原子炉の種類
原子力発電所で主流となっている軽水炉は、中性子の速度を下げる減速材と、発生した熱を取り出す冷却材に軽水を使用しています。軽水は普通の水ですが中性子が多い重水もあります。何らかの原因で核分裂の量が増えても、自然に出力の上昇を抑えられる性質をもっていますがこれを自己制御性といいます。軽水炉には、沸騰水型と加圧水型の2つの形式があります。原子炉の出力(核分裂の割合)は、中性子を吸収しやすい物質で作られている制御棒の出し入れによって中性子の数を調整して核分裂反応をコントロールしています。
Date: 2016/02/27(土)


原子燃料サイクルとプルサーマル
天然ウランにはウラン235は0.7%程度しか含まれていません。残りは核分裂しにくいウラン238です。このため原子力発電所ではウラン235を3〜5%に濃縮して使用しています。使用済み燃料の中には、消費されなかったウランや新たに生成されたプルトニウム(ウラン238が中性子を吸収すると、プルトニウム239となる)が含まれており、これらは加工すると再燃料として使用することができます。使用済み燃料から再処理して取り出したプルトニウムをウランと混ぜて新たな燃料(MOX燃料)を作り、現在の原子力発電所で再利用する方法をプルサーマルといいます。使用済み燃料の95〜97%は再利用可能ですが核分裂によってできた廃棄物は核爆弾同様に危険であるということを知っておかなければなりません。

Date: 2016/02/26(金)


原子力発電の特徴と課題
原子力発電は燃料のウラン資源が安定して得られ、少ない量で大きなエネルギーを取り出せる(1gのウランは石油2000ℓ分、石炭3トン分に相当)、発電過程で二酸化炭素や有害なガスを排出しない、使い終わった燃料を再処理してリサイクルできるといった特徴がありますが原子炉内では生命に有害な放射線が発生するため今回の福島のような事故が起きた時の被害は計り知れません。放射性廃棄物の処理方法が確立していないことも致命的な欠点です。一見コストが安いように感じますが総量的なコストは計算することさえできません。また地球生命を未来にわたって脅かすことも最大の問題点です。
Date: 2016/02/25(木)


電気を作る施設;原子力発電所
原子力発電は原子炉の中でウランを核分裂させ、その熱で高温・高圧の水蒸気を作りタービンを回して発電する方式です。仕組みは火力発電と同じですが、熱エネルギーのつくり方が大きく異なります。総ての物質の元である原子は中性子と陽子から成る原子核と、その周囲を回る電子から構成されています。原子力発電に用いられるウラン235という物質に中性子を当てると、原子核が2つに分裂(核分裂)し、熱エネルギーと2〜3個の中性子を放出します。その飛び出した中性子が次々に別のウラン235にぶつかって連鎖的に核分裂を引き起こし、膨大な熱エネルギーを生み出します。この連鎖反応を一瞬で行うのが原子爆弾ですが原子力発電では飛び出した中性子を吸収する制御棒や、中性子の速度を落とす減速材(水)によって、原子炉内の核分裂を制御しています。核分裂反応が一定になる状態を臨界といいます。
Date: 2016/02/24(水)


火力発電の種類
火力発電は、蒸気の力を利用する汽力発電のほかに、燃料を燃やした燃焼ガスを直接タービンに導いて発電を行うガスタービン発電や、デイーゼルエンジンなどの内燃機関による内燃力発電、汽力発電とガスタービン発電を組み合わせたコンバインドサイクル発電などの種類があります。火力発電では熱効率の向上が重要な課題となります。日本のコンバインドサイクル発電は約595%の熱効率を実現するものもあり世界最高水準を誇ります。平均熱効率を1%向上させるだけで重油換算で年間約80万㎘の燃料が節減され、二酸化炭素の排出量を年間約180万トン減らすことができると試算されています。
Date: 2016/02/23(火)


火力発電の課題
日本では火力発電の燃料になる液化天然ガス(LNG)、石油、石炭などの資源はほとんどを海外の輸入に頼っています。またその埋蔵量や海外の事情により安定化のため電力会社はエネルギー資源の多様化と輸入先の分散を図っています。最大の課題は化石燃料を燃やすと大気汚染の原因となる硫黄酸化物や窒素酸化物、現在最も問題となっている地球温暖化に影響を及ぼす二酸化炭素を排出することにあります。技術の進歩により改善されつつありますが現在のところはその排出量をゼロにすることはできません。
Date: 2016/02/22(月)


電気を作る施設;火力発電について
最も一般的な火力発電はボイラ内で石油やLNG、石炭などの燃料を燃やし、供給された水を加熱し高温・高圧の水蒸気をつくり、蒸気の力でタービン(羽根車)を回転させ、その回転を発電機に伝えて電気を発生させています。この発電方式を、汽力発電といいます。蒸気を復水器で水に戻し再利用するが復水器の冷却用水として大量の水が必要になるため、火力発電は海岸近くに建設されることが多いのですがエネルギー資源の輸入がタンカーなどによる海上輸送が中心となるためという理由もあります。火力発電の特徴は、季節や時間帯によって大きく変動する電力需要に合わせた、出力調整運転が可能なことです。タービンなどの技術の向上により安全性も高く現在日本では火力発電が電力供給の中心的な役割を担っています。
Date: 2016/02/21(日)


変圧器によって調整され送り届けられる電気
発電機で発生する電気の電圧は1万3200Vぐらいで、このままでは電気を遠くまで送るのに効率が悪いので変圧器で電圧を50万Vに高めケーブル・送電線で供給区域に送り届けられます。水力発電は地形や地盤の強度等によって様々な構造形式が採用されています。形成する材料によってコンクリートダムと土や岩石を材料とするフィルダムにも分類されます。日本で最も多く採用されている重力ダムはダム自体の重量で水圧を支え、安全性が高い材質はコンクリートが使用されています。アーチダムは水圧を両岸の岩盤で支えるようにアーチ型にダムを築いたものでダムの厚さが薄くて済む分経済的だが両岸が狭く岩盤が丈夫な場所でなければなりません。パットレスダムは基礎岩盤がしっかりしたところへコンクリート壁をパットレス(扶壁)で支えて、水圧に耐えられるようにしたもので内部に空洞形成されるためにコンクリートの量が軽減できるため経済的です。岩石や砂利を積み上げたロックフィルダムはダムの内部や上流面を水を通さない材料で築いたものです。アースダムは軟弱な地盤でも作れる構造で土質材料や砂礫材料によって築かれます。高いダムには不向きで、日本では古くからかんがい用の池として用いられています。

Date: 2016/02/20(土)


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