原子力発電

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

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

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

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

原子炉の安全を見守る: 照射監視試験片

原子炉は、私たちの生活に欠かせない電気を生み出す重要な施設です。しかし、原子炉は莫大なエネルギーを生み出すと同時に、目に見えない危険も抱えています。原子炉の中心部では、核分裂反応によって強烈な放射線が常に発生しています。原子炉圧力容器は、この危険な放射線から私たちを守るための重要な役割を担っています。この容器は、高熱や高圧に耐えるように設計された頑丈な構造物ですが、常に放射線を浴び続けることで、その強さに影響が出ることがあります。原子炉から放出される放射線には、高速で飛び回る中性子と呼ばれる小さな粒子が含まれています。中性子は、物質の原子に衝突すると、その構造を少しずつ変化させてしまいます。これを「照射脆化」と呼びます。照射脆化が進むと、圧力容器の材料は、もろくなってしまい、衝撃や圧力に弱くなってしまいます。もし、圧力容器が脆くなってしまったら、最悪の場合、亀裂が入ったり、破損したりする可能性も考えられます。これは、原子炉の安全性を大きく脅かす重大な事故に繋がりかねません。そのため、原子炉圧力容器の状態を常に監視し、材料の脆化を抑制するための対策が重要となります。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電所の廃止措置：密閉化措置とは

- はじめに原子力発電所は、私たちに電気という貴重なエネルギーを提供してきました。しかし、どんなものでも永遠に使い続けることはできません。原子力発電所も、その役割を終える時が来ます。その際には、安全に、そして確実に、運転を停止し、後始末を行う必要があります。これを廃止措置と呼びます。廃止措置にはいくつかの方法がありますが、今回はその中の一つである「密閉化措置」について詳しく解説していきます。密閉化措置とは、原子炉や放射性物質を扱う設備などを、人が容易に立ち入ることができないよう、コンクリートや鋼鉄などで頑丈に密閉する方法です。密閉された施設は、厳重な管理と監視の下に置かれ、長期間にわたって放射性物質の漏えいを防ぎます。密閉化措置は、他の廃止措置と比較して、比較的短期間で完了できるという利点があります。また、施設全体を解体するわけではないため、解体作業に伴う放射線被ばくのリスクを低減できるというメリットもあります。しかし、長期間にわたって施設を管理し続ける必要があるため、その間の費用や環境への影響を考慮する必要があります。密閉化措置は、原子力発電所の廃止措置における重要な選択肢の一つですが、それぞれの発電所の状況に応じて、最適な方法を選択していくことが大切です。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電の心臓部！蒸気発生器の役割とは？

原子力発電所の中核を担う設備の一つに、蒸気発生器があります。火力発電所と同じように、原子力発電所でも電気を作るためには、タービンを回転させる必要があります。そのタービンを動かすために欠かせないのが、高圧の蒸気です。火力発電所では石炭や石油などを燃やして水を沸騰させ、蒸気を発生させていますが、原子力発電所では、原子炉で発生させた熱を利用して蒸気を発生させています。この重要な役割を担っているのが蒸気発生器です。蒸気発生器の内部には多数の細長い管が束状に設置されており、その管の中を原子炉で熱せられた水が通ります。管の周囲は冷却水が循環しており、熱い管に触れることで冷却水は沸騰し、高圧の蒸気に変化します。発生した蒸気はタービンへと送られ、タービンを回転させることで発電機が動き、電気が作られます。このように、蒸気発生器は原子炉で作られた熱エネルギーを、電気エネルギーに変換する過程で重要な役割を担っています。原子力発電所において、蒸気発生器はまさに「発電の要」といえるでしょう。

2024.09.24

原子力施設

原子炉の安全性と水-ジルコニウム反応

原子力発電所の心臓部には、原子炉と呼ばれる巨大な設備が存在します。この原子炉の中で、ウラン燃料が核分裂反応を起こし、莫大な熱エネルギーを発生させています。この熱エネルギーこそが、タービンを回し、発電機を動かす力の源です。原子炉内で核分裂反応を起こしているウラン燃料は、金属製の被覆管と呼ばれる頑丈な容器に封じ込められています。この被覆管は、燃料が核分裂反応を起こす際に発生する高温や高圧に耐えうるだけでなく、燃料から発生する放射性物質が外部に漏れ出すのを防ぐ役割も担っています。被覆管は、原子炉の安全性を確保する上で非常に重要な役割を担っています。もし被覆管が破損した場合、放射性物質が原子炉内に漏れ出し、深刻な事故につながる可能性があります。そのため、被覆管は、高い強度と耐腐食性を備えた特別な金属で作られており、製造過程においても厳しい品質管理が行われています。原子力発電は、二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギー源として期待されていますが、安全性を確保するためには、原子炉の心臓部である燃料をしっかりと守ることが何よりも重要です。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電と準国産エネルギー

私たちが日々の生活を営む上で、エネルギーは欠くことのできないものです。電気や熱といったエネルギーは、様々なエネルギー源から生み出されています。エネルギー源はその由来によって、大きく二つに分けられます。一つは、海外からの輸入に頼っているエネルギー源です。もう一つは、国内でエネルギーを得られる、いわゆる国産エネルギーです。火力発電の燃料として用いられる石炭や石油、天然ガスは、そのほとんどを輸入に頼っているため、前者の代表例といえます。一方、水力発電や太陽光発電、風力発電といった再生可能エネルギーは、太陽光や水の流れ、風の力といった自然の力を利用して発電するため、後者に分類されます。では、原子力発電はどちらに分類されるのでしょうか。原子力発電は、ウランという物質が持つエネルギーを利用して電気を作っています。しかし、このウランは、日本国内ではほとんど産出されず、海外からの輸入に依存しています。そのため、原子力発電は、国産エネルギーではなく、火力発電と同様に輸入エネルギーに分類されるのです。

2024.09.24

核燃料

原子炉の心臓を守る、シュラウドの役割とは？

原子力発電所の中央には、原子炉と呼ばれる巨大な構造物が鎮座しています。この原子炉こそ、莫大なエネルギーを生み出す源であり、その心臓部にあたるのが「炉心」です。炉心は、原子力発電のまさに中核を担う部分であり、ウラン燃料を封じた燃料集合体や、核分裂反応の速度を調整する制御棒など、重要な要素がぎっしりと詰め込まれています。燃料集合体の中では、ウランの核分裂反応が連鎖的に起こり、膨大な熱エネルギーが生まれます。この熱エネルギーを取り出すために、炉心には冷却材である水が循環しています。水が熱を奪いながら蒸気へと変化し、その蒸気がタービンを回転させることで、発電機が駆動し、電気エネルギーが作り出されるのです。このように、原子炉の心臓部である炉心は、核分裂反応という原子力の力を、私たちが利用できる電気エネルギーへと変換する、極めて重要な役割を担っているのです。

2024.09.24

原子力施設

原子力発電の陰の立役者：マジックハンド

- マジックハンドとは？原子力発電所では、ウラン燃料から熱エネルギーを取り出し、電気を作っています。この過程で発生するのが、目に見えず、触ることもできない放射線です。放射線は、大量に浴びると人体に影響を与える可能性があるため、発電所内では、放射線を遮蔽したり、離れた場所から作業を行うなど、様々な工夫が凝らされています。その一つが、「マジックハンド」の愛称で呼ばれる「マニピュレーター」です。マニピュレーターは、人間の手のように動く遠隔操作装置で、放射線量の多い場所で、人が近づかずに作業を行うことを可能にします。まるでSF映画に登場するロボットアームを操縦するような感覚で、離れた場所から放射性物質を安全に取り扱うことができます。マニピュレーターの先端には、様々な形状のものが取り付けられます。例えば、物を掴むためのものや、切断するためのもの、溶接するためのものなどがあり、用途に応じて使い分けられます。これにより、燃料の交換や点検、修理など、原子力発電所の様々な作業を、安全かつ正確に行うことが可能となります。原子力発電所において、マニピュレーターは、作業員の安全を確保するだけでなく、発電所の安定稼働にも大きく貢献していると言えるでしょう。

2024.09.24

原子力施設

原子炉の安全を守る:受動的崩壊熱除去とは

原子炉は運転を停止した後も、核分裂生成物と呼ばれる物質から熱が発生し続けます。これは、ウランなどの核燃料が核分裂した後も、不安定な状態の物質が残り、それが安定な状態に戻ろうとする際に熱を放出するためです。この熱を崩壊熱と呼びます。崩壊熱は、原子炉の運転時と比べると量は少なくなりますが、決して無視できるものではありません。原子炉が停止した直後には、運転時の数パーセント程度の熱が発生しており、時間の経過とともに徐々に減少していきます。しかし、完全に崩壊熱がなくなるまでには、非常に長い時間がかかります。もし、崩壊熱を適切に冷却できなかった場合、原子炉内の温度が上昇し、最悪の場合には炉心溶融などの深刻な事故につながる可能性があります。そのため、原子炉には、停止後も冷却水を循環させるなど、崩壊熱を安全に除去するためのシステムが備わっています。このシステムは、非常用電源からも電力を供給できるようになっており、停電時でも機能するように設計されています。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電の安全確保：供用前検査とは

原子力発電所は、運転を開始する前に、その安全性を確認するために、さまざまな試験や検査を行います。中でも特に重要なのが、供用前検査と呼ばれるものです。供用前検査は、原子炉や冷却システムなど、発電所の主要な設備が、設計通りに正しく作られており、安全に運転できる状態にあるかどうかを、実際に運転する前に徹底的に確認するプロセスです。この検査では、材料の強度や溶接部の状態などを確認する非破壊検査や、電気系統や計装システムが正常に動作するかを確認する機能検査、実際に機器を動かして性能を確認する試運転など、多岐にわたる検査項目が設定されています。供用前検査は、原子力発電所の安全性を確保し、事故を未然に防ぐ上で非常に重要な役割を担っており、検査は国の厳しい基準に基づいて、専門的な知識と経験を持つ検査官によって実施されます。そして、すべての検査項目をクリアして初めて、原子力発電所は運転を開始することが許可されます。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電所の安全を守る「供用期間中検査」

原子力発電所は、私たちの生活に欠かせない電力を供給する重要な施設です。莫大なエネルギーを生み出すことができる一方で、その安全性を確保することが最優先事項であることは言うまでもありません。原子力発電所では、万が一事故が発生した場合、環境や人々の健康に深刻な影響を与える可能性があるため、徹底した安全対策が求められます。原子力発電所の安全確保は、設計・建設段階から始まります。発電所は、地震や津波などの自然災害に耐えうる頑丈な構造を持つよう設計され、建設には厳格な品質管理が求められます。材料の選定から組み立て、検査に至るまで、あらゆる工程において細心の注意が払われ、安全性を確保するための厳格な基準が設けられています。運転開始後も、原子力発電所の安全に対する取り組みは終わりません。定期的な検査やメンテナンスを行い、設備の健全性を常に確認しています。さらに、運転員の訓練や教育も重要な要素です。原子力発電所の運転には高度な知識と技術が求められるため、運転員は厳しい訓練を受け、緊急時にも適切に対応できるよう備えています。このように、原子力発電所では、設計、建設、運転、保守、そして人材育成に至るまで、あらゆる面において安全確保のためのたゆまぬ努力が続けられています。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電の出力調整運転：その役割と必要性

私たちの暮らしに欠かせない電気は、常に一定の需要があるわけではありません。時間帯や季節によって、その需要は大きく変化します。例えば、夏の暑い日中は冷房の使用が増えるため、電力需要はピークを迎えますが、反対に夜間や冬の寒い時期には、電力需要は低下します。このような電力需要の変動に的確に対応し、安定的に電気を供給するためには、発電所の出力調整が非常に重要となります。電力需要が少ない時間帯には発電量を抑制し、反対に需要が増加する時間帯には発電量を増やすことで、需要と供給のバランスを保つ必要があるのです。この、電力需要の変動に合わせて発電所の出力を調整することを「出力調整運転」と呼びます。出力調整運転は、電力系統の安定化、ひいては私たちの生活や経済活動を支える上で、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

原子力発電の基礎知識

原子炉の安全弁: 主蒸気逃し弁

原子力発電所の心臓部とも言える原子炉は、常に安全に稼働していることが不可欠です。その安全を担う重要な装置の一つに、主蒸気逃し弁があります。これは、原子炉で発生させた蒸気の熱を利用してタービンを回し発電する、加圧水型原子炉(PWR)というタイプの原子炉に設置されています。主蒸気逃し弁は、原子炉内で蒸気を発生させる装置である蒸気発生器で作り出された蒸気の圧力が、異常に上昇した場合に作動します。蒸気発生器で発生した蒸気は通常、タービンへと送られますが、何らかの原因でタービンへ蒸気を送ることができない状態になると、原子炉内の圧力が上昇し、原子炉の安全運転に支障をきたす可能性があります。このような事態を防ぐため、主蒸気逃し弁は、原子炉内の圧力が設定値を超えた場合、自動的に開きます。そして、過剰な蒸気を大気中に放出することで、原子炉内の圧力を適切な範囲に保ち、原子炉の安全を維持します。これは、ちょうど圧力鍋の安全弁と同じような役割を果たしていると言えます。主蒸気逃し弁は、原子炉の安全を確保するために非常に重要な役割を担っているのです。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電の安全を守る：主蒸気隔離弁の役割

- 原子力発電の心臓部原子力発電所は、原子炉内で起こる核分裂反応によって発生する熱エネルギーを利用して電気を作っています。この発電プロセスにおいて、原子炉とタービンをつなぐ重要な役割を担うのが主蒸気管です。原子炉の中では、核燃料であるウランの核分裂反応によって膨大な熱が発生します。この熱は、原子炉内を循環する冷却材を加熱するために利用されます。加熱された冷却材は、蒸気発生器へと送られ、そこで二次系の水と熱交換を行います。この熱交換によって、二次系では高温高圧の蒸気が生成されます。こうして生成された高温高圧の蒸気は、主蒸気管を通ってタービンへと送られます。タービンは、蒸気の持つ熱エネルギーを運動エネルギーに変換する装置です。タービンに送られた蒸気は、タービン翼に勢いよく吹き付けられ、タービンを高速回転させます。そして、タービンに連結された発電機が回転することで、電気エネルギーが作り出されるのです。このように、主蒸気管は、原子力発電所において、原子炉で発生した熱エネルギーを電気に変換する上で欠かせない役割を担っています。原子炉で作られた蒸気をタービンに送り届けることで、私たちの生活に欠かせない電気を供給しているのです。

2024.09.24

原子力の安全

原子力施設のセキュリティ：周辺防護区域の役割

- 周辺防護区域とは原子力発電所は、私たちの生活に欠かせない電力を供給する重要な施設ですが、一方で、放射性物質を扱うがゆえに、厳重な安全対策が求められます。原子力施設の安全を確保するために、法律に基づいて様々な対策が講じられていますが、その中でも特に重要なもののひとつに「周辺防護区域」があります。周辺防護区域とは、原子力発電所などの原子力施設において、放射性物質を保管する建物の周囲に設定される特別な区域のことです。この区域は、テロや不正アクセスなどの脅威から施設を守るための最後の砦として機能します。周辺防護区域の設定は、原子炉等規制法という法律に基づいて厳格に定められています。具体的には、原子炉の出力や種類、そして核燃料物質の種類や量に応じて、区域の範囲が決定されます。周辺防護区域内には、鉄筋コンクリート製の頑丈な壁やフェンスが設置され、関係者以外の立ち入りは厳しく制限されています。また、監視カメラやセンサーなどの高度なセキュリティシステムが導入され、24時間体制で監視が行われています。これは、万が一、不正侵入を試みる者がいた場合でも、速やかに検知し、対応するためです。このように、周辺防護区域は、原子力施設の安全を確保するための最後の砦として、重要な役割を担っています。原子力発電所は、周辺防護区域をはじめとする様々な安全対策を幾重にも重ねることで、私たちの暮らしを守っているのです。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電の未来を担う２トラック方式

- ２トラック方式とは２トラック方式とは、アメリカが提唱する原子力発電の包括的な計画であるGNEP（Global Nuclear Energy Partnership世界原子力エネルギーパートナーシップ）の中核をなす戦略です。これは、原子力発電を持続可能なエネルギー源として確立し、同時に、放射性廃棄物の問題を根本的に解決することを目指した枠組みです。この方式の特徴は、短期的な視点と長期的な視点を組み合わせた段階的なアプローチを採用している点にあります。まず、短期的な視点としては、現在主流であるウランを燃料とする原子力発電技術を改良し、より効率的に利用することで、エネルギーの安定供給と二酸化炭素排出量の削減を図ります。具体的には、現在の原子炉よりもウランの利用効率を高めた新型炉の開発や、運転済燃料を再処理して燃料として再利用する技術の確立などが挙げられます。一方、長期的な視点としては、高速炉と閉じた燃料サイクル技術の開発・導入を目指します。高速炉は、ウランよりも資源量の豊富なプルトニウムを燃料として利用できるため、エネルギー資源の枯渇問題を解決する可能性を秘めています。さらに、閉じた燃料サイクル技術を用いることで、放射性廃棄物の発生量を大幅に減らし、最終的な処分量を最小限に抑えることが期待されています。このように、２トラック方式は、既存技術の改良と革新的技術の開発を並行して進めることで、原子力発電の抱える問題を解決し、次世代のエネルギー源としての地位を確立しようとする、意欲的な戦略といえます。

2024.09.24

核燃料

原子力発電所の安全確保：周辺監視区域の役割

私たちの生活を支える電気エネルギーを生み出す原子力発電所ですが、同時に目に見えない放射線を発する可能性も持ち合わせています。この放射線から人々を守るため、原子力発電所の周りには、周辺監視区域と呼ばれる特別なエリアが設けられています。この区域は、原子力施設から発生する放射線の影響を常に監視し、周辺住民の安全を確保するための重要な役割を担っています。周辺監視区域内では、放射線のレベルを測定するための様々な機器が設置され、専門家が定期的に測定や分析を行っています。もしも放射線量が上昇した場合、速やかに警報が鳴り、関係機関に情報が伝えられます。そして、状況に応じて住民の避難などの適切な措置が取られることになります。周辺監視区域は、原子力発電所と人々の生活空間を隔てる重要な防波堤と言えるでしょう。私たちが安心して電気エネルギーを利用できるのも、こうした安全対策がしっかりと行われているおかげです。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電の安全を守る: 2次系分岐冷却方式とは

- 高速増殖炉の安全確保高速増殖炉は、従来の原子炉と比べて、ウラン資源をより効率的に利用できるだけでなく、高レベル放射性廃棄物の量を減らせる可能性を秘めた、次世代の原子炉として期待されています。しかし、高速増殖炉は高い出力密度と反応速度を特徴としており、安全性確保には従来の原子炉以上に細心の注意を払う必要があります。そこで、高速増殖炉では、万が一、炉心冷却系統に異常が発生した場合でも、原子炉を安全に停止させ、炉心損傷を防ぐための対策として、「2次系分岐冷却方式」と呼ばれるシステムが採用されています。このシステムは、原子炉を冷却する1次系冷却材とは別に、2次系の冷却材経路を設け、異常発生時には、この経路を通じて炉心を冷却するというものです。1次系と2次系は物理的に分離されているため、仮に1次系で冷却材の循環が停止するような事態が発生した場合でも、2次系からの冷却材供給によって、炉心の温度上昇を抑制し、炉心損傷を防ぐことが可能となります。このように、高速増殖炉は、その特性上、高度な安全対策が求められますが、「2次系分岐冷却方式」のようなシステムの導入により、高い安全性を確保できるよう設計されています。

2024.09.24

原子力の安全

原子力発電でも活躍！驚異の素材 PTFE

- PTFEとはポリテトラフルオロエチレン (PTFE) は、フッ素と炭素のみからなるフッ素樹脂の一種です。一般的には「フッ素樹脂」や商品名である「テフロン」といった名称で知られており、私たちの身の回りでもフライパンのコーティングなどに使われています。PTFEは、その分子構造に由来する優れた特性を持つため、原子力発電所を含む様々な分野で幅広く利用されています。 PTFEの最大の特徴は優れた耐薬品性です。PTFEは、ほぼ全ての溶媒に溶けることがなく、酸やアルカリ、有機溶媒に対しても高い耐性を示します。この特性から、原子力発電所では、腐食性のある物質を扱う配管やバルブのシール材などに利用されています。また、PTFEは高い耐熱性も持ち合わせています。-200℃の極低温から260℃の高温まで、その特性を維持することが可能です。原子力発電所では、高温高圧の蒸気や熱水に晒される環境下でも安定した性能を発揮することが求められますが、PTFEはこのような過酷な条件にも対応できる材料として重宝されています。さらに、PTFEは摩擦係数が非常に小さく、優れた滑り性を有します。そのため、軸受やパッキンなどの摺動部品に用いることで、摩耗を低減し、エネルギー効率の向上に貢献します。原子力発電所においても、ポンプやバルブなどの駆動部分にPTFEが使われています。このようにPTFEは、耐薬品性、耐熱性、滑り性など、数々の優れた特性を持つことから、原子力発電所の安全性と信頼性の向上に欠かせない材料として、様々な箇所で活躍しています。

2024.09.24

その他

原子力発電の心臓部！給水ポンプの役割

原子力発電所では、ウラン燃料の核分裂反応を利用して莫大な熱エネルギーを生み出します。この熱エネルギーは、水を沸騰させて蒸気にするために利用されます。発生した高温・高圧の蒸気は、タービンと呼ばれる巨大な羽根車を勢いよく回転させます。そして、タービンに連結された発電機が回転することで、電気エネルギーが作り出されるのです。原子力発電は、熱エネルギーを機械エネルギー、そして電気エネルギーへと変換する過程といえます。この一連の発電プロセスにおいて、水を循環させる役割を担うのが「給水ポンプ」です。原子炉で熱せられた水は蒸気となり、タービンを回転させた後は、復水器で再び水に戻されます。給水ポンプは、この水を再び原子炉へ送り込む重要な役割を担っています。火力発電所でも同様の仕組みで発電が行われており、給水ポンプは発電プラント全体にとって心臓部とも言える重要な設備なのです。給水ポンプには、安定的に大量の水を送り出すことが求められます。原子炉へ送られる水の量は、発電出力の調整にも大きく関わっており、常に一定の流量を維持することが、発電所の安定運転に不可欠です。そのため、給水ポンプは高い信頼性と耐久性が求められる、発電プラントの要と言えるでしょう。

2024.09.24

原子力施設

原子力発電の安全を守る: 給水制御系の役割

原子力発電所では、原子炉内でウラン燃料の核分裂反応によって膨大な熱エネルギーが発生します。この熱エネルギーを電力に変換し、私たちの家庭や産業に安定して供給するために、発電所には様々なシステムが備わっています。中でも、給水制御系は原子炉を安全かつ効率的に運転するために欠かせないシステムです。給水制御系の役割は、原子炉で発生した熱を適切に除去し、原子炉内の圧力や温度を一定に保つことです。そのために、原子炉の種類に合わせて最適な方法で冷却水を供給します。現在、世界で広く運転されている原子炉には、大きく分けて沸騰水型原子炉（BWR）と加圧水型原子炉（PWR）の二つがあります。BWRでは、原子炉圧力容器と呼ばれる大きな容器の中で水を沸騰させ、その蒸気で直接タービンを回して発電します。一方、PWRでは、原子炉で高温高圧になった水を別の容器である蒸気発生器に送り、そこで二次側の水を加熱して蒸気を発生させます。この蒸気がタービンを回し発電します。給水制御系は、それぞれの原子炉のタイプに最適化されています。BWRでは原子炉圧力容器内の水位を、PWRでは蒸気発生器内の水位を常に監視し、原子炉の出力や運転状況に応じて給水量を精密に調整しています。これにより、原子炉や蒸気発生器内の冷却水の循環を安定させ、安全な運転と安定した電力供給を実現しているのです。

2024.09.24

原子力施設