Sirena噂の?!真相探偵団 ”原子力発電ってどんなもの?”

東日本大震災により福島第1原子力発電所の事故が発生して7年が過ぎました。今もなお、避難区域が残されており、まだまだ復興が進んでいない地域があります。けれども福島が少しずつ復興して活気を取り戻していることはたしかであり、皆が福島の復興を願っています。

この事故を通して、私たちは今まであまり知らなかった「原子力発電」について考えるようになったのではないでしょうか?日本は原子爆弾を投下された唯一の被爆国であり、核兵器の恐ろしさを伝え核兵器廃絶を世界に訴えていく使命があると思います。では原子爆弾、核兵器廃絶を訴える一方で、莫大なエネルギーを発生させる原子力発電は危険ではないのだろうか?認めてもいいのだろうか?という疑問を持つ人もいると思います。その違いは何なのか?そもそも原子力発電はどのようなものだろうか?と筆者同様に思う人もいるかと思いましたので、物理学を勉強していた筆者の父に簡単に説明を頼みました。この説明で少しでも「原子力発電」がどのようなものか理解の補助になれば幸いです。

 

◆原子力発電のしくみ◆

物質がこの世から完全に消えて無くなることがあります。

この消えた物質はエネルギーになります。

このエネルギーと水を接触させるとものすごい勢いで水が沸騰し、爆発したように蒸気が噴出します。

この蒸気を吹き付けて、タービン(風車がたくさん繋がった機械)を回します。

ウィーンとうなるようにタービンは高速回転するでしょう。

タービンに発電機を繋いで、発電機を回してしまえば電気が取り出せます。

このプロセスは、物質が宇宙から消えてしまう時に出すエネルギー(原子力エネルギー)が電気エネルギーに変わるもので、これが原子力発電の原理です。

物質の量(質量m)が消える時発生するエネルギーEは、E=mc2と計算され、cは光の速さで大変大きなものですから、原子力エネルギーも莫大です。

具体例では、ウラニウム235という物質は、中性子という素粒子(宇宙を構成する基本物質の1つ)が打ち込まれると、核分裂原子核2つ以上に壊れる)を起こし、この時の質量の一部がエネルギーになり、同時に中性子も飛び出すので、この中性子が隣のウラニウムに当たるとまたエネルギーを出し、また中性子が飛び出して・・・と連鎖反応するのでエネルギーが発生し続けます。

この連鎖反応の速さをコントロールする制御棒を取り付けて、反応スピードをゆっくりさせるのが発電用原子炉であり、制御せず瞬間的に反応させるのが原子力爆弾です。

原子炉の例は図に示しますが、これは原理だけを示したもので、実際は原子炉を構成する各部の発熱部分を冷却する水の冷却系統が絡んでメルトダウン(炉体が溶けて核燃料が溶け落ちる)を回避したりする複雑な補助機構等が付随します。

 

広大な宇宙では無数の星のほとんどが原子力により(核分裂だけではなく、核融合という反応もある)輝いています。もともと科学者が宇宙や時間、空間、物質とは何だろう?という研究から原子力を発見したのですが、地球上では原子力から出来た残りカスから出る放射能は人体を破壊していきますから、人道的、政治的にも大きな問題です。

一方、宇宙では人々が想像もできないようなメカニズム(ブラックホールも含む)によりバランスが取れてつじつまが合うようになっていると思われます。

 

 

筆者:米地 晋一 (Shinichi Yonechi)

【筆者プロフィール】

1945年北海道旭川生まれ。東北大学工学部卒後、11トントラックドライバーをやりながら、量子力学など現代物理を独学して金沢大学大学院に進むも諸事情により中退、その後大手電線会社で通信ケーブル(光ケーブル含む)の研究開発に従事。趣味は、ハンググライダー(今は中止)、バイク(ハーレーも)、登山、音楽(カントリーバンド)、絵画、盆栽、鉄道模型、釣り、キャンプ他。定年後の今も『趣味と生活』のためアルバイト中。

 

 

以上、簡単な説明をしてもらいましたが、なんとなくイメージができたでしょうか?

人間が宇宙のなりたちを追求していく中で、さまざまなことが発見され、それらが私たちの生活の中で利用されていろいろな物を生み出し、今にいたります。私たちの生活が便利になって発展していく反面、環境汚染や環境破壊が進み、私たち自身に害を与えるもの、核兵器など私たち自身を破壊することになるものが生み出されているのも事実です。

海に身をおき、自然のパワー、自然の素晴らしさを感じているSirenaたちは、何が大切なのか?を問いながら海、自然、地球を守るためにできることをしていきたいですね。

 


原子:物質を構成する基本的な粒子で化学元素としての特性を失わない最小の微粒子。一個の原子核とそれをとりまく何個かの電子とから構成される。大きさは半径 10-10m 程度。原子の化学的性質は主としてそれのもつ電子の個数で定まる。

(三省堂 大辞林より)

中性子:中性子は、原子核を構成する素粒子の一つで、電荷を持たず、質量が水素の原子核(陽子)の質量とほぼ等しい。

(文部科学省「原子力防災基礎用語集」より)

原子核:いくつかの核子(陽子と中性子)が核力によって結合してできた複合粒子。正電荷(プラスの電気)をもつ。大きいものでも半径は 10-14m 以下。原子の中心部にあり、その質量の大部分を占める。核。

核分裂:原子核が二つ以上の異なる原子核に割れることをいう。原子核を構成している中性子と陽子の結合が、新たに中性子を吸収することによって不安定になり、核分裂を起こす。核分裂を起こす核種として、ウラン-235、プルトニウム-239等がある。原子核が分裂するとき、エネルギーと2、3個の中性子を放出する。その中性子が他のウランの原子核にあたることで、核分裂が次々と起こる。これを連鎖反応と呼び、より大きなエネルギーが生まれる。

(文部科学省「原子力防災基礎用語集」より)

核融合:水素や重水素、三重水素など質量の小さい元素の原子核が互いに衝突して、ヘリウムなどの別の重い原子核に変わる現象のことをいう。太陽のエネルギーは核融合によるものである。原子核を衝突させるためには一億度を超える高温が必要であり、基礎的な研究の段階にある。

(文部科学省「原子力防災基礎用語集」より)

放射能:原子核が別の原子核に壊れて変化し、アルファ線、ベータ線あるいはガンマ線などの放射線を出す性質を放射能という。 放射能をもっている物質を放射性物質といい、その量をベクレル(Bq)で表す。

(文部科学省「原子力防災基礎用語集」より)