リム効果

原子力発電所では、ウランという物質が持つエネルギーを利用して発電を行っています。ウランは核分裂という反応を起こすと、莫大な熱エネルギーを生み出す性質があります。このウランを燃料として利用し、その熱で水を沸騰させて蒸気を作り、タービンを回して発電機を動かしています。 このウラン燃料ですが、そのままの形で使用されるわけではありません。小さな粒状に加工され、ジルコニウム合金という金属製の容器に封入されます。この容器に入った状態のものを燃料棒と呼びます。そして、この燃料棒を束ねて、さらに大きな構造体にしたものを燃料集合体と呼びます。 燃料集合体は原子炉の炉心に設置され、中性子と呼ばれる粒子の照射を受け続けます。中性子の照射を受けることでウランは核分裂を起こし、熱を発生し続けます。この状態が燃料の燃焼です。そして、この燃料の燃焼の度合いを示す指標となるのが燃焼度です。 燃焼度が高い、つまり燃料が長時間照射された状態になると、燃料集合体の中では様々な変化が起こります。燃料の組成変化や、燃料ペレットの形状変化、さらに燃料棒を構成する金属の劣化などが挙げられます。これらの変化は、燃料の性能や安全性を評価する上で重要な要素となります。