応力

原子力発電の燃料は、燃料ペレットと呼ばれる小さな円柱状の物質を金属製の被覆材に封入した燃料棒です。燃料ペレットは、ウランを主成分とするセラミック材料を焼き固めて作られます。このウランは、自然界に存在するウランを濃縮し、核分裂しやすいウラン235の割合を高めたものです。 燃料ペレットは直径約1センチメートル、高さ約1.5センチメートルの大きさで、1つあたり約7グラムの重さと、小さくても高エネルギーを秘めています。これは、家庭用の灯油約3リットルを燃やしたときに発生するエネルギーに相当します。 一方、被覆材は、燃料ペレットを高温や腐食から保護する役割を担っています。ジルコニウム合金などの金属が用いられ、高温高圧の冷却水と接しながら、燃料ペレットをしっかりと包み込みます。 燃料棒はこの燃料ペレットを数百本束ねて、さらに上下に支持構造物を取り付けたもので、原子炉の炉心には、この燃料棒が多数配置されます。原子炉の中で、燃料ペレットは核分裂反応を起こし、膨大な熱エネルギーを発生させます。発生した熱は冷却水によって運び出され、タービンを回して電気を作り出すために利用されます。このように、燃料ペレットと被覆材は、原子力発電において非常に重要な役割を担っているのです。