BWRとは？仕組みと燃料について
家族を守りたい
「BWR」ってどういう意味ですか？
防災防犯専門家
「BWR」は「Boiling Water Reactor」の略で、沸騰水型原子炉という意味だよ。
家族を守りたい
沸騰水型原子炉ってどういう仕組みですか？
防災防犯専門家
原子炉の中にある冷却水を沸騰させてできた蒸気をタービンに送り、発電する仕組みだよ。
BWRとは。
「BWR」とは、原子炉の冷却水を直接沸騰させて蒸気を発生させ、その蒸気をタービンに送って発電するタイプの原子炉のことを指します。
この原子炉は、ゼネラル・エレクトリック（GE）社が開発した軽水減速・沸騰軽水冷却型です。原子炉の内部には圧力容器が設置されており、これが蒸気発生装置も兼ねています。発生した蒸気はそのまま蒸気タービンに送られ、発電が行われます。
通常は低濃縮ウラン燃料を使用しますが、ウランとプルトニウムを混合したMOX燃料も使用できます。
BWRの概要
BWR（沸騰水型原子炉）は、軽水を冷却材兼減速材として使用し、原子炉内で直接水を加熱して蒸気を作る原子炉の一種です。蒸気は原子炉内で発生し、タービンを駆動して発電を行います。BWRの特徴としては、原子炉圧力が比較的低く、燃料集合体に制御棒が挿入されていることが挙げられます。制御棒の挿入量を調整することで、核反応の強さを制御することができます。また、BWRでは、原子炉圧力が変動しても蒸気の発生量が安定するように設計されています。
BWRの仕組み
BWRの仕組みについて説明します。BWRは、沸騰水型軽水炉です。原子炉内の加圧水が沸騰し、蒸気が発生します。この蒸気がタービンを回し、発電を行います。燃料は二酸化ウランで、核分裂反応によって熱を発生させます。この熱により水が沸騰し、蒸気が発生します。BWRは、熱効率が高く安全性の高い原子炉として知られています。
BWRの特徴
-BWRの特徴-
BWR（沸騰水型軽水炉）の特徴は、原子炉内の圧力が低く、約7気圧で運転される点にあります。これにより、通常の場合、原子炉圧力容器をより薄く、建設費を抑制することができます。また、蒸気を直接タービンに供給できるため、蒸気発生器を必要とせず、発電効率が向上します。さらに、軽水（普通の水）を冷却材と減速材として用いるため、ウランの濃縮度を低く（約3～5%）抑えることができ、燃料調達の柔軟性が高まります。
BWRの燃料
-BWRの燃料-
BWR（沸騰水型軽水炉）では、原子炉の中で核反応を起こす燃料として濃縮ウラン燃料を使用します。 ウランは、天然で存在する元素のひとつで、原子核を分裂させることで、エネルギーを発生させます。濃縮ウランとは、ウランの同位体であるウラン235の含有率を高めたものです。ウラン235は、原子炉内で容易に分裂するため、原子炉の燃料として使用されます。
燃料は、ウラン酸化物をセラミック状のペレットに加工し、そのペレットをジルカロイと呼ばれる金属製の被覆管に収めて作られます。これらの燃料集合体は、燃料棒と呼ばれ、原子炉内の圧力容器に収められます。
BWRの安全性
BWRの安全性
BWRは、安全に運用するための堅固な安全機能を備えています。重要な機構の1つが格納容器です。これは、一次冷却材が漏れた場合に放射性物質の放出を防ぐ堅牢な構造です。また、圧力抑制プールと呼ばれる水たまりが格納容器の上に設置されており、事故時に一次冷却材の圧力を抑制する役目を果たします。
さらに、BWRには自動停止システムがあります。異常を検知すると自動的に炉を停止させ、一次冷却材の循環を遮断します。これにより、事故の拡大を防ぎます。また、多重の非常用電源システムを備えているため、外部からの電源が遮断されても炉を安全に停止させることができます。