電力研究家 | 電気料金と節電方法ガイド

エネルギー源としての原子力発電：実用炉の役割

- 原子力発電と実用炉原子力発電は、ウランなどの原子核が分裂する際に生じる莫大なエネルギーを利用して、熱を作り出し、蒸気を発生させてタービンを回し、電気を発生させる発電方法です。火力発電と同様に蒸気を利用して発電しますが、石炭や石油などの化石燃料を燃やす代わりに原子力の力を使う点が異なります。原子力発電は、発電時に地球温暖化の原因となる二酸化炭素を排出しないため、地球環境への負荷が少ない発電方法として注目されています。原子力発電を行うには、原子核分裂の反応を制御し、安全に熱を取り出すための装置である原子炉が不可欠です。原子炉には、大きく分けて二つの種類があります。一つは、原子力の研究や新しい技術開発のために作られた原子炉です。大学や研究機関に設置され、実験や調査など様々な用途に利用されています。もう一つは、実際に電力会社が発電を行うために使用する原子炉で、「実用炉」と呼ばれています。実用炉は、大量の電力を安定して供給できるように設計されており、高い安全性が求められます。発電した電気は、送電線を通じて私たちの家庭や工場などに送られています。実用炉は、日本の電力供給において重要な役割を担っており、エネルギー安全保障の観点からも重要な施設です。

2024.09.24

原子力施設

静脈物流：資源循環の要

- 静脈物流とはものを生産し、消費者に届けるまでの流れを指す「動脈物流」。この動脈物流と対比して用いられるのが「静脈物流」です。静脈物流とは、家庭や事業所から排出される廃棄物などを回収し、処理やリサイクルを行うための物流システムのことを指します。私たちが日々の生活で当たり前のように行っているゴミ出しも、静脈物流の一部です。集められたゴミは、決められた場所に運ばれ、分別や焼却、埋め立てなど、それぞれの処理方法に沿って処理されます。そして、この処理過程において、静脈物流は単なるゴミ処理ではなく、使用済み製品を資源として再び社会に循環させるという、重要な役割を担っています。例えば、使用済みのペットボトルは回収後、適切に処理することで再びペットボトルや衣類、文房具など、様々な製品の原料として生まれ変わります。このように、静脈物流は限りある資源を有効活用し、環境負荷を低減する上で、現代社会において欠かせないシステムと言えるでしょう。

2024.09.24

その他

放射線と上皮組織: 影響と回復のメカニズム

私たちの体は、外界と触れ合う部分や、体内の様々な器官を覆う薄い組織によって守られています。この組織は上皮組織と呼ばれ、体内の環境を一定に保ち、細菌やウイルスなどの侵入を防ぐという大切な役割を担っています。例えば、私たちの体の表面を覆う皮膚も、食べ物を消化・吸収する器官である腸の内側も、血液を体中に送るための血管の内側も、すべて上皮組織によって構成されています。上皮組織は、場所や役割によって形や働きが異なり、それぞれに適した細胞がぎゅっと密に並んで組織を形成しています。例えば皮膚の表面は、外部からの刺激や異物の侵入を防ぐために、細胞が何層にも重なって硬い構造となっています。一方、腸の内側は、栄養分を効率よく吸収するために、表面積を広げるような特殊な構造を持つ細胞が並んでいます。また、血管の内側は、血液がスムーズに流れるように、平らな細胞が隙間なく敷き詰められています。このように、上皮組織は、体の様々な場所で、それぞれの役割に合わせて巧みにその構造を変えながら、私たちの体を守り、支えているのです。

2024.09.24

放射線について

放射線と上皮組織の関係

私たちの体は、まるで一枚の精巧な布で包み込まれているように、全身を薄い細胞の層で覆われています。これが「上皮組織」と呼ばれるものです。この組織は、顔や手足など外から見える皮膚はもちろんのこと、胃や腸などの内臓の表面、さらには血管やリンパ管の内側といった、体内の様々な場所に存在しています。上皮組織は、例えるなら、家全体を包む外壁や、部屋と部屋を仕切る壁のような役割を果たしています。外壁が家を守るように、上皮組織は、細菌やウイルスなどの外敵から体を守り、体内への侵入を防ぐという重要な役割を担っています。また同時に、体内の水分を保ち、乾燥を防ぐ役割も担っています。さらに、上皮組織は常に外部環境にさらされているため、傷つきやすいという側面も持ち合わせています。しかし、傷ついた場合でも、速やかに修復する能力を備えているため、私たちの体は健康を保つことができるのです。例えば、すり傷を負っても、皮膚の下にある上皮組織が活発に細胞分裂を行い、傷口を塞いでくれます。このように、上皮組織は目立たないながらも、私たちの体にとって非常に重要な役割を担っていると言えるでしょう。

2024.09.24

放射線について

原子力発電の基礎知識：蒸発処理とは？

蒸発処理の概要原子力発電所では、日々の運転や設備の保守点検などによって、様々な放射性廃棄物が発生します。中でも、放射性物質を含む水、いわゆる放射性廃液は、その量が多いため、適切な処理が求められます。蒸発処理は、この放射性廃液の量を減らし、保管や最終的な処分を容易にするための重要な技術の一つです。蒸発処理は、簡単に言えば、大量の薄い濃度の放射性廃液を、巨大なやかんのような装置で煮詰める処理のことです。これにより、水は蒸気となって分離され、残った液体には放射性物質が濃縮されます。この蒸気は、放射性物質を含まない安全なものなので、大気中に放出されます。一方、残った濃縮された液体は、放射性廃棄物として、厳重に管理され、最終的には固化処理などを行い、安全な状態で処分されます。蒸発処理は、放射性廃液の量を大幅に減らすことができるため、原子力発電所における廃棄物管理において重要な役割を担っています。また、比較的シンプルなプロセスであるため、安定して運転できるという利点もあります。

2024.09.24

原子力施設

小頭症：原因と特徴について

- 小頭症とは小頭症は、生まれたばかりの赤ちゃんの頭囲が、同じ月齢や性別の赤ちゃんに比べて極端に小さい状態を指します。一般的に、赤ちゃんの頭囲は成長曲線を用いて評価され、標準範囲から大きく外れている場合には小頭症が疑われます。具体的には、平均的な頭囲よりも標準偏差の2倍以上小さい場合に、小頭症と診断されます。重要なのは、小頭症自体は病気ではなく、脳の成長や発達に何らかの異常が生じていることを示す症状の一つであるという点です。つまり、小頭症は、さまざまな要因によって引き起こされる可能性があり、その背景には遺伝的な要因や、妊娠中の母体への影響など、多岐にわたる原因が考えられます。小頭症の赤ちゃんでは、頭囲が小さいことに加えて、知的発達の遅れや、運動機能の発達障害など、様々な発達上の問題を伴うことがあります。しかし、その程度は原因や個々の赤ちゃんによって大きく異なり、軽度の発達遅延にとどまる場合もあれば、重度の障害を持つ場合もあります。小頭症は、赤ちゃんの成長や発達に影響を与える可能性のある重要な症状です。そのため、早期に発見し、適切な対応を行うことが重要となります。もし、赤ちゃんの頭囲が小さいなど、気になることがあれば、ためらわずに医師に相談するようにしましょう。

2024.09.24

その他

知られざる電力？無効電力の役割

私たちが日々当たり前のように使用している電気、すなわち電力には、二つの種類が存在します。一つは「有効電力」、もう一つは「無効電力」と呼ばれています。有効電力とは、電気エネルギーが熱や光、動力に変換される際に消費される電力のことを指します。例えば、電気を流すことで熱を発生させる電気ストーブや、光を生み出す電球などは、有効電力を消費していると言えます。一方、無効電力とは、電気機器の動作に必要な電圧と電流の波形を調整するために必要な電力のことを指します。分かりやすく例えると、モーターを動かすことを想像してみてください。モーターをスムーズに回転させるためには、一定の力で回転させる必要があります。この時、回転を助ける力が必要となりますが、無効電力は、まさにこの回転を助ける力を供給する役割を担っています。つまり、有効電力は実際に「仕事」をするために使われる電力であり、無効電力は機器を動かすための「準備運動」を助ける電力と言えるでしょう。私たちが快適に電気を使用するためには、この二種類の電力のバランスが重要となります。

2024.09.24

その他

原子力発電における状態基準保全

日本の産業設備においては、長年にわたり、時間の経過を基準に定期的に保守を行う時間基準保全が一般的な手法として採用されてきました。これは、あらかじめ定められた期間や稼働時間ごとに、部品の交換や設備全体の点検を実施するというものです。例えば、工場の機械であれば、３ヶ月に一度、あるいは、稼働時間が1000時間に達するごとに、部品交換や点検を行うといった具合です。しかし、この時間基準保全には、いくつかの問題点が指摘されています。一つは、設備の実際の状態を考慮せずに、機械的に保守を行ってしまうという点です。まだ十分に使える状態の部品であっても、決められた時期が来れば交換となるため、資源の無駄遣いやコスト増加につながりかねません。さらに、必要以上の分解点検は、設備への負荷を増大させ、結果的に寿命を縮めてしまうというリスクもはらんでいます。人が頻繁に機械を分解し、部品を交換することは、一見、丁寧な保守のように思えますが、実際には、その過程で新たな故障を招いたり、部品の劣化を早めてしまう可能性もあるのです。

2024.09.24

原子力の安全

無拘束限界値：安全な放射性廃棄物処分のための指標

原子力発電所をはじめ、放射性物質を取り扱う施設では、発電に使用した後の燃料だけでなく、様々な工程で放射能レベルの異なる廃棄物が発生します。これらの廃棄物は、放射能の強さや性質に合わせて、安全かつ適切に管理することが極めて重要です。高レベル放射性廃棄物である使用済み燃料は、再処理を経てウランやプルトニウムを取り出した後、残りの放射性物質をガラス固化体として封じ込め、地下深くに埋設処分する方法が検討されています。一方、低レベル放射性廃棄物は、適切な処理や処分を行うことによって、環境や私たちの健康への影響を最小限に抑えることが可能です。低レベル放射性廃棄物には、作業服や手袋などの汚染物、使用済み機器の一部などが含まれます。これらは、放射能レベルに応じて分別され、焼却や圧縮などの減容処理や、セメントなどで固めて安定化処理が行われます。そして、遮蔽効果のある容器に封入した上で、適切な管理の下で保管または処分されます。放射性廃棄物の安全管理は、原子力発電の利用において極めて重要な課題です。将来世代に負担を残さないよう、安全性を第一に、環境への影響を最小限に抑える技術開発や管理体制の構築が求められています。

2024.09.24

放射線について

原子力発電の安全性：状態監視保全とは

原子力発電所は、私たちの暮らしに欠かせない電気を送り出す、重要な役割を担っています。この施設を安全に運用していくためには、発電所の設備が常にきちんと動く状態を保つことが非常に重要であり、そのためには適切な保全活動が欠かせません。ほんの小さな異常も見逃せば、大きな事故につながりかねないため、様々な保全活動が実施されています。原子力発電所における保全活動は、大きく分けて「定期検査」と「予防保全」の二つに分類できます。定期検査は、法律で定められた期間ごとに行われる、発電所全体を対象とした大規模な点検です。この検査では、原子炉やタービンなど、主要な設備を分解・検査し、劣化や損傷がないかを入念に確認します。さらに、最新技術を用いた検査や、過去の運転データに基づく評価なども行い、設備の健全性を多角的に評価します。一方、予防保全は、定期検査の間にも、設備の状態を監視し、異常の兆候を早期に発見して、故障や事故を未然に防ぐための活動です。例えば、センサーを用いて設備の振動や温度、圧力などを常時監視したり、定期的に設備の目視点検や油の分析などを行い、異常の有無を確認します。このように、原子力発電所では、人々の安全を最優先に、様々な保全活動を通じて、設備の信頼性と安全性の維持に努めています。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電の基礎：無限増倍率とは？

原子力発電は、ウランなどの核分裂しやすい物質が中性子を吸収することで莫大なエネルギーを生み出す発電方法です。核分裂性物質に中性子が衝突すると、物質は分裂し、さらに複数の中性子を放出します。この放出された中性子が、また別の核分裂性物質に衝突して新たな核分裂を引き起こすという連鎖反応が、原子力発電の心臓部です。この連鎖反応がどれほど効率よく続くかを示す指標が「無限増倍率」です。無限増倍率が１よりも大きい場合、核分裂の反応は連鎖的に継続し、莫大なエネルギーを生み出し続けます。これは、放出される中性子の数が、次の核分裂を引き起こすのに十分な量を上回っている状態を示しています。逆に、無限増倍率が１よりも小さい場合は、連鎖反応は次第に減衰し、最終的には停止してしまいます。原子炉を安定的に稼働させるためには、無限増倍率を微妙に調整し、１付近に維持することが不可欠です。この調整は、中性子の速度を制御する減速材や、核分裂反応を抑える制御棒などを用いて行われます。原子炉の設計段階では、使用する核燃料の種類や配置、減速材や制御材の設計などが、無限増倍率に大きく影響を与えるため、綿密な計算とシミュレーションが欠かせません。このように、無限増倍率は原子炉の性能を測る上で非常に重要な指標であり、原子力発電所の安全かつ安定的な運転に欠かせない要素です。

2024.09.24

原子力発電の基礎知識

知られざる染色体：常染色体

人間の体は、約37兆個もの細胞が集まってできています。一つ一つの細胞には核が存在し、その中には遺伝情報であるDNAが格納されています。DNAは、生命の設計図とも言える重要な物質です。 DNAは、ヒストンというタンパク質に巻き付きながら、クロマチンという糸状の構造を作ります。この構造は、まるで糸巻きのように、長いDNAをコンパクトに収納する役割を担っています。さらに、クロマチンは複雑に折り畳まれ、より凝縮された状態へと変化します。そして、細胞分裂の際にのみ観察される棒状の形になったものが、染色体です。染色体は、遺伝情報を正確に複製し、新しい細胞に分配するための重要な役割を担っています。染色体のおかげで、親から子へと、生命の情報が脈々と受け継がれていくのです。

2024.09.24

その他

放射線障害と無気力

私たちは日常生活の中で、疲れていたり、やる気が出なかったり、いわゆる「無気力」な状態を経験することがあります。多くの場合、十分な休息や気分転換によって回復します。しかし、高線量の放射線を浴びた後に無気力感が現れた場合は、注意が必要です。これは一時的な疲労ではなく、放射線障害の初期症状である可能性があるからです。放射線は、目に見えませんが、私たちの体を通過する際にエネルギーを伝えます。高線量の放射線を浴びると、体内の細胞が強いエネルギーの影響を受けて、細胞の設計図であるDNAが損傷を受けてしまいます。 DNAが損傷すると、細胞は正常に機能することができなくなり、新しい細胞を作ることもできなくなります。その結果、様々な体の機能が損なわれ、疲労感や倦怠感、吐き気、嘔吐、下痢、皮膚の赤み、脱毛など、様々な症状が現れます。これが放射線障害です。放射線障害の症状は、被曝した放射線の量、被曝した体の部位、個人の体質などによって大きく異なります。初期症状である無気力感は、他の病気と区別がつきにくいという特徴があります。そのため、放射線を浴びた可能性がある場合は、たとえ軽い症状であっても、自己判断せずに医療機関を受診し、専門家の診断を受けることが重要です。

2024.09.24

放射線について

がん治療の最前線：小線源療法とは

- 小線源療法の概要小線源療法は、がん細胞を小さくするために放射線を使う治療法の中の一つですが、体外から照射する外部照射とは異なり、放射線を出す小さな線源をがん組織の近くに直接置くという特徴があります。この線源は米粒ほどの大きさで、体内に挿入したり、体表に貼り付けたりする方法があります。小線源療法の最大の利点は、がん細胞だけに集中的に放射線を当てることができる点です。線源をがん組織に極めて近い位置に置くことで、周囲にある正常な細胞への影響を最小限に抑えながら、効果的にがん細胞を攻撃することができます。従来の外部照射と比べると、小線源療法は治療期間が短く、入院期間も短縮できる場合があります。また、治療による副作用も比較的軽く済むことが多いです。小線源療法は、前立腺がん、子宮頸がんなど、様々な種類のがんの治療に用いられます。がんの進行度や部位、患者さんの状態によって、最適な治療法は異なりますので、医師とよく相談することが大切です。

2024.09.24

放射線について

無煙炭：石炭の最終形態とその利用法

石炭と聞いて、多くの人が思い浮かべるのは、黒くて硬い塊でしょう。しかし、無煙炭は、一般的な石炭のイメージとは少し異なるかもしれません。石炭は、古代の植物の遺骸が地中に埋もれ、長い年月をかけて熱と圧力を受けることで、ゆっくりと変化していきます。この過程を石炭化と呼びますが、無煙炭は、この石炭化が最も進んだ状態、いわば最終形態に達した石炭なのです。無煙炭は、炭素含有量が90%以上と極めて高く、他の石炭と比べて硬く、金属のような光沢を帯びているのが特徴です。そのため、見慣れた石炭とは異なる印象を受けるかもしれません。無煙炭は、石炭の中でも最も質が高く、燃焼時に煙や煤塵が少ないため、その名が示す通り「煙の出ない石炭」として知られています。かつては、その燃焼効率の良さから、蒸気機関車の燃料や、製鉄などの工業用に広く利用されていました。今日では、環境への配慮から石炭の使用量は減っていますが、無煙炭は、その特性を生かして、活性炭や電極の原料など、様々な分野で利用されています。

2024.09.24

その他

原子力発電の余熱：使用済燃料の崩壊熱とは

原子力発電所では、ウラン燃料を用いて莫大なエネルギーを生み出しています。ウラン燃料に中性子をぶつけることで核分裂反応を起こし、熱エネルギーを取り出して発電に利用しています。この核分裂反応の過程で、元のウラン燃料とは異なる様々な元素が生み出されます。反応を終えた燃料は「使用済燃料」と呼ばれ、そこにはまだ不安定な状態にある放射性核種が多く含まれています。放射性核種は不安定な状態から安定な状態へと変化していきますが、この過程を放射性崩壊と呼びます。放射性崩壊は核種の種類によって異なる時間がかかり、数秒から数万年、数億年という長い年月をかけて安定していくものもあります。放射性崩壊の過程では、放射線と呼ばれるエネルギーを持った粒子が放出されます。放射線にはいくつかの種類があり、それぞれ異なる性質と透過力を持っています。使用済燃料は放射線を出すため、厳重な管理と保管が求められます。保管中は、放射線による影響を遮断するために、コンクリートや金属などからなる頑丈な容器に封入されます。そして、最終的には再処理や最終処分といった方法で適切に処理されます。

2024.09.24

核燃料

放射性同位体の製造法：ミルキング

- はじめに原子力は、私たちの社会において、エネルギー源としてだけでなく、様々な分野で重要な役割を担っています。特に、放射性同位体は、医療、工業、科学といった多岐にわたる分野で欠かせない存在となっています。医療分野では、放射性同位体を用いた画像診断や治療が広く行われています。例えば、がんの診断には、特定の臓器に集まりやすい性質を持つ放射性同位体を含む薬剤を投与し、その分布を画像化することで、がんの有無や位置を特定します。また、放射線治療では、がん細胞に放射線を照射して死滅させる治療が行われていますが、ここでも放射性同位体が利用されています。工業分野では、製品の品質管理や安全性の確保のために、放射性同位体を用いた非破壊検査が活用されています。これは、放射線を材料に照射し、その透過や散乱の様子を調べることで、材料内部の欠陥や劣化状態を検査する技術です。橋梁や航空機などの大型構造物の検査にも利用され、私たちの安全な暮らしを支えています。科学分野では、物質の挙動や反応を調べるために、放射性同位体をトレーサーとして利用した実験が行われています。トレーサーとは、ごく微量でも検出できるため、複雑な系における物質の移動や化学反応を追跡するのに役立ちます。このように、放射性同位体は様々な分野で重要な役割を担っており、その需要は増加の一途をたどっています。それぞれの用途に応じて、適切な種類と量の放射性同位体を安定的に供給することが、今後ますます重要になってくるでしょう。

2024.09.24

放射線について

使用済燃料貯蔵プール：その役割と仕組み

原子力発電は、ウランなどの核燃料が原子核分裂を起こす際に生じる莫大なエネルギーを利用した発電方法です。原子核分裂とは、ウランの原子核に中性子をぶつけることで、ウラン原子核が二つ以上の原子核に分裂する現象を指します。この現象に伴い、膨大な熱エネルギーと放射線が発生します。原子力発電所では、この熱エネルギーを利用して水を沸騰させ、発生した蒸気でタービンを回し発電を行います。原子力発電は、火力発電と比較して、二酸化炭素の排出量が非常に少ないという利点があります。しかし、発電の過程で使用済み燃料と呼ばれる、放射能を持つ物質が発生します。使用済み燃料には、まだ核分裂を起こすことのできるウランやプルトニウムが含まれているため、適切な管理と貯蔵が必要不可欠です。現在、日本では使用済み燃料を再処理する技術が開発され、使用済み燃料からウランやプルトニウムを抽出し、再び燃料として利用する取り組みが進められています。また、最終的には地下深くに埋設処分する方法が検討されています。このように、原子力発電は、エネルギー源としての効率性が高い反面、使用済み燃料の処理という課題も抱えています。安全性を第一に、使用済み燃料の適切な管理と処分に取り組んでいく必要があります。

2024.09.24

原子力施設

使用済燃料再処理等積立金：エネルギーの未来を支える仕組み

原子力発電は、二酸化炭素を排出せずに安定した電力を供給できるという点で、日本のエネルギー事情において重要な役割を担っています。しかし、原子力発電所では、発電に伴い使用済燃料が発生します。この使用済燃料には、放射性物質が含まれており、適切な処理が必要となります。使用済燃料には、まだエネルギーとして利用できるウランやプルトニウムが含まれており、資源の有効活用と放射性廃棄物の減容化の観点から、再処理を行うことが我が国の核燃料サイクル政策の基本となっています。再処理とは、使用済燃料からウランとプルトニウムを分離・回収し、再び原子炉の燃料として利用できるようにする技術です。こうして資源を循環利用することで、ウラン資源の有効活用と放射性廃棄物の発生量抑制を同時に実現できます。分離されたウランとプルトニウムは、プルサーマル発電と呼ばれる発電方法で再びエネルギーとして利用されます。プルサーマル発電は、ウラン燃料のみを使用する従来の原子力発電と比較して、天然ウランの使用量を抑制し、放射性廃棄物の発生量を低減できるという利点があります。使用済燃料の再処理は、資源の有効活用と環境負荷低減の観点から重要な技術です。しかし、再処理には高度な技術と費用がかかるため、今後の技術開発や国際協力が不可欠です。さらに、再処理によって発生する高レベル放射性廃棄物の最終処分についても、国民の理解と協力が求められています。

2024.09.24

核燃料

使用済燃料再処理積立・管理法：未来への責任

- 法律制定の背景原子力発電は、地球温暖化の原因となる二酸化炭素の排出量が少ないという大きな利点を持つ反面、発電に伴い、放射性物質を含む使用済燃料が発生します。この使用済燃料には、再処理を行い資源として再利用するか、適切な処理を施した上で最終的に処分するか、二つの選択肢が存在します。日本では、エネルギー資源の多くを海外に依存している現状を踏まえ、エネルギー安全保障の観点から、使用済燃料を再処理し、ウランやプルトニウムといった資源を再び燃料として利用する核燃料サイクル政策を推進しています。しかしながら、再処理には莫大な費用と長い年月を必要とするため、その実施を確実なものとするために、必要な資金をあらかじめ計画的に積み立てる仕組みが必要となりました。そこで、使用済燃料の再処理に係る費用を電力会社が負担し、その資金を適切に積み立て、管理することを目的として、使用済燃料再処理積立・管理法が制定されました。この法律により、将来にわたる安定的なエネルギー供給の確保を目指しています。

2024.09.24

核燃料

エネルギーの未来を担う：使用済燃料とは？

原子力発電所では、ウランという物質を燃料として電力を作っています。ウランは原子炉と呼ばれる施設の中で核分裂反応を起こし、膨大な熱エネルギーを生み出します。この熱エネルギーを利用して水を沸騰させ、蒸気によってタービンを回し、電気を作り出します。燃料であるウランは、一定期間使い続けると核分裂反応の効率が低下していきます。この状態になった燃料を「使用済燃料」と呼びます。使用済燃料は、原子炉から取り出され、専用のプールで冷却されます。使用済燃料には、まだ核分裂を起こせる物質が含まれており、貴重な資源として再利用することが可能です。日本で現在検討されている方法の一つに、「再処理」があります。再処理とは、使用済燃料からプルトニウムやウランを取り出し、再び原子力発電所の燃料として利用する技術です。このように、使用済燃料は適切に処理することで、エネルギー資源として有効活用できます。

2024.09.24

核燃料

原子炉のブラックボックス: 照射リグの秘密

原子力発電所の中心にある原子炉は、燃料と呼ばれる物質が核分裂反応を起こすことで熱を生み出し、その熱を利用して電気を作っています。この燃料がどのように変化するのか、その挙動を詳しく知ることは、原子炉を安全かつ効率的に運転するために非常に重要です。そのために活躍するのが「照射リグ」という特別な装置です。照射リグは、原子炉の中という過酷な環境、すなわち高い温度と圧力に耐えながら、燃料の状態を細かく調べることができるように設計されています。具体的には、燃料の温度や圧力の変化、そして形状がどのように変化するかといったことを計測するためのセンサーが、多数取り付けられています。これらのセンサーから送られてくるデータは、まるで人間の健康状態を調べる精密検査のように、燃料の状態を詳細に教えてくれるのです。このように、照射リグは燃料のふるまいを監視する「目」として、原子力発電の安全と効率に大きく貢献しています。

2024.09.24

核燃料

原子炉の安全性と照射誘起応力腐食割れ

原子力発電所の心臓部である原子炉は、想像を絶するほどの過酷な環境下で稼働しています。原子炉内部では、高温高圧の水蒸気が常に材料に圧力をかけており、同時に目に見えない放射線が飛び交っています。このような過酷な環境では、頑丈な金属製の構造物でさえ、徐々に劣化していく現象は避けられません。その中でも、特に注意が必要なのが『照射誘起応力腐食割れ（IASCC）』と呼ばれる現象です。これは、材料が高温の水に触れている状態で、さらに外部からの圧力や内部の歪みなどによって応力が加わると、放射線の影響も相まって、通常では考えられないほど脆く、割れやすくなってしまう現象です。例えるならば、私達が普段何気なく使っている金属製のスプーンを想像してみてください。このスプーンを高温の熱湯に浸し続けながら、同時に曲げたり伸ばしたりする力を加え続けるとします。すると、スプーンは次第に変形し、最終的には折れてしまうでしょう。IASCCは、これと似たようなことが原子炉内部の金属材料で起こるとイメージすると分かりやすいかもしれません。このように、IASCCは原子力発電所の安全運転を脅かす可能性のある深刻な問題です。そのため、IASCCの発生メカニズムを解明し、その対策を講じるための研究が世界中で進められています。

2024.09.24

原子力の安全

未来の原子力：未臨界炉の仕組みと安全性

- 未臨界炉とは未臨界炉は、従来の原子炉とは異なる仕組みで核分裂反応を起こす、新しいタイプの原子炉です。従来の原子炉は、ウランなどの核燃料を炉心に密集させて配置することで、核分裂反応を連鎖的に起こせる臨界状態を作り出しています。一方、未臨界炉では、炉心単独では臨界に達しないように設計されています。そのため、仮に何らかの異常が発生した場合でも、核分裂反応が過剰に進むことを防ぎ、高い安全性を確保できるのです。では、どのようにして核分裂反応を起こしているのでしょうか。未臨界炉の運転には、陽子加速器という装置が重要な役割を果たします。陽子加速器は、文字通り陽子を光速に近い速度まで加速させる装置です。この加速された陽子を標的に衝突させると、大量の中性子が発生します。未臨界炉では、この中性子を未臨界状態の炉心に送り込むことで、制御された核分裂反応を継続的に起こしているのです。このように、未臨界炉は従来の原子炉とは異なる原理で動作するため、より安全性の高い原子力発電として期待されています。

2024.09.24

原子力施設