが核分裂の連鎖反応である。

核分裂の連鎖反応を起こす元素として、他にプルトニウム239がある。
この連鎖反応を瞬間的に起こさせるのが「原爆」であり、制御しながら起こさせるのが「原子炉」(「軽水炉」と「高速増殖炉」がある)である。
従って、両者の反応には本質的な違いはない

注)「水爆」というのがある。これは、水素などの核融合反応を瞬間的に起こさせる。ただし、起爆剤として原爆が使われる。ウラン235やプルトニウム239などは、一定量以上集めると、自然に核分裂の連鎖反応が始まってしまう。
その量を「臨界量」という。
f0020352_128382.gif

この図は講座の資料に添付されていたものとは違うが、その内容は酷似しているので、推測するところ、
出所は、小林圭二「高速増殖炉もんじゅ」七つ森書館・1994年であろう。
本稿では、「脱原発入門講座」というHPから転記しました。

・ウランやプルトニウムが核分裂すると数個の中性子が飛び出し、これが連鎖的に続くのだが、このときに発生する「熱」を利用して発電するのは「軽水炉」も「高速増殖炉」も同じ。

・「軽水炉」では、飛び出した中性子の内一つだけが「水」にぶつかってスピードを落としてから次のウランにぶつかる仕組みになっている。

・「高速増殖炉」では、プルトニウム燃料を包み込むように、燃えないウラン238を並べておく。ウラン238は、中性子を吸収してプルトニウム239に変わる性質がある。

・そこで、核分裂で飛び出した中性子の内、一つを連鎖反応に使い、もう一つをウラン239に吸収させるようにすれば、プルトニウムが燃えるかたわらでウラン239から新しいプルトニウムが生まれてくることになる。

・飛び出す中性子のスピードが高い高速中性子の方がよくプルトニウムを増やすことができる。

・水は中性子のスピードを落とす=減速する性質があるので、冷却材に水は使えない。(高速増殖炉の場合)そこで、中性子を減速させず、熱を伝えやすい性質の「ナトリウム」を冷却材として使う。

・核分裂そのものは、スピードが遅い中性子の方が効率よく進むが、軽水炉では冷却材兼減速材として「水」を使う。

・つまり高速増殖炉は燃焼効率を犠牲にしてもプルトニウムを増やそうとする原子炉なのである。

◇原子炉の仕組み
日本で現在商業用として運転されている原子炉は「軽水炉」と呼ばれものである。
「軽水減速軽水冷却型原子炉」のことを略してこう呼ぶ。この原子炉は米国で開発された商業用発電炉で、世界の原子力発電の主流を占めている。

この仕組みは、燃料にウランを使う。
ウランは天然に存在する元素で、放射線があたると核が分裂して膨大なエネルギーが発生する。
そのときの熱でまわりの水を温め、熱交換器の中で蒸気を作り出し、扇風機のような羽をもつタービンを回して発電する。
運転を続けるとウランは減少していく

これに対して「高速増殖炉」というのがある。
この原子炉では、燃料にはウランではなく、天然には殆ど存在しない人工的に作り出すプルトニウムを使う。
このプルトニウムはウランよりも核分裂しやすい特徴がある。
その周りには核分裂しにくいウランが配置されていて、放射線が当たるとプルトニウムにかわる性質がある。
運転しながら燃料が増えることになる
増やすためには放射線が勢いよく当たらねばならないが、回りに水があるので放射線の勢いがなくなってしまってプルトニウムにはならない。
そこで、高速増殖炉では原子炉の熱を伝える冷却材に「水」ではなく、「ナトリウム」を使う。
ただ、ナトリウムは空気中の水分などと激しく反応する性質があり、事故に繋がりやすく管理が難しい。

という要約でいいのだろうか?
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by m-morio | 2010-03-20 12:19 | 市民カレッジ | Comments(0)