原子力発電所とは何か
原子力発電所とは
原子力発電所は、主に核分裂を用いた核反応によって電力を生成します。
核分裂
核分裂はウラニウムなどの重い原子を小さな部分に分割し、大量のエネルギーを放出します。
主要な構成要素
核分裂過程では、重い放射性原子核がほぼ等しい2つの部分に分裂します。この原子核の分裂時に大量のエネルギーが放出されます。このエネルギーの放出は質量欠損によるものです。つまり、初期製品の総質量が核分裂中に減少するということです。この核分裂時の質量の減少は、アルベルト・アインシュタインの有名な方程式に基づいて熱エネルギーに変換されます。
原子力発電所の基本的な原理は、従来の火力発電所と同様です。唯一の違いは、石炭の燃焼によって生成される熱ではなく、原子力発電所では核分裂によって生成された熱がボイラー内の水を蒸気にして使用されることです。この蒸気は蒸気タービンを駆動するために使われます。
このタービンは発電機の原動機です。この発電機は電気エネルギーを生成します。核燃料の入手可能性はそれほど高くありませんが、非常に少量の核燃料で大量の電気エネルギーを生成することができます。
これが原子力発電所の特徴です。1キログラムのウラニウムは4500メトリックトンの高品質石炭に相当します。つまり、1キログラムのウラニウムの完全な核分裂によって生成される熱量は、4500メトリックトンの高品質石炭の完全燃焼によって生成される熱量と同じです。
核燃料は高価ですが、その単位あたりの電力生産コストは石炭やディーゼルよりも低いです。原子力発電所は現在の従来型燃料危機に対処する適切な代替手段です。
利点
原子力発電所での燃料消費量は低く、他の方法よりも電力生成コストが安くなります。原子力発電所は少ない燃料で済みます。
同じ容量の他の従来型発電所と比較して、原子力発電所ははるかに小さい面積で設置できます。
この発電所は大量の水を必要としないため、天然の水源近くに建設する必要はありません。また、大量の燃料も必要ないため、石炭鉱山や良好な輸送施設がある場所に建設する必要もありません。そのため、原子力発電所は負荷中心部に非常に近い場所に設置することができます。
世界中で大量の核燃料が存在するため、これらの発電所は今後何千年もの間、電力供給を継続することができます。
欠点
燃料は入手しにくく、非常に高価です。
原子力発電所の建設初期コストは非常に高いです。
この発電所の建設と運転開始は、他の従来型発電所よりも複雑で高度な技術が必要です。
核分裂の副産物は放射性であり、高い放射能汚染を引き起こす可能性があります。
維持管理コストが高く、原子力発電所を運営するには専門的に訓練された人が必要です。
原子力発電所は負荷の急激な変動に対応するのが効率的ではありません。
核反応の副産物は非常に放射性であるため、これらを処分することは大きな問題です。これらは地上深くまたは海岸から離れた海にのみ処分することができます。
