JAES Learning

原子炉島は外観として巨大なコンクリートの塊であり、施設の中心にある原子炉を隔離しています。原子炉内には、通常ウラン238とウラン235の混合物である可分裂物質で構成される核またはコアがあります。生成された中性子を減速させるために、通常は重水やグラファイトを減速材として使用し、分裂の可能性を高めます。

原子炉には、過剰な中性子を捕獲するための金属製の制御棒もあり、反応の出力を調整するためにコアに挿入され、必要に応じて緊急時にプロセスを停止します。反応が臨界レベルに達すると、大量のエネルギーが放出され、コアが溶融し、封じ込め壁が破壊され、放射性物質が環境中に放出されます。反応の断片が減速すると熱が発生し、この熱はウランコアを囲む熱輸送液によって捕獲されます。簡単に言えば、熱輸送液はラジエーター付きの加熱システム内の熱水のように動作し、水はボイラーによって生成された熱を部屋のさまざまな場所に運びます。コアに到達する圧縮熱輸送液の温度は290°Cであり、15MPaの圧力で320°Cに達し、沸騰を防ぎます。

加熱された液体は蒸気発生器を通過し、飽和湿蒸気が生成されます。この時点で、湿度分離器を通過して飽和乾燥蒸気に変換され、導管システムによって通常島内の蒸気タービンに290°Cの最終温度、5MPaの圧力で送られます。圧力を安定させるために加圧器が使用されます。タービンは蒸気の熱エネルギーを使用して機械的仕事に変換する駆動装置です。変換されたエネルギーでタービンは発電機を駆動し、発電機は電力を生産します。同じ原理は、最も一般的な燃料発電所、または水力発電所、風力発電所で使用されます。

見てきたように、プロセス全体は多量の蒸気を生成し、タービンを離れた後は管理する必要があります。冷却されると、蒸気は液体状態に戻り、プロセスで再利用できます。蒸気を冷却するためにタービンの下に凝縮器が設置され、冷却液によって水に変換されます。凝縮器から出る水の温度は非常に高く、元の水源に放出することはできません。そうでなければ、エコシステムに損害を与える可能性があります。このため、河川、湖、または海の近くに原子力発電所を建設することが好まれ、大量の水によって凝縮器の水温が段階的に低下し、損害を与えることなく管理できます。内陸部に建設された発電所の場合、閉じた冷却サイクルが必要です。最も一般的に使用されるシステムは、大型ファンを使用した自然循環または強制循環冷却塔です。