単語記事: 原子力

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この記事を読んだだけで原子力について議論すると
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原子力の理解は簡単ではありませんが、外部サイトマスコミ・書籍などもあわせて
正しい原子力の知識を身につけましょう。

原子力とは、核分裂核融合などの原子核の反応によって生み出される多量のエネルギーの事。

曖昧さ回避

原子力(科学)の概要

エネルギーとは、原子核変換によって発生するエネルギーである。
原子核変換は、放射性崩壊と原子核反応があり、原子核反応はさらに、原子核分裂と原子核融合に分けられる。

原子核反応によって発生するエネルギー量は、同重量の化石燃料とべて桁違いに大きい。
炭素(C)原子1個が二酸化炭素(CO2)になる反応で得られるエネルギーは、4.1eVであるが、2個の重陽子が原子核融合すると3.2MeV(MeV=1000,000eV)、ウラン235が中性子を吸収して核分裂すると約200MeVものエネルギーを発生する。

これは、化石燃料の「燃焼」と原子力における「燃焼」が根本的に異なる現であるからである。
化石燃料の「燃焼」は化学反応であり、分子内に蓄えられたエネルギーを利用している。対して、原子力は「核燃料」や「原子炉」などのを便宜的に用いるものの、厳密な意味での「燃焼」とはまったく異なる。かのアインシュタインが示唆した、「質量をエネルギーに変換する」技術である。実際に核反応を起こすと、反応前と反応後ではほんの少しだけであるが、確かに質量が減る。化学反応の大前提である「質量保存の法則」が通じない、全く別の反応であることがわかる。

連続的に核エネルギーを取り出す装置を原子炉と呼ぶ。

原子力の利用

原子力発電

核融合反応を用いて発電する技術はいまだ確立されていないため、ここでは核分裂反応を用いたものだけを扱う。

核分裂」の項も参照のこと

仕組み

原子炉から得られる核エネルギーを使って発電する。

原子力で得られるのは熱エネルギーであるため、発電するには原子炉とは別に熱エネルギー電気エネルギーに変換する装置・施設が必要である。具体的には蒸気機関、つまり、原子力を沸かして蒸気に変え、蒸気でタービンを回して発電する。そのため、ボイラが原子炉に置き換わった以外は火力発電とほとんど同じシステムである。

原子力発電の長所・短所

短所について

使用済み核燃料は、さらに別の方法で燃料に変える複数の方法が現在利用・研究されているが、総合的に見て通常の核燃料を用いるよりコストがかかる。将来ウランの枯渇が問題になったときにめて注されると考えられる。
cf.プルサーマル 高速増殖炉もんじゅ

使用済み核燃料や放射性廃棄物放射能レベルによって分類され、低レベルのものは十数mの地下に、高レベルのものは数十年保管した後に300m以上の大深度地下に埋設される(ただし高レベル放射性廃棄物については日本での埋設地はいまだに決まっていない)。いずれもセメントガラス固化処理を受けた上での厳重な監視つきの埋設である。

破壊される場合としては、操作ミスや設計上の欠陥によるもの、自然災害によるもの、軍事標やテロリズムなど武によるものに分けられる。

このうち操作ミスや設計上の欠陥によるものでは1979年スリーマイル島原子力発電所事故1986年チェルノブイリ原子力発電所事故が有名。特に、チェルノブイリ原発事故は史上最悪の原発事故として知られている。
自然災害によるものは2011年3月に起こった東北地方太平洋沖地震による福島第一原子力発電所事故がある。想定された規模を大きくえた津波が非常用発電機を全て破壊したことが事態を深刻化した原因であると思われる。
による破壊は現在起こっていない。

原子力発電の立ち位置

原子力発電は、上記のように非常に大きな長所と短所を抱えている。そのため、現在の日本では原子力火力自然エネルギーを組み合わせて発電している。原子力以外のエネルギーの簡単な特徴は以下のとおり。

  • 水力発電
    • 燃料が必要ない。建設した後は施設の維持・管理のみで電を生み出せる
    • ダムが地形を一変させるため、環境負荷が非常に大きい。また、めぼしい場所にはほとんど建設してしまったため、これ以上の建設による発電量の劇的な向上は難しい
  • 火力発電
    • 高出。成熟した技術が確立されており、また発電量の調節が較的容易
    • 化石燃料の枯渇問題。温室効果ガス要発生のひとつ。産油の政情不安
  • 自然エネルギー
    太陽光発電風力発電など。共通して燃料が必要ない特長を持つ一方、さまざまな欠点を抱える。また、総じて出が低い(エネルギー密度が低い)ため、火力原子力の代替に用いるには広大な敷地・施設とそれに付随する大な建設・維持運用費が必要である。そのため現在のところは代替は不可能であると考えられており、補助的なエネルギーに留まってる。

地下式原子力発電所

2011年3月11日東日本大震災により発生した福島第一原子力発電所事故から2ヵ後、地下式原子力発電所政策推進議員連盟が設立された。代表である平沼赳夫たちあがれ日本所属)によると「これからも原子力で電を賄わなければならない」と原子力の必要性について述べ、原発事故の封じ込めができる地下原発の推進を訴えた。ちなみに地下原発には事故の封じ込め以外に以下のメリットデメリットがある。

神の火

小説などでは、核融合核分裂を「の火」と例える事が多々ある。
これは「人間の手にあまるもの」と言うニュアンスが最も強いが、核融合については、古来より太陽またはその化身として見る宗教習が世界各地に存在し、そしてその太陽く原理こそが核融合だと言う理由もある。

例えばパールバック著の小説Command the Morning/の火を制御せよ -原爆をつくった人びと-」。
これは第二次世界大戦中、アメリカ原爆を開発したマンハッタン計画を題材にした小説であり、その邦題にの火と言う意訳が用いられている。砂漠の砂が緑色ガラスに変化するほどの絶的な威に苦悩し、実際に投下しないように奔走する開発者たちの半生を描いている。

他にも、高村薫著の小説の火」がある。
原子力発電所の技術者として日本に潜り込んだ、ソビエト日本人スパイの足跡。
策略と裏切りの果てに、「の火」をその手で解き放つために原子力発電所を襲撃する。

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読み:ゲンシリョク
初版作成日: 09/05/23 14:00 ◆ 最終更新日: 15/09/23 01:06
編集内容についての説明/コメント: 関連項目の機械工学を原子力工学に置き換え
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原子力について語るスレ

3321 : ななしのよっしん :2016/04/20(水) 15:32:28 ID: s7sTNMVv+9
原発自体よりかは廃棄物の方が問題だな
最初から最終処理場決めておけよと

あと代替エネルギーが~ってよく聞くけどそんなの出来るんかね?
今のところ核融合くらい?
3322 : ななしのよっしん :2016/04/20(水) 19:51:19 ID: 5GCglOMpVW
>>3319
厄介な…というのはお互いにだろうか。

事故が起きない程度でも、あれだけの大施設がもうものなら修繕がデスマーチ状態になりそう。老朽化の件もあるし採算取れそうにないなら最悪廃墟が出来るか?
3323 : ななしのよっしん :2016/04/22(金) 04:49:13 ID: jANat54LiE
>>3321
そう簡単には出来ないんじゃないか?仮に代替エネルギーが付いても、実用化までのもある。
現行の火力発電への移行も、火力発電エネルギーへの依存っていうリスクを抱えることになるしな。代替エネルギーが見つかった後に更にもめる事になるし。
3324 : ななしのよっしん :2016/05/11(水) 00:51:24 ID: XpxOy+IoK1
地熱、波太陽、実用化成功してあとは普及だけ、って感じの代替エネルギーはいろいろある。
3325 : ななしのよっしん :2016/05/11(水) 02:10:25 ID: jANat54LiE
>>3324
太陽環境に左右されがちなので、安定供給の発電エネルギーとしてはほぼ論外。
コストメンテナンス費用が高いし。利用可も未知数。とてもじゃないが頼りには出来ない。

一代替可といえる地熱も、土地に埋蔵されてる資を使おうって訳で、余計に質が悪い。
場所の選定、調に掛かる時間、費用、リスク環境破壊、資枯渇の危険性とそれに伴う反発。保守費用と撤収時の問題。
正味、コストリスクに対して、リターン釣り合ってないと思う。地熱を魅的な提案にするためには、それらの問題の解決の提案が必要だろうと思うが、その提案は現状ではなされてないね。

まあ、最低でも、枯渇と、調振りに終わるリスクへの対策が見込めないと、希望はない気がする。特に枯渇は、民の反発のみならず、=発電の低下も意味するので、解決が急務。
現状では、代替エネルギーレベルの規模で推し進めたらやばいことになる未来しか見えないので、それは反対せざるを得ないね。


(省略しています。全て読むにはこのリンクをクリック!)
3326 : ななしのよっしん :2016/05/11(水) 07:04:02 ID: /9vVFWpsIA
その代替エネルギーって実際にどれくらいの割合をしてるの?
実際に日本原子力に割いてた3割くらいなら太陽風力で「代替」してるはいくつかあるが
今問題とされてるのは原子力のぶん足らなくなったエネルギーの代替の話でしょ
なら可ですとしか
3327 : ななしのよっしん :2016/05/11(水) 11:04:53 ID: jANat54LiE
>>3326
>実際に日本原子力に割いてた3割くらいなら太陽風力で「代替」してるはいくつかあるが

その「3割」は日本の規模に換算してどのくらいの割合になるわけ?
人口も人口密度も産業規模も恐らくは全然違うわけだけど。
日本の三割を、単純に他の三割で計算したって、それが可という明にはならないよ。
単純計算で考えて、日本と土地が同等でも、日本の十分の一の人口密度なら、そのの電需要の30%は、日本の3%にしかならない。当然、日本30の電需要を満たそうとすれば、10倍の人口密度のところに、10倍の規模の発電所が必要ということ。
もちろん、産業に使ってる電日本のほうが上なら、この差は更に広がる。

こちらが逆に聞きたいわ。「その代替エネルギーって実際にどれくらいの割合をしてるの?」って。
3328 : ななしのよっしん :2016/05/11(水) 17:27:11 ID: /9vVFWpsIA
はぁ、
環境に左右されるって言うから同時同量の話をしてると思ったんだけど
発電所の割合として変動するエネルギーを受け入れ可な割合を言ったつもりなんだけど
それとも導入ポテンシャルの話をしてるの?
確かに地熱資は少なすぎてその話も一理あるが太陽風力は別だよ
3329 : ななしのよっしん :2016/05/12(木) 01:07:36 ID: J748wCzKRx
火力原子力の代替にするには、太陽風力は時間と場所のムラが多すぎて話にならん
大規模かつ安価な蓄電装置が開発されないかぎり夢物語だわ
3330 : ななしのよっしん :2016/05/13(金) 10:41:17 ID: /9vVFWpsIA
夢物語てどこの世界の話をしてるんだ
もう一回貼るけどhttp://www.nedo.go.jp/content/100643823.pdf
を「東日本の」で検索すれば3割は系統の柔軟性の不足なく導入できる量だと書かれてるから
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