2011年4月19日火曜日

原発・燃料棒とは?

原発で使われている燃料棒は、こんなもの ↓↓
右側の絵、細長い棒状のものが燃料棒。
中にはペレットと呼ばれる核燃料が詰まっている。



核燃料ペレット
ウランを焼き固めて直径1cm、高さ1cmの円柱状(小さい!)に成形したもの。

燃料棒
核燃料ペレットを立て一列に並べ、ジルコニウム合金製の長さ約4mの管(燃料被覆管)に収めたもの。

燃料集合体
燃料棒を束状に整列したもの。
これが原始炉圧力容器(ステンレス製)に収められている。



それぞれの物質の融点(物質が溶ける温度)は
  ペレットの融点        2700~2800℃
  燃料被覆管の融点     2200℃
  圧力容器の融点      1300~1500℃
だとか。


原子力発電は、ウランが核分裂するときに放出する非常に高いエネルギー(熱)を利用して電力を作り出す。
また、核分裂が暴走しないように制御しているのが、制御棒(←かなり大事!)。
燃料集合体の間にあり、これを燃料集合体の間に完全に入れれば、原子炉停止状態になる。

正常な状態では、燃料集合体は水の中に沈んでいるので、圧力容器内の温度は280℃くらい。
でも、今回の地震で圧力容器内の水位が低くなり燃料棒が露出したために、どんどん温度が上がり・・・『ペレット溶融』。
つまり、溶融した部分は一時的にせよ2700℃に達していたわけだ。
当然、燃料被覆管は溶ける。
燃料被覆管が融ければ、ペレットは落下する・・・『メルトダウン』。
ペレットが圧力容器内に落下すれば、圧力容器は融け・・・ない。
今のところ。
下のほうには冷却水が残っているから、圧力容器が融けるほどの高温にはならないはず。

でも!
安心してはいけません。
落下したペレットは制御棒の制御が利かない状態だから、核分裂の暴走(再臨界)が起きる可能性ありです。

それを防止するために、ホウ素を注入しているというが・・・
ホウ素を入れると何故再臨界しないのか?
新たな疑問。
また調べてみます。
(調べました→ホウ素の働き

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