安全系

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。
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原子炉隔離時冷却系:RCICとは

原子力発電所では、発電のための熱を生み出す原子炉の安全確保は最も重要です。万が一の事故発生時でも、放射性物質の放出を抑え、周辺環境や住民への影響を最小限に抑えるため、様々な安全装置が備わっています。 中でも、沸騰水型原子炉(BWR)と呼ばれるタイプの原子炉には、多重的な安全システムが組み込まれています。 今回は、BWRに設置されている重要な安全装置の一つである、原子炉隔離時冷却系(RCIC)について詳しく解説します。 RCICは、原子炉で何らかの異常が発生し、通常運転を継続できなくなった場合に自動的に作動するシステムです。原子炉内の圧力や水位が異常に低下した場合、RCICは高圧の冷却水を炉心に注入することで、炉心の過熱を防ぎ、炉心損傷の可能性を低減します。 このシステムは、外部からの電力供給が途絶えた場合でも、独自の発電機とポンプを備えているため、独立して機能することができるという点で非常に重要です。 このようにRCICは、原子炉の安全を確保するための最後の砦として、万が一の事故発生時にその真価を発揮する重要な安全装置です。
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原子炉の安全を守る:残留熱除去系の役割

原子力発電所では、ウランなどの核燃料が核分裂反応を起こすことで莫大なエネルギーを生み出し、発電を行っています。原子炉運転中は、この核分裂反応によって非常に高い熱が発生します。発電のために原子炉の運転を停止した後でも、核燃料は放射線を出しながら崩壊を続けるため、発熱は完全には止まりません。これはちょうど、熱いストーブを消しても、しばらくの間は熱を持っているのと同じような状態です。この、原子炉停止後に燃料から発生し続ける熱を「崩壊熱」と呼びます。 崩壊熱に加えて、原子炉の運転停止後には、原子炉内の機器や配管などからも熱が発生します。これは、運転中に高温になった機器などが、徐々に冷めていく過程で周囲に熱を放出するためです。このような、機器などから発生する熱を「顕熱」と呼びます。 崩壊熱と顕熱によって、原子炉停止後も原子炉内には熱が蓄積され続けるため、適切に熱を除去しないと原子炉内の温度が上昇し、燃料の損傷や炉心の溶融といった深刻な事故につながる可能性があります。そこで重要な役割を担うのが、「残留熱除去系」と呼ばれるシステムです。残留熱除去系は、原子炉停止後に発生する崩壊熱や顕熱を安全に除去し、原子炉を冷却状態に保つための重要な安全設備です。原子炉の安全を確保するため、残留熱除去系は複数系統が設置されており、多重化によって信頼性を高めています。
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原子炉の安全を守るIC:異常時冷却の仕組み

原子力発電所では、人々の安全を守るため、様々な安全装置が何重にも備わっています。その中でも、沸騰水型原子炉(BWR)と呼ばれるタイプの原子炉には、IC(原子炉隔離時冷却系)という重要な安全装置があります。 ICは、原子炉で何らかの異常事態が発生し、普段原子炉を冷却している冷却系統が正常に動作しなくなった場合に、緊急に作動する冷却システムです。 原子炉の中では、核燃料の核分裂反応によって膨大な熱が生まれます。通常運転時は、冷却水がこの熱を奪い、蒸気を発生させて発電に利用しています。しかし、万が一冷却系統が故障すると、原子炉内の圧力が急上昇し、炉心が溶融してしまう可能性があります。 このような事態を防ぐために、ICは、高圧の冷却水を原子炉内に注入することで、圧力を抑え、炉心を冷却する役割を担っています。 ICは、電力供給が不安定な状態でも作動するように、独立した電源と冷却水源を備えています。 このように、ICは、原子炉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るのです。
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原子炉隔離時冷却系:過酷事故から原子炉を守る最後の砦

- 原子炉隔離時冷却系の役割 原子力発電所では、原子炉で発生する熱を常に適切に取り除くことが安全上極めて重要です。通常運転時は、冷却水が循環することで原子炉から熱が除去されますが、配管の破損など、予期せぬトラブルによって冷却水が失われる事態も想定されます。このような場合、原子炉は外部と遮断され、運転が緊急停止されます。 このような緊急時には、原子炉隔離時冷却系(RCIC)と呼ばれる非常用冷却システムが自動的に作動します。RCICは、原子炉が隔離された状態でも、原子炉内の圧力と水位を一定に保ち、残留熱と呼ばれる核分裂生成物から発生し続ける熱を安全に除去する役割を担います。 RCICは、独立した電源と冷却水源を持つため、外部からの電力供給や通常の冷却水供給が途絶えた状態でも、原子炉を安全に冷却し続けることが可能です。このように、RCICは原子力発電所の安全性を確保する上で非常に重要なシステムといえます。