原子力発電の教科書

熱中性子炉の原理熱中性子炉は、原子炉の一種であり、熱中性子を核分裂反応に利用します。中性子とは、原子核に存在する粒子のことで、電荷を持たず、質量は陽子の約1/1830です。熱中性子とは、エネルギーの低い中性子のことで、その運動エネルギーは室温程度の熱運動エネルギーと同じくらいです。熱中性子炉では、炉心にウランなどの核燃料を装填し、周囲に重水または黒鉛製の減速材を配置します。減速材は、核燃料から放出される高速中性子を減速させて熱中性子に変換する働きがあります。熱中性子は、核分裂反応を起こしやすく、核燃料内のウラン原子核と反応して核分裂を引き起こします。このときに放出されるエネルギーが熱エネルギーとして利用されます。

原子力用語の「熱外中性子」とは、エネルギーが非常に低い中性子のことを指します。中性子は原子核の中にある粒子で、電荷を持たない中性な性質を持っています。中性子のエネルギーは、その温度によって決まります。一般的に、高い温度になると中性子のエネルギーも高くなります。熱外中性子は、周囲の物質の温度よりもはるかに低いエネルギーを持っているのです。熱外中性子は、原子炉の減速材（モデレータ）によって生成されます。減速材は、中性子のエネルギーを下げる働きを持つ物質です。原子炉の中性子は、最初に燃料で核分裂反応を起こすことで発生します。この中性子は非常に高エネルギーですが、減速材を通過することでエネルギーを失い、熱外中性子となります。