問題
方針
「原子炉の種類」に関する問題です。
(1)(2)については、「高速増殖炉」
(3)については、「高温ガス炉」
(4)(5)については「核融合炉」
上記より考えたいと思います。
「核融合炉」については初出題なので解くのは難しいと思います。
解法
(1)(2)
「高速増殖炉」
発電しながら消費した以上の燃料を生成できる原子炉。
劣化ウラン(ウラン235の含有率が低くなったもの)のウラン238がプルトニウム239に変わり燃料となる。
プルトニウム239(高濃縮ウラン)を高速中性子で核分裂させるので、熱中性子のみを使用する軽水炉よりもウランの利用効率が高い。
高速炉(高速中性子の核分裂による原子炉)である。
上記より、(1)は「速度の遅い」ではなく「速度の速い」となるので✖となります。
(2)は〇となります。
(3)
「高温ガス炉」
軽水炉と同じ熱中性子炉の一種で、減速材として黒鉛、冷却材としてヘリウムガスを使用する。
上記より、(3)は〇となります。
(4)(5)
「核融合炉」
軽い原子である水素やヘリウムによる核融合反応を利用してエネルギーを発生させる原子炉。
水素のような軽い原子核が別の水素の原子核とぶつかると、重たい原子核(ヘリウム)ができる反応を核融合反応といい、このとき1つになった原子核は質量を失う代わりに、大きなエネルギーを生み出す。
一般に核融合反応では、軽水素ではなく中性子を含む重水素、三重水素をを燃料として使う。
原子核どうしをぶつけあって融合反応をおこさせるために、温度を数億度にすることで、原子核のまわりを廻っている電子がはぎとられ、正の電荷を持つイオンと負の電荷を持つ電子に分かれるイオン化をおこし、原子核と電子が高速で不規則に運動するプラズマ状態を作る。
効率良くエネルギーを発生するため、プラズマ状態で密度を高めて閉じ込め時間を長くすることで、原子核どうしを連続して衝突させる。
上記より、(4)(5)は〇となります。
解答
誤りは(1)となります。
