電力原子力・新エネルギー原子力発電★★☆☆☆

原子力発電の燃料サイクル

概要
原子力発電における核燃料サイクル(採掘→濃縮→発電→再処理→再利用)の流れを扱う。ウランの濃縮度,使用済燃料の再処理,MOX燃料とプルサーマル,高速増殖炉の特徴を区別して理解することが重要。
📖用語
MOX燃料(Mixed Oxide Fuel)ウランとプルトニウムを混合した酸化物燃料。軽水炉でMOX燃料を使うことをプルサーマルという。
プルサーマル軽水炉の燃料としてMOX燃料を利用する技術。プルトニウムを有効活用できる。
高速増殖炉(FBRFast Breeder Reactor):高速中性子によりウラン238をプルトニウム239に変換し,消費した核分裂性物質よりも多くを生産できる炉。
イエローケーキウラン鉱石を精錬した中間産物(酸化ウラン U3O8)。濃縮前の原料であり,MOX燃料とは別物。
軽水炉冷却材・減速材に普通の水(軽水)を使う原子炉。日本の商業炉の主流。転換比は約0.6。
原子力発電における核燃料の「採掘→濃縮→発電→再処理→再利用」の一連の流れを核燃料サイクルという。
ウランの濃縮
天然ウランのウラン235(核分裂性)の割合は約0.7 %。軽水炉での利用には3〜5 %への濃縮が必要(遠心分離法等を使用)。
使用済燃料の再処理
発電後の使用済燃料を「再処理」してウランとプルトニウムを分離回収する。この操作の正式名称は「再処理」であり,「再加工」(燃料の成形加工)とは別の概念である。
MOX燃料とプルサーマル
MOX燃料(Mixed Oxide):ウランとプルトニウムを混合した酸化物燃料。プルサーマルとは,このMOX燃料を軽水炉の燃料として使用すること。
「イエローケーキ」はウラン精錬後の中間産物(酸化ウラン)であり,プルサーマルで使う燃料(MOX燃料)とは異なる。
高速増殖炉(FBR)
高速中性子を用いてウラン238をプルトニウムに変換する炉。消費した核分裂性物質より多くの新たな核分裂性物質を生成できる(増殖比 > 1)。
軽水炉の転換比は0.6程度,高速増殖炉は1以上。
図1
関連問題数:1

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