第二回、原発の原理
前回は、基礎知識をだらだら紹介しました。
今回は実際、どのような原理の元で発電されているのかをまとめます。少々見にくいです。


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原子の重さは陽子と中性子の重さの合計で表現されます。電子は軽いので無視。

陽子、中性子の重さを1と仮定した原子の重さを質量数といって、炭素14とかウラン235とかいった表現をします。面倒なので今回はC-14、U-235とかいった風に書きます。

で実際に原子の重さを量ると、実は理論値より少し軽くなります。

この現象は質量欠損といって、E=mc^2で説明されます。つまり、陽子、中性子、電子をひとつの原子としてつなぎ止めておくための結合エネルギー（核力、強い力）として質量を使っているということです。

原子力発電は、原子を核力の弱い別の原子に変えることで余ったエネルギーを使おう、という発電方式です。


[ここでのまとめ]
核反応 -> 余った結合エネルギー -> 熱 -> 水を沸騰 ->蒸気で タービンを回転 ->発電


現在、原子力発電といえば核分裂を用いたものです。つまりウランが崩壊するときに放出される崩壊熱を利用します。手順は以下のとおり。

1,ウランの同位体U-235に中性子線を照射して、U-236にする。
2,そもそもバランスを取れないU-236は、すぐにいくつかの中性子を放出して2,3個の娘核種に分裂する。
3,放出された中性子は別のU-235やU-238にぶつかり、以後崩壊の連鎖を続ける。

中性子を放出するってことは、中性子を捕まえて置く分のエネルギーが要らなくなったという意味なので、その分が熱エネルギーとして出るのです。
広島に投下された原爆・リトルボーイは1kgが反応したとされていますから、たとえたったの1gでも400kgの氷（だいたい25mプール一杯分）を一瞬で蒸発させる程度のエネルギーを放ちます。