発電

加圧水型原子炉は、世界の原子力発電所で最も多く採用されている炉型です。その仕組みと特徴について詳しく見ていきましょう。加圧水型原子炉は、普通の水を冷却と速度を落とすことの両方に使います。原子炉の核分裂反応では、ウラン燃料が核分裂を起こし、莫大な熱と中性子を発生させます。この熱を安全に取り出し、電気に変換するのが原子炉の役割です。発生した中性子は次の核分裂反応を起こすために必要ですが、速度が速すぎるとウランにうまく吸収されません。そこで、水を使って中性子の速度を落とす「減速」を行います。同時に、水は発生した熱を吸収する「冷却材」としても機能します。加圧水型原子炉の最大の特徴は、原子炉の中の水が高い圧力に保たれていることです。約150気圧という高い圧力によって、水は高温になっても沸騰することなく液体の状態を保ちます。もし水が沸騰して蒸気になると、冷却効率が著しく低下してしまいます。高い圧力を維持することで、より高温で効率的に熱を取り出すことが可能になります。この高温高圧の水は「一次冷却水」と呼ばれ、原子炉格納容器と呼ばれる頑丈な容器の中に閉じ込められています。一次冷却水は、蒸気発生器へと送られます。蒸気発生器の中では、一次冷却水が通る管の周りに別の水が流れており、一次冷却水の熱によってこの水が蒸気に変わります。この蒸気は「二次蒸気」と呼ばれ、タービンを回して発電機を駆動し、電気を生み出します。二次蒸気は一次冷却水とは隔離されているため、放射能汚染の心配はありません。タービンを回した後の二次蒸気は復水器で冷やされて水に戻り、再び蒸気発生器へと送られます。このように、加圧水型原子炉は水を循環させて熱を取り出し、電気を作り出しています。