食と健康学“東の沸騰水、西の加圧水”

 　　「原子力発電の型」

　東京電力が再稼働を目指す柏崎刈羽原発(新潟県)について、
原子力規制委員会での審査が始まりました。
震災後に作られた新たな基準の下、
事故を起こした福島第一原発と同じタイプの沸騰水炉(BWR)の
原発が初めて審査を受けるとあって注目されています。
原発にどんな型があり、それぞれどんな特徴を備えているか。

　火力発電所では、天然ガスや石炭などを燃やした熱で
水を沸騰させ、できた蒸気でタービンを回して発電します。
一方、原発では、燃やした熱の代わりに、核燃料の低濃縮ウランが起こす核分裂反応の
熱を使って水を沸かします。

　国内で商業利用されている原発には大きく二種類あります。
BWRと加圧水型炉(PWR)です。

　BWRは熱い核燃料棒にふれた水がそのまま蒸発します。
圧力容器内の水が常時沸騰しているので「沸騰水」型と呼ばれます。
一方、PWRは、核燃料棒に接する水の系統は1次冷却水と呼ばれ、
300度以上に熱せられますが、沸騰しません。
1次冷却水に強い圧力がかかり沸騰点が上がるためで、「加圧水」型と呼ばれています。

　PWRで沸きあがるには、2次冷却水という水の系統です。
1次冷却水が持つ高い熱を熱交換器を通して受け取ることで沸騰し、タービンを回します。
2次冷却水は核燃料棒に直接ふれないので、格納容器外へと出る水や蒸気が、
放射性物質に汚染されないという利点があります。

　制御の仕方も違います。
PWRは主に、1次冷却水に添加するホウ素の濃度で運転を調節します。
ホウ素は核分裂を促す中性子を吸収するので
、濃度を高くすると核分裂がおとなしくなります。

　一方、BWRは炉心を流れる水の量を変えることで、
沸騰で生まれる泡の量を調節します。
泡は、いわば水がない部分。
水には中性子を減速して核分裂を起こしやすくする能力があるので、
泡が多くなると核分裂がおとなしくなります。
また、中性子を吸い取る制御棒の差し込み具合によっても、核分裂反応を制御します。

　国内では、東京電力など東の社がBWRを、
関西電力など西の社がPWRを採用しています。
ただし、中国電力はBWR、北海道電力はPWRです。
これは、海外のどのメーカーから導入したかによって分かれたそうです。
日本原子力発電の敦賀原発には両方の原子炉があります。
同社によると「どちらにも特徴があり、優劣がつけられない」といいます。

　ところで、福島第一原発事故では、
格納容器の圧力が高くなって壊れる危険が出たので、容器内の蒸気を外界に放出して
圧力を逃がしました。
これが「ベント」という作業です。
BWRの冷却水は核燃料棒ふれるため、放射性物質が含まれています。
それが広い範囲にばらまかれて、汚染を招きました。

　このため、原子力規制委が示した新基準では、これから運転する原発に
「フィルター付ベント」などの機能を付けることが義務化されました。
蒸気の通り道にフィルターを付けることで放射性物質を取り除いてから放出する
装置の設置が求められます。

　PWRに比べると格納容器が大きく、
圧力に対して余力があるため対策が異なりこの措置が5年間猶予されました。

　一方、BWRはすぐに付けねば運転できません。
柏崎刈羽原発は、再稼働に向けて9月に原子力規制委に審査を申請、
10月にフィルター付ベントを設置し、
11月にやっとBWRとして初めて審査開始にこぎ着けました。
一方、一部のPWRは7月には審査を申請済みで、
再稼働に向けてBWRに先行しています。

　 「記者のひとこと」 　
　原発の審査が続きます。
審査が進み、再稼働が現実味を帯びてくれば、各地の原発の細かい論点が
ニュースとなることも多くなるはずです。
自分の住んでいる地域にある原発はどのような仕組みで動いていたのか。
事故を経験した私たちは、よく知って、判断したいものです。朝日新聞　(波多野 陽 記者)

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