Energia 中国電力

原子力発電の燃料

ウラン

ウラン燃料はどんなもの?

 原子力発電に使うウラン燃料は,天然ウランを製錬,濃縮して,直径約1cm,高さ約1cmのペレットと呼ばれる物に加工したものです。
 ペレットは燃料被覆管と呼ばれる丈夫な合金製の長い管の中に収められ,それらを束ねたものが燃料集合体となっています。

注 島根原子力発電所1号機は400体,2号機は560体を原子炉の中に装荷して使用しています。

(参考)

 鉱山で採掘される天然ウランには,燃えない(核分裂しにくい)ウラン238と,燃える(核分裂しやすい)ウラン235が含まれており,燃えるウラン235は0.7%しか含まれていません。
 原子力発電所は,エネルギーを少しずつ,長い時間にわたって効率よく取り出すことが目的であるため,燃料は加工・濃縮工程により,ウラン235の割合を3~5%まで高めてあります。

ウラン燃料の特徴

 ウラン燃料の大きな特徴は,少ない量で大きなエネルギーを取り出せることです。そのため,石油や石炭などの燃料に比べて輸送や貯蔵がしやすいという利点もあります。
 発電にはウランの核分裂で生じる熱を利用するため,CO2を排出しないのも特徴です。

(例)
家庭で1年間に使う電気
→石油=約800リットル
→ウラン燃料=ペレット約1.2個

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核分裂

核分裂のしくみ

 あらゆる物質は原子の集合体です。原子は原子核と電子でできており,原子核を構成する陽子と中性子の周りを電子が周回している形です。
 ウラン235の原子核に中性子があたると,陽子と中性子を結び付ける力が不安定になり分裂し,核分裂生成物質と大きな熱エネルギーが発生し,2~3個の中性子を放出します。これが「核分裂」です。

核分裂のしくみ

陽子(黄)

中性子(赤)

電子(オレンジ)

連鎖反応

 核分裂で放出された中性子が別のウラン235と結びつくと核分裂を起こし,放出された中性子がまた別のウラン235を核分裂させるという「連鎖反応」が起こります。
 原子炉では,この連鎖反応がゆっくりと一定の割合で起きる状態(臨界状態)に調整しながら出力をコントロールしています。

連鎖反応イメージ図

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産地

  •  原子力発電で使用するウラン燃料の原料である天然ウランは,旧ソ連,アジア・太洋州,北米,アフリカなどで産出されます。
    詳しくはこちらへ
  • 現在,原子力発電で使用するウラン燃料は全て海外からの輸入に頼っています。
     日本では,カナダ,オーストラリア,イギリス,アメリカ,ニジェール,南アフリカ,フランスなど,政情の安定した国から輸入しています。

日本のウラン調達の現状

日本のウラン調達の現状(詳細図)

(出典:資源エネルギー庁調べ)

(参考)
  • 日本国内でも,1955年に岡山・鳥取の県境にある人形峠でウラン鉱床が発見され,採掘,精錬が行われましたが,鉱床が小さく,ウランの含有量も少ない事から,2001年3月に操業が終了しました。

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