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原子炉

原子炉は安定的継続的に核反応をおこさせるための設備です。核分裂エネルギーは、爆発的なエネルギーとともに大量の放射性物質を発生します。原子力発電では原子炉にて核反応を制御し熱エネルギーを利用して発電します。


原子炉

原子炉は安定的継続的に核反応をおこさせるための設備です。核分裂エネルギーは、爆発的なエネルギーとともに大量の放射性物質を発生します。原子力発電では原子炉にて核反応を制御し熱エネルギーを利用して発電します。
原子炉には発電用、軍事用、研究用の目的によって、さまざまな種類のものがあります。その中で、原子力発電の多くは「軽水炉」と呼ばれる原子炉を用いています。
軽水炉というのは、核分裂反応をひきおこす媒介役となる中性子の速度(エネルギー)を減速するのに軽水を用いる原子炉のことです。軽水というのは精製された一般の水のことをいいます。
軽水炉は、減速材が安価(水だから)、比較的コンパクトに建設可能(建設コストが低い)、燃料が軍事用に利用されにくいなどの特長があります。一方で熱効率が低い、作業員の被ばくを伴う作業が多くなる、放射性廃棄物が多い、運転出力を変えにくい、といった課題が指摘されています。
軽水炉にはさらに、大きくBWR(沸騰水炉)とPWR(加圧水炉)の種類があり、日本国内ではBWR、PWRともに建設され商用運転されているようです。
BWRは原子炉の中で水を加熱・蒸発させて蒸気をつくり、その蒸気を炉の外まで送ってタービンをまわしています。蒸気は復水器で冷却されて水に戻り、さらにポンプで原子炉の中に戻されていきます。
原子炉としては比較的単純な構造で、原子力発電の初期から広く用いられてきました。
ただし、タービン、復水器まで原子炉内の水が流れるので、放射性廃棄物が増えやすいとされています。また、作業者の被ばく量も多くなるようです。
一方、PWRの場合は加圧した1次サイクル系の水を原子炉で加熱し、これを蒸気発生器(熱交換器)において2次サイクル系の水を蒸発させてタービンをまわします。
原子炉内にある1次サイクル系の水はタービンのところまで来ないので、BWRよりも放射性廃棄物の発生や作業者の被ばく量に対して有利だといわれています。
しかし、配管が複雑になり、保守点検などで作業者により大きな負担がかかると言われています。また、熱交換器を介すことによりロスが発生し、BWRよりも発電効率は低くなります。

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