原子炉の制御

原子力発電の中核を担う原子炉では、ウランやプルトニウムといった質量の大きい原子核に中性子が衝突することで核分裂反応が引き起こされます。この核分裂の過程で、莫大なエネルギーが熱と光として放出されます。この現象は、太陽が輝き続けるエネルギー源である核融合とは異なり、より重い原子核が分裂して軽い原子核へと変化することでエネルギーを生み出します。 核分裂の際に特に重要な点は、新たな中性子が複数個放出されることです。これは、あたかもビリヤードの球を連想させます。最初にキューで突かれた球が他の球に当たり、次々と衝突が連鎖していくように、放出された中性子は周囲のウランやプルトニウムの原子核に衝突し、さらに核分裂を引き起こします。このようにして、核分裂反応は連鎖的に持続します。この様子は、火のついたマッチが周りのマッチに次々と火を燃え広がらせていく様とよく似ています。原子炉では、この連鎖反応の速度を制御することで、安定したエネルギー供給を実現しています。もし、制御がうまくいかず連鎖反応が過剰に進んでしまうと、炉内の温度が急上昇し、メルトダウンといった深刻な事態になりかねません。そのため、原子炉には中性子の数を調整するための制御棒が備えられており、安全な運転が保たれています。