原子力発電の教科書 - 原子力発電を原理から影響まで全て解説。

コロイドとは？光学顕微鏡では見えない奇妙な物質

コロイドとは、光学顕微鏡では見えないほど微細な粒子が液体や気体の中に均一に分散した物質です。これらの粒子は、いわば一種の"ミクロな世界"であり、直径が通常1ナノメートルから1000ナノメートルの範囲にあります。液体中のコロイドはゾルと呼ばれ、気体中のコロイドはエアロゾルと呼ばれます。一般的に、コロイド粒子は溶液中の分子よりもはるかに大きく、沈殿する程度には重くありません。この独特な性質により、コロイドは多くの産業分野で重要な用途があります。

2024.03.06

原子力の基礎に関すること

原子力異常時冷却システム→ PRACSとは?

原子力異常時冷却システム（PRACS）は、原子力発電所において原子炉を冷却するための重要な安全システムです。原子炉がシステム異常などによって想定を超えた高熱を発生した場合、備え付けの設備では冷却が間に合わない可能性があるため、PRACSが稼働します。PRACSは、原子炉建屋の外側に配置され、冷却水の貯蔵タンク、ポンプ、配管から構成されています。異常時に、冷却水がポンプで原子炉に送り込まれ、高温になった炉心を冷却します。これにより、炉心の破損や燃料の溶融を防ぎ、原子力事故の発生を抑制します。

2024.03.07

原子力安全に関すること

原子炉におけるバーンアウトとは

原子炉において、「バーンアウト」とは、燃料集合体の表面に当たる冷却剤が沸騰して蒸気を形成し、燃料集合体から離れてしまう現象を指します。この蒸気層が燃料集合体と冷却剤との間の熱伝達を遮断し、燃料集合体の表面温度が急上昇することにつながります。バーンアウトが発生すると、燃料集合体が過熱や損傷を受ける恐れがあります。

2024.03.05

原子力安全に関すること

骨肉腫：原子力用語解説

骨肉腫とは、骨の内部から発生する悪性腫瘍です。通常、骨の成長期である10代後半から20代前半に発症します。癌細胞が骨内に発生し、骨の破壊と新しい異常な骨の形成を引き起こします。最も一般的な発生部位は、膝関節の上部、肩関節の上部、骨盤です。症状としては、痛みが最も一般的で、夜間に悪化する傾向があります。腫れ、発熱、体重減少、倦怠感も現れることがあります。

2024.03.06

放射線防護に関すること

IGCCとは何か？仕組み・メリット・開発状況を解説

IGCC（石炭ガス化複合発電）とは、石炭をガス化してガスタービン発電機を駆動するクリーンな発電方式です。この仕組みでは、高圧状態で石炭を酸素と反応させ、一酸化炭素と水素を含む合成ガスを生成します。この合成ガスは、洗浄と精製を経て、従来の天然ガスと同様にガスタービン発電機に供給されます。この発電機は電気と熱を発生させ、電力が供給されます。

2024.03.06

その他

原子力用語『デトリメント』とは？

デトリメントとは、原子力関連の用語で、放射線による健康への悪影響のことを指します。この悪影響は、曝露量や曝露時間によって程度が異なります。放射線の種類によっても違いがあり、α線や中性子線は、β線やγ線よりもはるかに大きなデトリメントを及ぼします。デトリメントの単位はシーベルト（Sv）で、10ミリシーベルト以上が急性放射線障害を引き起こす可能性があります。

2024.03.07

放射線防護に関すること

受動的崩壊熱除去とは？動的機器に頼らない安全機能

通常の原子炉冷却系統は、高温の原子炉から生成された熱を安全に除去し、原子炉を安定的に運転するための重要なシステムです。このシステムは、通常は能動的な機器、つまりポンプや弁を使用して、冷却水を炉心を通じて循環させます。冷却水は熱を吸収して蒸気に変わり、タービンを回転させて発電します。このような能動的な冷却システムは、外部電源に依存しており、停電や機器の故障が発生すると、原子炉を冷却できなくなります。そこで開発されたのが、受動的崩壊熱除去システムです。このシステムでは、能動的な機器に依存することなく、原子炉の崩壊熱を安全に除去します。

2024.03.07

原子力安全に関すること

BOT方式で原子力を活用する

BOT方式とは、民間企業が原子力発電所を建設・運営し、それを一定期間政府にリースする方式のことです。リース期間が満了すると、発電所は政府に移管されます。この方式により、民間企業がリスクを負担し、政府は原子力発電所の建設・運営にかかる資金を調達することができます。また、民間企業が持つ技術力やノウハウを活かすことができ、効率的な発電所の運営が期待できます。

2024.03.05

原子力施設に関すること

原子力用語「直接炉心冷却」とは？

-直接炉心冷却の概要-原子炉の直接炉心冷却（RDC）とは、原子炉の炉心が損傷し、一次冷却材が失われた場合に炉心を冷却するために使用される安全システムです。RDCシステムは、炉心や原子炉圧力容器の損傷を防ぐために、原子炉の炉心に直接水を注入します。RDCシステムは、原子炉の種類や設計によって異なりますが、通常は次の要素で構成されています。* -水源- RDCシステムの水源は、通常、原子炉の格納容器内に貯蔵されています。* -配管システム- RDCシステムの配管は、原子炉の炉心に直接冷却水を注入します。* -制御システム- RDCシステムは、自動または手動で制御できます。自動制御では、システムは炉心や原子炉圧力容器の温度や圧力など、さまざまなパラメータに基づいて起動します。

2024.03.07

原子力施設に関すること

ショートトンとは？米トン、英国トンとの違い

-ショートトンとは何か-ショートトンとは、米国とカナダで慣習的に使用される質量の単位です。1ショートトンは2,000ポンド（約907キログラム）に相当します。この単位は、他の地域で使用される他のトン単位、特にメートルトン（1,000キログラム）や英国トン（2,240ポンド）と区別するために使用されます。

2024.03.07

原子力の基礎に関すること

原子力用語：原子炉再循環ポンプの役割と仕組み

原子炉再循環系の役割は、原子炉内の冷却材を移送することにあります。冷却材は、核反応によって発生する熱を吸収する重要な役割を果たしています。再循環系は、冷却材を原子炉から取り出して冷却し、その後、再び原子炉に戻します。この循環により、原子炉内の冷却材が一定の温度に保たれ、原子炉の安全で効率的な運転に貢献しています。また、再循環系のもう一つの重要な役割として、放射性物質の除去があります。冷却材を再循環させると、放射性物質が除去され、原子炉の安全性が向上します。

2024.03.05

原子力施設に関すること

原子力用語『減容処理』とは？

「減容処理」とは、原子力発電所で発生する使用済み核燃料（使用済み燃料）または核廃棄物を、体積や重量を小さくする処理のことです。減容処理を行うことで、使用済み燃料や核廃棄物の貯蔵・処分が容易になり、また、環境への影響を低減させることができます。減容処理には、燃料集合体の切断や圧縮、ガラス固化など、さまざまな方法があります。

2024.03.05

廃棄物に関すること

原子炉用語：SCARABEEのすべて

-SCARABEEとは-SCARABEE（スカラベ）とは、フランス原子力庁（CEA）が開発した、ガス冷却高速増殖炉の一種です。軽水炉よりもエネルギー効率が高く、ウランなどの核燃料をより効率的に利用できることで知られています。SCARABEEは、1960年代にフランスで設計され、1969年に運転を開始しました。出力は250メガワットで、その発電量は約20万世帯分の電力に相当します。

2024.03.07

原子力施設に関すること

原子力発電の「外部コスト」とは？

「外部コスト」とは、原子力発電所の運転や廃棄物処理などに伴い発生する、社会全体に影響を与える費用のことです。具体的な例としては、放射性廃棄物の処分に伴う長期的な健康被害に対する懸念や、原子力事故発生時の経済的影響などが挙げられます。外部コストは、通常、発電にかかる直接的な費用に含まれていません。これは、原子力発電の利益を得ている人々が、実際にかかる費用の一部を負担していないことを意味します。このような外部コストが社会全体に与える影響を適切に把握することは、エネルギー政策を策定する上で重要です。

2024.03.05

原子力の基礎に関すること

回折現象とは？

-回折現象の基本-回折現象とは、波が障害物や隙間を通過するとき、波の伝わる方向が変化する現象です。この現象は、波が障害物や隙間を通過するときに、波が回折して曲がり、障害物や隙間の後ろ側に広がることから起こります。回折現象は、光、音、水などのさまざまな波で観察できます。

2024.03.05

原子力の基礎に関すること

原子力における凝集沈澱処理

-凝集沈澱処理とは-凝集沈澱処理とは、廃液や汚泥中の微粒子やコロイド状物質を凝集させ、沈殿させて除去する処理法です。廃液に凝集剤を加えると、微粒子が凝集して大きな顆粒となり、浮上や沈降しやすくなります。この顆粒を沈殿させて除去することで、廃液中の懸濁物質を低減できます。凝集沈澱処理には、主に2つのメカニズムが働きます。架橋凝集では、凝集剤が微粒子と結合して橋渡しとなり、大きな凝集体を形成します。電荷中和では、凝集剤が微粒子の表面電荷を中和し、それらが互いに凝集するのを防ぎます。凝集沈澱処理は、廃水処理、食品加工、化学工業など、幅広い分野で利用されています。廃液中の懸濁物質や汚泥濃度を低減することで、環境保全や製品品質の向上に貢献しています。

2024.03.07

廃棄物に関すること

原子力発電における貴金属元素

「貴金属元素とは？」というに基づくと、貴金属元素は、一般的に高い経済的価値を持ち、耐腐食性と展性にも優れた元素を指します。これらの元素は、化学的に不活性で、空気中や水中で容易に酸化しにくく、常温で金属光沢を保ちます。貴金属元素には、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウムなどがあります。

2024.03.07

核燃料サイクルに関すること

重ウラン酸アンモニウムの基礎知識

重ウラン酸アンモニウムとは、ウランとアンモニウムイオンを含む化合物で、化学式は [(NH₄)₂UO₂(CO₃)₃·xH₂O] です。黄色からオレンジ色の固体で、水に溶けやすく、わずかにアルカリ性です。核燃料の製造やウランの濃縮などに使用されます。

2024.03.07

核燃料サイクルに関すること

プルトニウムの基礎知識

プルトニウムとは、原子番号94を持つ人工元素です。1940年に、カリフォルニア大学バークレー校のグレン・シーボーグらによって初めて合成されました。プルトニウムは銀白色の金属で、元素周期表ではアクチノイド元素に分類されます。プルトニウムは非常に放射性が高く、特にα線を放出します。そのため、適切な遮蔽なしに扱うことは非常に危険です。

2024.03.06

核燃料サイクルに関すること

原子力用語辞典：D-D核融合反応

-核融合反応の概要-核融合反応とは、軽い原子核同士が結合してより重い原子核を形成するプロセスのことです。この反応では、大量のエネルギーが放出されます。核融合反応は、太陽や星のエネルギー源となっており、地球上でクリーンで持続可能なエネルギー源として活用することも期待されています。核融合反応では、一般的に、水素の同位体である軽水素（2H）と重水素（3H）が使用されます。これらの同位体が非常に高温、高圧の環境下で結合すると、ヘリウム（4He）原子核が形成され、エネルギーが放出されます。この反応は、次のように表されます。2H + 3H → 4He + 1n + エネルギーここで、1n は中性子を表しています。

2024.03.05

原子力の基礎に関すること

流動加速腐食（FAC）とエロージョン・コロージョン（E/C）

エロージョン・コロージョン（E/C）とは、液体やガス流の衝突により金属表面が損傷し、腐食が加速される現象です。このプロセスは、機器内部の流路やノズル、パイプまたは配管内の急激な流量変化やターンなどで発生します。液体の衝突によって金属の保護層が剥がれ、露出した表面が腐食性物質にさらされると、急速に腐食が進行します。

2024.03.05

原子力施設に関すること

同位体希釈で放射線障害を低減

同位体希釈とは、元素の同位体（種類の異なる原子）の混合物に、特定の同位体のより高い濃度の試料を加えるプロセスです。たとえば、通常の（安定した）水素は水素原子1個と陽子1個で構成されますが、重水素は水素原子1個と陽子1個に加えて中性子1個も含まれています。同位体希釈では、重水素のように標識された同位体を加えることで、元の試料中の安定同位体の割合を低下させることができます。これにより、被曝線量を減らして放射線障害のリスクを低減することができます。

2024.03.07

放射線防護に関すること

原子力用語の基礎知識：原子核と原子

原子核とは原子の核の部分を指し、その中に陽子と中性子が含まれています。陽子には正の電荷があり、中性子は電荷を持っていません。原子核の構成は元素によって異なり、元素番号が小さい元素ほど原子核の構成は単純になります。例えば、水素の原子は1個の陽子のみを持ち、ヘリウムの原子は2個の陽子と2個の中性子を持ちます。原子核は原子質量のほとんどを占め、原子全体の質量に大きく影響します。

2024.03.05

原子力の基礎に関すること

原子力における「被覆粒子燃料」とは？

「被覆粒子燃料」は、原子炉の核燃料を構成する重要な要素です。その構造は、直径約1ミリの球形をしており、中心に核燃料（ウランやプルトニウム）の微粒子が封入されています。この微粒子は、炭化ケイ素などの耐熱性と耐放射線性の高い物質でコーティングされています。このコーティング層が、核燃料の拡散や溶融を防ぐための被覆層となっています。被覆粒子燃料は、原子炉内で核分裂反応を起こす際に、以下の重要な役割を果たします。* 核燃料の保持被覆層が核燃料を閉じ込めることで、原子炉の冷却材や構造材への燃料の拡散を防ぎます。* ガス保持核分裂反応では核分裂生成ガスが発生しますが、被覆層がこれらのガスを保持することで、原子炉内の気圧上昇を防ぎます。* 核分裂生成物の放出抑制被覆層が核分裂生成物を閉じ込めることで、原子炉が運転停止時に放出する放射性物質の量を低減します。

2024.03.05

核燃料サイクルに関すること