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電気はどうやってできるの?

発電のしくみ

原子力発電

原子力発電のしくみ

原子力発電のしくみ

原子炉げんしろ

火力発電所のボイラーと同じような役割をするところで,中でウランを核分裂かくぶんれつさせて,その時に出る熱で水蒸気を作るところです。

ウラン燃料

現在,日本で発電が行われている原子力発電所は,「軽水炉けいすいろ」と呼ばれる原子炉を使ったものが大部分です。この中で核分裂しやすいウラン235という天然にある石を,3~5%程度含ませた筒状のかたまり(ペレットと呼びます)を燃料として使用しています。

ウラン燃料
水蒸気

原子力発電の場合,水蒸気の温度は約280℃,圧力は約70気圧になった状態で使用します。

復水器ふくすいき

復水器は,タービンを回し終えた蒸気を冷却して水に戻す設備で,復水器の中にある約3万本から4万本の冷却管れいきゃくかんが蒸気を効率よく冷やします。水は再び給水ポンプで原子炉げんしろに戻されます。復水器で蒸気を冷却する冷却水は海水を使います。

タービン

原子力発電は,火力発電と同様に蒸気の力でタービンを回し発電します。原子炉でつくられた高温・高圧の蒸気は,タービンを回し,タービンと連結している発電機が回転して電気を起こします。

海水

復水器の中で,水蒸気を冷やした海水は約4℃上昇して,再び海に放流(これを温排水といいます)されます。

原子炉げんしろの中で,ウランの核分裂かくぶんれつにより熱を発生させ,その熱で高温・高圧の蒸気じょうきをつくって発電機のタービンの羽根を回す発電方法です。蒸気の力で発電機のタービンを回す方法は,火力発電と同じ原理げんりです。

原子力発電は,1963年(昭和38年)茨城県で始まりました。

島根原子力発電所

原子力発電の種類

原子力発電は原子炉げんしろの形により,さまざまな種類があります。世界でも日本でも,多く使われているのは「軽水炉けいすいろ」です。軽水炉は,減速材げんそくざい冷却材れいきゃくざいに軽水(=普通の水)をつかう原子炉です。
沸騰水型軽水炉ふっとうすいがたけいすいろ・BWR,改良沸騰水型軽水炉かいりょうふっとうすいがたけいすいろ・ABWR】

原子炉の中で熱湯を作り,その蒸気で直接タービンを回す方式です。改良沸騰水型軽水炉は,さらに安全性や耐震性たいしんせいを高めたものです。

沸騰水型軽水炉(ふっとうすいがたけいすいろ・BWR)

改良沸騰水型軽水炉(ABWR)

加圧水型軽水炉かあつすいがたけいすいろ・PWR】

原子炉の中でつくった熱湯を蒸気発生器に送り,その熱湯で別の水を蒸気に変えてタービンを回す方法です。

加圧水型軽水炉(かあつすいがたけいすいろ・PWR)

その他の原子炉

その他にも旧ソビエトで開発されていた黒鉛炉こくえんろや,プルトニウムなどを燃料に使う高速増殖炉こうそくぞうしょくろなどの種類があります。

特徴

・少ない燃料で大きなエネルギーがつくれる。
・発電するときに,二酸化炭素が出ない。
・燃料をリサイクルできる。
・放射線に対する注意が必要である。

核分裂かくぶんれつ

すべてのもの(水,石,土,植物,動物など)は,原子が集まって作られています。
この原子は原子核げんしかくとその周りをまわっている電子から成り立っています。
原子力発電の燃料であるウラン235の原子核に中性子があたると核分裂が起きます。
この時に発生する大きな熱で水を沸騰させています。

核分裂(かくぶんれつ)

減速材げんそくざいとは】

原子炉げんしろの中で,核分裂かくぶんれつで発生した中性子が飛び回るスピードを落として,核分裂がおきやすい状態にするもの。

冷却材れいきゃくざいとは】

原子炉げんしろの中で,核分裂かくぶんれつで発生した熱を取り出す役目をします。

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