それがどのように機能するか:
1。燃料: 原子炉は、不安定な核を持つ原子を含む核燃料、通常はウランまたはプルトニウムを使用します。
2。核分裂: 中性子がこれらの不安定な原子を打つと、それらはそれらを分割(核分裂)し、熱とより多くの中性子の形で膨大な量のエネルギーを放出します。
3。鎖反応: 放出された中性子はその後、他の原子を攻撃し、連鎖反応を引き起こし、プロセスを維持します。
4。コントロールロッド: 中性子を吸収する材料で作られたコントロールロッドは、核分裂速度を調節するために使用されます。それらを挿入または撤回して、連鎖反応の速度を調整できます。
5。熱伝達: 核分裂プロセスによって生成される熱は、通常は反応器コアを介して循環するクーラント、通常は水に伝達されます。
6。蒸気生成: ホットクーラントは、蒸気を生成するために使用されます。
7。電力生産: 蒸気はタービンを駆動し、タービンは発電機を発電機で生産します。
原子炉の種類:
* 加圧水反応器(PWR): 最も一般的なタイプは、クーラントとモデレーターの両方として水を使用しています(中性子を遅くします)。
* 沸騰水炉(BWR): PWRと同様ですが、水は反応器で直接沸騰し、蒸気を生成します。
* CANDU反応器: クーラントとモデレーターの両方として、天然ウラン燃料と重水を使用します。
* 高速中性子反応器: 異なるタイプの燃料とクーラントを使用して、より高い温度と新しい核燃料を繁殖させる可能性を可能にします。
原子炉の利点:
* 高エネルギー出力: 原子力発電所は、比較的少量の燃料から大量の電力を生成できます。
* 温室効果ガスの排出量: 原子力発電所は、運転中に温室効果ガスを生産しません。
* 信頼性と一貫性: 原子力発電所は継続的に動作し、気象条件の影響を受けません。
原子炉の短所:
* 核廃棄物: 原子力発電所は放射性廃棄物を生成し、長期間安全に保管する必要があります。
* 安全性の懸念: チェルノブイリや福島などの事故は、原子力発電所の安全性に関する懸念を提起しています。
* 高い初期投資コスト: 原子力発電所の建設は非常に高価な仕事です。
* 増殖の懸念: 核材料を使用して武器を作ることができます。
結論:
原子炉は、核分裂を使用してエネルギーを生成する複雑な機械です。彼らはエネルギー出力と低排出量の点で利点を提供しますが、廃棄物処理、安全性、および増殖に関連する課題も提示します。