原子力単語

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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象であるからである。
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」などの語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、原子力で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。

炉の型式

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改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力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。
武力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、現在日本では原子力に力、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・管理のみで電力を生み出せる
    • 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
    • 高出力。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、総じて出力が低い(エネルギー密度が低い)ため、力・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力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「神の火」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、古来より太陽を神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/神の火を制御せよ -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、その邦題に神の火と言う意訳が用いられている。砂漠緑色ガラスに変化するほどの超絶的な威力に苦悩し、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「神の火」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足跡
策略と裏切りの果てに、「神の火」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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原子力

5480 ななしのよっしん
2024/11/29(金) 22:04:03 ID: 2y0tQbUJ18
>>5475
少なくとも、天気に左右されるデメリットをある程度補えないと普及は理でしょ
太陽電池のネックは出力でなく安定性よ
庭が1日分だけでも蓄電できるようになれば、この手の自然エネルギーはかなり普及するんじゃないかな
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5481 ななしのよっしん
2024/11/30(土) 02:19:17 ID: J748wCzKRx
1日分じゃどうもね。梅雨とか台風とか大とかあるし
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5482 ななしのよっしん
2024/11/30(土) 06:35:40 ID: dgO9Bdv3B0
太陽光発電は、もうここ数年伸び悩んでるのが答えじゃない?補助あってこれって、かなりの事業者がゾンビ化してる可性もある。
まあ海外で作ったパネルを売って、庭普及したらしたで電気が売れなくなるって、内大して潤わないしな。産業の循環構造が死んでて、設備更新負債化する未来しかない。
いざとなったらやっぱり発電事業者が機してくれないと困るって事情がある以上、再エネ事業者と発電事業者での電気需要の奪い合い自体にリスクが高すぎた。
SDGsって、環境がぐいぐい推し進めても、「持続可能な」ってとこを軽視したツケで躓くってのがパターン化しちゃってる。
理想論者って、面倒臭いところとか、隠れた落とし穴とか、実際の有効性とかを無視しがちなんだよな。
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5483 ななしのよっしん
2024/11/30(土) 14:41:59 ID: PlK5sVsWv/
最近は蓄電より蓄熱がトレンドで、エコキュート間に動かして太陽光発電の電力を消費せよとのことらしい。
電力会社もに関わらず間に安い電力を供給するプランを作ってサポートしている。
お湯以外には使えないけど、給湯は庭のエネルギー消費の中で割合が高いし、新たに蓄電池を設置する必要もないのでやりやすい。
副次的な効果として気温が高い時に沸かせるので効率的、風呂に入る庭は放熱ロスが減る、の稼働音がくなる、冷排熱でヒートアイランドが緩和する効果がある。
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5484 ななしのよっしん
2024/12/03(火) 10:23:02 ID: Jqgd136cto
>>5475
駄とは言わないけど電力消費における庭部門の割合ってたった15なんだよね

対して企業部門は60%、輸送部門は25%もあるわけで、これに適切に電力供給しないと産業が死ぬ。だから自然エネルギーに否定的な人は『自然エネルギーよりも電力の安定供給を!』って言うわけだ
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5485 ななしのよっしん
2024/12/03(火) 10:25:57 ID: Jqgd136cto
おっと失礼、電力消費じゃなく最終エネルギーの消費割合だな
電力消費にそのまま換算はできないけど、輸送部門はともかく、産業部門と庭部門の率は対して変わらないと思う(産業部門はもっと大きくなるかも)
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5486 ななしのよっしん
2024/12/03(火) 18:43:08 ID: ikW92zCxWW
Googleとか私企業が電力需要増への対処で小原子開発してるらしいけどビッグテックレベルの資本だと本業じゃなくてもそんなマネできるんだな
日本の重工業は金も技術もないし何より反ワクと一体化してる反原発潮もあって三重苦で作れないんだろうけど一応三菱試行錯誤してるんだっけ
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5487 ななしのよっしん
2024/12/04(水) 13:10:20 ID: Jqgd136cto
開発はしてないぞ、企業から購入してるだけ(投資もしてる)

あと勘違いしてるようだが日本原子力技術は普通に高いよ。数少ないほぼ産で原子炉建てられるだし、何なら技術が停滞してたアメリカ原子炉建設を日本がやってたくらい(ただしPWRは強い)
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5488 ななしのよっしん
2024/12/04(水) 13:15:39 ID: jDgv1D6IHT
原子炉は進んでないらしいけどなんでだ
災害の多い日本向けなのに
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5489 ななしのよっしん
2024/12/04(水) 15:24:28 ID: Jqgd136cto
東芝とか日立とか三菱普通開発してるぞ
ただSMRってコストは安いけどコスパは悪いんだよね

従来の大原子炉と同じ出力を出すには相応の数がいるわけで、その分建設費も人件費も掛かる
5tトラックよりもミニバンの方が安けど、同じ量を運ぶにはミニバンが10台以上必要で値段も掛かるしドライバーも沢山必要ってのと同じ

一応船舶への搭載とか狙ってるみたいだけど、本命は大の第四世代原子炉じゃないかな
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