今ある原発（核分裂）と核融合の違いは？[Q&A-6]

2024年9月15日

今の原子力発電所は核分裂…核融合との違いを解説

この記事では、今すでにある原子力発電所（核分裂）と核融合の違い・共通点について、解説します。

実は、核融合炉は原子力発電所に種類分けされます。その理由は、核融合も原子力エネルギーを利用するためです。ただ、核融合の技術はまだ研究開発の段階です。2022年現在、核融合で実際に電気を作る原子力発電所を建設した国は、どこにもありません。

それでは、現在世界各地にある原子力発電所と、研究開発中の核融合炉の違いは何なのか。この疑問にお答えしたいと思います。

先に答えをお伝えすると、今、既に存在する原子力発電所では、「核分裂反応」という現象が使われています。「核分裂」と「核融合」の違いがあるわけです。この核分裂について、もう少し詳しく説明していきます。

核融合については、Q&A-1でも紹介していますが、原子核と原子核がぶつかりくっついて、別の原子核ができることです。このときに、たった1グラム分の原子核が核融合反応を起こすと、石油数トン分のエネルギーが発生します。

では、核分裂とは何か。

核分裂は、ある1つの原子核が、2つの原子核に分裂する現象です。

実は核分裂も、核融合と同じくらいのエネルギーが発生する現象です。

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核融合を起こしやすいのは、今まで紹介してきた水素とその仲間（重水素・三重水素）です。

一般的に、元素周期表（すい・へー・りー・べーで覚えたあの表です）の上の方のほど、核融合を起こしやすい、軽い原子が多いです。

ここで、核融合を起こしやすいと言っているのは、核融合に必要な温度・密度が低くて済むことを言います。とは言っても、最低でも太陽の中心くらいの温度・密度が必要ですが…。

ただ、核融合を起こせるのは、普通は元素周期表の中でもFe:鉄の原子より上にある原子だけなんです。

逆に、核分裂を起こしやすく、原子力発電所に使われているのは、ウランという物質です。ウランの原子記号はUです。これは、海外の鉱山で採掘される、地球上に天然で存在する物質です。

ウランには、次の2種類が地球上にあるほとんどを占めています。

原子力発電所では、発電にちょうどいい分のエネルギーが取り出しやすくなるように、この2種類のウランの分量を調整して混ぜた燃料を使います。

ウランは元素周期表の中では、かなり下の方にある重たい原子になります。なお、ウランもまた、石油や石炭と同じように、限りある資源の1つであることに注意して下さい。

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現在世界で稼働している原子力発電所では、次のようなウラン235の核分裂反応から生じるエネルギーを利用しています。

ウラン235の原子は、中性子１個にぶつかって来られると、核分裂をします。
核分裂すると、なんと、バリウム(Ba)原子とクリプトン（Kr）原子という2つの全然違う原子に分裂^※します。
※ これは一例で、BaとKr以外に分裂することも多々あります。
また、1グラムのウラン235が核分裂ときに、石油2000リットルほどの膨大なエネルギーと、新しい中性子も0〜3個生まれます。