原子炉用語『BWR』徹底解説
原子力を知りたい
先生、BWRってどういう意味ですか？
原子力マニア
BWRは沸騰水型軽水炉のことですよ。沸騰してる水が原子炉内で熱を取り除いて蒸気を作る方式です。
原子力を知りたい
なるほど、沸騰したお湯で直接タービンを回すんですね！
原子力マニア
その通り。ただし、沸騰したお湯は放射化されているので、タービン機器の保守には被ばく対策が必要です。
BWRとは。
原子力発電で用いられる「沸騰軽水炉（BWR）」は、米国GE社が開発した軽水減速・沸騰軽水冷却型の原子炉です。加圧水型炉（PWR）と合わせて「軽水炉」と呼ばれます。熱中性子を利用する「熱中性子炉」の一種でもあります。
燃料には低濃縮ウランが使用されますが、ウランとプルトニウムの混合酸化物（MOX燃料）も利用できます。炉心で発生した熱は、炉内を循環する冷却水が沸騰することで取り出され、発生した蒸気によって直接タービンを回して発電します。
この構造は火力発電所と似ていますが、PWRで用いられる2次冷却系がなく、システムは比較的シンプルです。ただし、冷却水は放射化されているため、タービン系の保守には被曝を伴うので、放射線遮蔽が必要になります。
BWRの概要
BWR（沸騰水型軽水炉）の概要
BWRは、原子炉の分類のひとつです。軽水炉の一種で、普通の水（軽水）を冷却材・減速材として使います。BWRの特徴は、炉心内で軽水を沸騰させて蒸気を発生させることです。発生した蒸気はタービンを回し、発電に使用されます。
BWRの主な構成要素としては、炉心、加圧器、タービン、発電機などがあります。炉心では、核燃料の核分裂反応によって熱が発生します。この熱は軽水に伝わり、軽水が沸騰して蒸気が発生します。蒸気は加圧器でさらに圧力を高められてからタービンに送られます。タービンは蒸気の力で回転し、発電機を駆動して電気を発生させます。
軽水減速軽水冷却型原子炉
軽水減速軽水冷却型原子炉（BWR）は、原子炉の一種です。軽水と呼ばれる通常の水を減速材と冷却材に使用しています。減速材とは、中性子の速度を下げて核分裂反応を引き起こしやすくする物質、冷却材とは、原子炉内の熱を外部に逃がすために使用される物質のことです。
BWRは、燃料棒が圧力容器内に格納された構造をしています。圧力容器内では、軽水が燃料棒を冷却し、核分裂反応で発生した熱を吸収します。熱せられた軽水は蒸気発生器 に送られ、そこで蒸気を発生させます。発生した蒸気はタービンを回し、発電を行います。BWRは安全対策が充実しており、軽水を使用しているため放射性廃棄物の発生が比較的少ないという特徴があります。
BWRの特徴
– BWRの特徴-
沸騰水型原子炉（BWR）の主な特徴として、原子炉炉心中の高温高圧の水が直接タービンを駆動する点が挙げられます。この沸騰した水は蒸気となり、蒸気タービンを回転させて発電を行います。このシンプルな構造により、BWRは他の原子炉形式と比べて運転効率が高く、経済的です。
また、BWRは自然循環により冷却水が循環する仕組みを採用しています。この仕組みでは、沸騰した水が炉心から上昇し、蒸気発生器で蒸気となりタービンを駆動した後、冷水器で凝縮され、重力で炉心に戻ります。この自然循環により、外部の動力源を必要とせず、原子炉の停止時に炉心を冷却するための予備のポンプや配管が不要になります。
BWRとPWRの違い
BWRとPWRの違い
原子炉には「沸騰水型原子炉（BWR）」と「加圧水型原子炉（PWR）」の2つの主要なタイプがあります。BWRとPWRの主な違いは、冷却に使用される水の沸騰の有無にあります。
BWRでは、冷却水である水が炉心内で沸騰して蒸気を発生させ、この蒸気でタービンを回して発電を行います。一方、PWRでは、冷却水は沸騰させずに高圧で循環させ、蒸気発生器と呼ばれる熱交換器で外部から熱を受け取って蒸気を発生させます。この蒸気をタービンに供給して発電を行います。
BWRの安全性
原子炉の仕組みを語る上で欠かせないのが「BWR」です。BWRとは沸騰水型原子炉（Boiling Water Reactor）の略で、水自体を冷却材と減速材として利用するタイプの原子炉です。この冷却材である水が、原子炉内の燃料棒で発生した熱によって沸騰し、発生した蒸気をタービンに送って発電を行います。
BWRの安全性には定評があり、いくつかの特徴があります。まず、蒸気が直接タービンに送られるため、発電システムが簡潔で効率的です。また、冷却材である水が沸騰することで気泡が発生し、それが中性子を吸収して核分裂反応を抑制するため、原子炉が暴走しにくい構造となっています。さらに、原子炉容器の中に格納容器を設置し、その中に原子炉本体を収める二重容器構造を採用することで、放射性物質の漏洩を防止しています。