原子力発電は、世界で大量の電気をつくるための手段として使われています。
では原子力発電所ではどのようにして電気を生み出しているのかというと、原子炉の内部で核分裂を起こすときに発生する熱を利用しています。
燃料棒とは
そのためにまずウランをセラミックのように焼き固めたペレットを、金属の管に詰めて外に漏れないよう厳重に密封します。
これが燃料棒と呼ばれるものです。
さらに燃料棒を何十、何百も束ねたものが燃料集合体です。
その燃料集合体は原子炉に収められ周りを水で満たされます。
燃料棒で核分裂が起きて高熱が発生すると、燃料集合体の周りにある水が沸騰して蒸気ができます。
すると隣接しているタービン建物にあるタービンが蒸気によって回転して発電機を動かします。
これにより電気が生まれます。
蒸気は復水器と呼ばれる部分で冷やされて、また原子炉に戻されます。
この復水器で蒸気を冷やすときに使う冷却水は海水を利用するので、原子力発電所は海のそばにつくられます。
参考：アトックス 給料
核分裂について
次に核分裂について詳しく見ていきましょう。
燃料棒の材料であるペレットのウランは、厳密に言うとウラン235とウラン238という2種類があり、核分裂しにくいウラン238は全体の約99.3％で核分裂しやすいウラン235は約0.7％しかありません。
ウラン235は中性子をあてることで不安定な存在となり、核分裂が引き起こされます。
この核分裂が起きるときに熱エネルギーが発生するのですが、そのときに中性子も飛び出すので他のウラン235でも反応が起きます。
これが連鎖反応です。
何らかの理由で、この連鎖反応を止めたいときには、中性子のスピードを遅らせる減速材と中性子を減らす制御棒を使います。
中性子が飛ばなくなれば、核分裂が起きなくなるので原子炉は静かな状態になります。
2つのウランがある
ここで重要なポイントになるのは、2つのウランがあることです。
前述のように核分裂しやすいウラン235はペレットの中でほんの少しの量です。
それではウラン238が何のために含まれるのかというと、中性子を吸収することで核分裂しやすいプルトニウム239に変えるためです。
一度発電に使われた燃料棒は取り出され、核分裂をしなかったウランとプルトニウムを再処理工場で分離・抽出して燃料として再加工をします。
こうしてリサイクルによるつくられた燃料のことを、MOX燃料と言います。
MOX燃料はまた原子力発電所に送られ発電に使われます。
ウランだけを燃料としているときに比べて、プルトニウムを燃料とするときのほうが核分裂の量が増えるのでより多くの電気が生み出されます。
こうして燃料を循環させ資源を有効活用する仕組みが核燃料リサイクルです。
原子力発電の仕組み
熱で蒸気を作り出し、タービンを回して発電するというのは、火力発電所と基本的なところでは同じです。
しかし、火力発電では社会を支えるほどに多くの電気を作り出すためには大量の燃料（石油・石炭等）が必要ですし燃やせるのは一度きりですから再利用ができません。
それに対して、原子力発電でつかう燃料は少量で済み、なおかつ核燃料リサイクルによって燃料のコストを削減できます。
このため両者を比較すると、発電コストは原子力発電のほうが安くなります。
風力発電や水力発電とも比較してみると、原子力発電と同じ量を発電するためには、広大な敷地が必要です。
しかも風力であれば風の強さ、水力であれば雨が不足すれば想定している発電量には届きません。
原子力発電は燃料があれば安定した発電ができますから、人々の生活に影響が出る恐れはないです。
被曝量が多ければ命を失う可能性が高い
ただ、原子力発電の持つ魅力の裏には、大きなリスクがあることは東日本大震災で一般の人も実感することになりました。
もし原子炉が制御不能となるような事故が起きれば、容器が溶け周囲に危険な放射性物質がばらまかれます。
それにより環境が汚染がされるだけでなく、人や動物たちも被爆をしてしまいます。
被曝量が多ければ、命を失う可能性が高いです。
さらにばらまかれた放射性物質は広範囲に拡散されるので集めようとしても被曝のリスクがありますから、簡単に回収できるものではありません。
また目視ではわからないので土壌にある放射性物質を取り除こうとしても、僅かな量であろうが周辺の土ごと回収しなければいけません。
さらに壊れた原子炉からは高い放射線が放出されているので、原子力発電所の周囲に近づくことはとても危険です。
高熱を出しながら放射性物質を放出している燃料棒の回収をしようにも、人の手では無理ですし機械も放射線で回路が壊れます。
短期間で問題の解決をすることはまず無理です。
まとめ
そういった事故が起きた時に原子力発電所の周辺は人が立ち入ることができない場所となりますから、多くの人が避難しなければいけなくなります。
そして避難生活を余儀なくされた人々に対しては、賠償金を支払うことになるので発電コストが安いというメリットは、帳消しとなってしまいます。
他にも、使用済み燃料の最終処分地が決まらないとか、軍事転用の危険があるといったこともデメリットに挙げられます。
原子力発電所は、社会にとって必要ではあるものの、とても危うい存在でもあります。
最終更新日 2025年7月8日 by luizmon