問題
方針
原子力発電に関する問題です。
(1)については「核燃料」
(2)については「電離放射線」
(3)(4)については「原子力のエネルギー」
(5)については「減速材」
上記より考えたいと思います。
解法
(1)
「核燃料」
天然ウランには、ウラン235は0.7%程度しか含まれておらず、残りはウラン238である。
軽水炉で使用する燃料は、ウラン235を約3～5%程度まで濃縮した低濃縮ウランである。
ウラン235の濃縮は、ウラン238とのわずかな質量差(化学的性質の差ではない)を使用して作られ、ウラン燃料は、二酸化ウラン(UO2)の形で粉末をペレット上に焼き固めたものが使用される。
上記より、高濃縮ウランではなく低濃縮ウランなので✖となります。
(2)
「電離放射線」
電離作用を持ち、高エネルギーなもの。
粒子線(α線、β線、中性子線)、電磁波(γ線、エックス線)などが該当する。
上記より〇となります。
(3)(4)
「原子力のエネルギー」
ウラン235に中性子1個が衝突すると、ストロンチウムとキセノンなどに核分裂し、中性子2～3個を放出する。
このときウラン235と核分裂生成物の質量差(質量欠損)に相当するエネルギーが放出される。ウラン235の質量の0.09%である。
ウランの核分裂で発生した中性子は、高エネルギーで高速なため高速中性子と呼ばれる。
高速中性子は速度が速すぎるため、他の原子に衝突しにくく、核分裂連鎖反応の持続が難しい。
高速中性子を減速棒によって速度を落として熱中性子にして、他の原子核に衝突させて連鎖反応を起こし、連続したエネルギーを得ている。
上記より〇となります。
(5)
「減速材」
核分裂によって生じた高速中性子を、他の原子核に吸収されやすいように速度を遅くして熱中性子まで減速させるもの。
減速材は、中性子の吸収が少なく(数を減らさない)、放射線に対して安定でなければならない。
上記より〇となります。
解答
誤りは(1)となります。
