ウランのエネルギーへの旅
自然に発生する放射性要素であるウランは、複雑なプロセスを経て、使用可能なエネルギーに変換されます。これが簡略化された説明です:
1。鉱業と製粉:
*ウラン鉱石は、採掘作業を通じて地球から抽出されます。
*その後、鉱石を砕いて粉砕した粉末に粉砕します。
*この粉末は、不純物を除去し、ウラン含有量を濃縮するために処理されます。
2。変換と濃縮:
*濃縮ウランは、揮発性化合物であるヘキサフルオリドガス(UF6)に変換されます。
*このガスは濃縮されます。つまり、核分裂性ウラン235同位体の割合が増加します。天然ウランには約0.7%U-235のみが含まれていますが、原子炉にはより高い濃度、通常は3〜5%が必要です。
3。燃料製造:
*濃縮されたUF6は、通常は二酸化ウラン(UO2)、固体形態に戻されます。
*この粉末は、小さな円筒形のペレットに押し込まれます。
*ペレットは、燃料棒と呼ばれる長いロッドに積み重ねられ、通常はジルコニウム合金に包まれています。
*これらの燃料棒の束は、原子炉のコア成分である燃料アセンブリを形成します。
4。反応器の核核分裂:
*燃料アセンブリは、原子炉コア内に配置されます。
*中性子はウラン235原子を攻撃し、それらを分割(核分裂)し、熱の形でエネルギーを放出します。
*熱は水に移され、蒸気に変わります。
*蒸気は、電気を生成するタービンを駆動します。
5。使用済み燃料管理:
*燃料アセンブリは最終的に核分裂性材料を使い果たし、「使用済み燃料」になります。
*使用済み燃料にはまだ放射性物質が含まれていますが、元のウランよりも有意に放射性が少ないです。
*冷却と崩壊のために、原子炉部位の水で満たされたプールに保管されています。
*深い地質学的リポジトリを含む長期保管ソリューションが開発されています。
重要な概念:
* 核核分裂: 原子の核を分割し、エネルギーを放出するプロセス。
* 放射性減衰: 放射性原子を異なる原子への自発的な変換は、プロセスでエネルギーを放出します。
* 連鎖反応: ある原子の核分裂が他の原子の核分裂を引き起こし、エネルギーの継続的な放出につながる自立したプロセス。
注: これは、複雑なプロセスの単純化された説明です。安全性と環境規制、廃棄物管理、原子力発電の倫理的意味合いなど、核燃料サイクルに関係する多くの追加のステップと考慮事項があります。