原子力発電の失敗：課題と障害

概要

クリーンで豊富で理想的な電力源としての原子力発電の約束は、完全に実現されていません。その理由は多岐にわたります。原子炉はウラン核から膨大な量のエネルギーを生成しますが、高い建設費、市民の反対、そして独自の技術的課題がその発展を妨げました。原子力発電は、制御された連鎖反応に依存しており、多くの核分裂を引き起こしますが、このプロセスは複雑で危険です。核分裂から放出される中性子のほとんどは、ウラン核に捕捉されるには速すぎます。そのため、グラファイトや精製水が中性子を散乱させ、減速させるために使用されます。しかし、核分裂率が低い場合は、濃縮が必要であり、このプロセスはU-235を高度に濃縮するリスクを伴います。これにより、爆弾を作るほど爆発力が高くなります。一方、使用済み燃料の貯蔵は、環境の安全性だけでなく、国家の安全保障上のリスクでもあります。本記事では、原子力発電の課題と障害について探究します。

原子炉：原子核質量をエネルギーに変換する
制御された連鎖反応：ウラン核の核分裂を生み出す
落とし穴：核分裂から放出される中性子のほとんどが速すぎる
水流：電力を生成し、原子炉事故に対処するために重要
使用済み燃料の貯蔵：環境の安全性と国家の安全保障上のリスク

序論

原子力発電はかつて、世界のエネルギー危機の究極の解決策として歓迎されました。温室効果ガスの排出が最小限で、無制限の電力を生成できる解決策として見られました。しかし、原子力発電は約束を果たせず、その使用率は1996年の18％から現在の11％に減少しました。この減少は今後の10年間にも続くと予想されています。本記事では、原子力発電がグローバルな電力市場を支配できなかった理由と、その課題と障害について、Q＆A形式で探究します。

原子炉：原子核質量をエネルギーに変換する

Q：原子炉内で何が起こるのか説明できますか？

A：原子力発電は、多くのウラン核を分裂させる制御された連鎖反応に依存しています。原子核は、強力な核力によって結びつけられた陽子と中性子で密集しています。ほとんどのウラン原子は、238個の陽子と中性子を合わせ持っていますが、およそ140個に1つは3つの中性子が欠けており、この軽い同位体はより緩く結合しています。豊富ないところの兄弟に比べ、中性子の衝突によってU-235核が軽い放射性元素である分裂生成物に分裂することが容易になります。核分裂中に、一部の核質量がエネルギーに変換されます。新たに発見されたエネルギーの一部は、高速移動する中性子を駆動し、