『メカニック大図解10 原子力発電所』（福武書店）

■『メカニック大図解10　原子力発電所』（福武書店）
ケルビン・ゴズネル／著

1992年初版だから、今から22年前ってことは、今ある原発の初期の頃の話かな。
図解してくれても、その仕組みは全然分からないんだけど、
アインシュタインさん、天才なんだから、安全な廃棄の方法まで教えてくれたらよかったのに


【内容抜粋メモ】

「火力発電所」
石油や石炭を使い、炭坑での事故では、たくさんの人が亡くなってきた。
吐き出すガスは大気を汚染し、タンカーから石油が漏れれば海を汚す。

「原子力発電所」
火力発電所に比べて、造るのにとてもお金がかかり、核廃棄物の後始末がとても難しい。
もっともお金がかかるのは、核物質を扱う装置や機械の開発、試験をすること。

　
核分裂


コントロールされた反応（必要なエネルギーを取り出す）

原子炉：核分裂をおこさせるところ。
炉心：原子炉の中心。
格納棟：放射能が外に漏れないようコンクリートと鋼鉄でできている。
制御棒：制御室からリモコンで動かす。緊急事態の際は、数秒以内に原子炉を止めることができる。

ウラン
たくさんあって、安く手に入る。核燃料に使うのはウラン２３５。半減期は７億１０００万年。
地中から掘り出し、精錬した後、ペレット（小さな粒）にして金属の管につめる。


【放射線の種類】

アルファ線：薄い紙１枚でも防げる。
ベータ線：アルミニウムなどの薄い金属板で防げる。
ガンマ線：鉛など重い金属で厚い壁をつくらないと防げない。

ガイガーカウンター：放射線を調べる機械。


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊いろいろな原子力発電所


加圧水型原子炉

いちばん多く、世界に１９０以上ある。もとは潜水艦を動かす力だった。

改良型ガス冷却炉


高速増殖炉

いちばん多くエネルギーをつくれる。燃料は「プルトニウム」。複雑なつくりで取り扱いが難しい。お金もかかる。


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊エネルギーをつくる方法

さまざまな発電所があっても、方法は同じ。
核分裂でできた熱を蒸気にかえて、タービンを回し、電気をつくる。
蒸気でプロペラを回す力が発電に使われる。蒸気は、復水器に入って水に戻り、繰り返し使われる。

発電所による違いは、核分裂をどうコントロールするか、出た熱をどんな冷却材で運ぶか。
濃縮ウラン燃料のほうが、高い熱が出て、エネルギーを安くつくれる。



発電機


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊電気を送る

原子力発電所は、少ない費用で24時間運転し、ずっとある量の電気を流している。

電気は「変圧器」に行く。


　


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊使用ずみ燃料

ウランは、だんだん弱くなるので、新しい燃料と取り替えなくてはならない。
使い終わったウラン燃料は「使用ずみ燃料」「高レベル放射性廃棄物」と呼ぶ。


使用ずみ燃料は、貯水池で数ヶ月間冷やされる。

使い終わっても、つくりなおして燃料にする。作業はすべてリモコンで行う。
こうして残るのは、もとの使用ずみ燃料の約３％で、数千年にわたって放射線を出しつづける。

使用ずみ燃料からとりだされたプルトニウムは、原子力発電所か「核兵器」しか使い道がない。


核廃棄物（放射性物質）
原子力発電所から出る廃棄物。高中低レベルに分かれる。
貯蔵タンクで、冷やされ、工場に運ばれ、ウランの棒を酸で溶かす→ステンレスのタンクに入れる。
※すべての核廃棄物を貯蔵すると、原子炉１基で１５００億円かかるといわれる。

　
核廃棄物を扱うリモコン／厚いコンクリートの格納ドームを造っているところ

低レベルの危険が少ないものは、地中に埋められる。
　
（ドラム缶て・・・

イギリスでは、特殊な地下トンネルをつくって埋めようとしている。
また、コンクリートで覆い、地中に埋め、放射能がなくなるまで１３５年待つという計画もある。


何年も取り壊しを待つ廃炉（使わなくなった原子力発電所）


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊原子力発電所の事故

いちばん多いのは、原子炉から放射能が漏れること。
原子炉を冷却する仕組みが故障すると、自動的に運転を止める安全装置が働く。

「メルトダウン（炉心溶融）」がもっとも恐ろしい。
もし、地下に燃料がもぐりこみ、地下水にぶつかったら大爆発が起こり、大量の放射能が広範囲を汚染する。


メルトダウンまであと１時間という事故を起こしたアメリカのスリーマイル島の原子力発電所


防護服を着ていても、わずかな時間しか放射能を防げない

チェルノブリの事故後、「国際原子力機関（ＩＡＥＡ）」は、世界共通の安全基準をつくることにした。
安全のためにも、とてもお金がかかる

多くの国が、原子力発電所の建設計画を取りやめるようになった。


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊未来の原子炉は核融合炉？


核分裂とは逆に、２つの軽い原子が融合する時にもすごい熱が出る。
太陽は、核融合でエネルギーを生み出している。

核融合では、ヘリウムと中性子が生まれるが、放射能はない。
燃料の「三重水素」は放射能物質で、半減期は12年。100年ほどでもう一度使えるようになる。
（どのみち放射能物質かい

1991年、ヨーロッパの研究所で、初めて磁場核融合でエネルギーを取り出すことに成功した。



日本の原子力研究所にある、熱核融合炉の実験装置


「潮力発電機」
クリーンエネルギーのひとつだが、海辺の生物への影響が懸念される。


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊原子力の歴史

1905年　アインシュタインが「特殊相対性理論」を発表。
原子核を組み替えると、ものすごいエネルギーがとりだせると予言した。

1929年　太陽は核融合で燃えていると発表。
1938年　核分裂を発見。
1942年　アメリカのシカゴ大学で初めて原子炉がつくられた。
「マンハッタン計画」でがスタート。原爆に必要なウラン２３５、プルトニウムを生産。

1945年　原爆が完成し、広島・長崎に落とされた

1950年　アメリカで、平和目的の核融合の研究が本格的となる。
1952年　水爆を完成（全然平和じゃないじゃん

いま、世界には、アメリカ、ヨーロッパ、日本に「三大トカマク」という実験装置がある。
制御された核融合のエネルギーとして、人類が初めて手にしたもの。

科学のアルバム『鉱物 地底からのたより』（あかね書房）

■科学のアルバム『鉱物　地底からのたより』（あかね書房）
塚本治弘／著

鉱物・・・高まるぅ～　自然が造り上げた芸術品


【内容抜粋メモ】

鉱物のあつまりが岩石。
石は、まわりの地層、地形と深い関係がある。

いま地球上で知られている鉱物は、約２５００種あり、うち約７００種が日本でも採集されている。

川原の石は、上流の地下にどんな鉱物があるか教えてくれる。
山はそれぞれに特有な岩石や鉱物からできている。
鉱物は、たいていどこの山の地下にも埋まっている。

「鉱床」「鉱脈」：とりたい鉱物をたくさん含む岩石が多量にかたまっているところ。
鉱物を含む岩は、ドリル、ダイナマイトで崩し、坑内から運び出してよりわける。

「ずり山」：掘り出した石のうち、いらない石は、鉱山の近くに山積みする。



富士山の近くでは、火山灰が積ってできた地層が見られる。
火山灰の中の鉱物は、風が運んでくれた地底からの便り。
火山灰からはマグマに含まれていた鉱物も見つかる。


地球内部のしくみ


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊鉱物と人類のであい

鉱物には、自然のままで役立つものは多くない。

●石器時代
ナイフ、槍、斧などをつくって利用した。

●土器の時代
粘土の中の鉱物は、火によりくっついて固まる。
土器のおかげで、土の種類を知り、火の温度を調節する技術が発達した。

●銅、青銅の時代
約５０００年前、銅の利用を発見した。

「冶金術」
銅を含んだ石を溶かして銅をとりだす技術。クジャク石が多かった。
石を溶かすには、焼き物をつくる窯でもじゅうぶん/驚


●鉄の時代
約３０００年前、銅や青銅より硬くて丈夫、いろいろ加工できる鉄が発見された。
現在、鉄をとるために利用している主な鉄鉱石は「磁鉄鋼」「赤鉄鋼」。

地底からの便りを読んで、実験を繰り返し、地底世界がだんだん分かってきた。
その成果を生かして、水晶、ルビー、ダイヤモンドなどが合成できるようになった。

●現代
コンピュータの心臓部分には、たくさんの種類の鉱物が使われている。

セラミックス
陶器、磁器などの焼き物のこと。つまり鉱物のなかま。
宇宙船、人工骨、歯、関節などに利用される。


＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊鉱物のなまえ

黒曜石：破片は硬く鋭く、割れ口は貝がらのような模様。


噴気孔に見られるイオウの「針状結晶」。

水晶：石英の結晶。


「方解石（ほうかいせき）」：規則正しい方向に割れる。


海底から採集されたマンガン塊
マンガンは合金に使われる代表的な金属鉱物。

鉛：スズと合金にしてハンダになる。

アンモチン：やわらかい鉛を硬くする。活字、バッテリー部品になる。

ホタル石、リン灰ウラン石：熱したり、紫外線をあてたりすると、フシギな光を発する鉱物


花のような形の重晶石の結晶。「砂漠のバラ」と呼ばれる。

水銀：金属鉱物のなかで唯一、常温で液体の形をしている。

「貴金属」：金や銀。
銀：７割以上は写真フィルムなどの工業用、残りは貨幣に使われている。


メノウの断面。２つと同じ模様はない。混ざっている不純物によって、縞模様を描く。

「晶どう」：結晶ができている空洞。中に大きな結晶が成長していることが多い。

「緑柱石（りょくちゅうせき）」：マグマが地下深くでゆっくり冷え固まる時にできる鉱物のひとつ。


オパール

●宝石
色、輝きが美しく、少ししかとれない鉱物。

紅玉：ルビーやサファイア。ダイヤモンドの次に固い鉱物。

ヒスイ：日本が世界に誇る宝石。日本、ビルマなど限られた場所にしかない。

真珠：貝がらをつくる炭酸カルシウムが、芯になる球のまわりを結晶しながら包み込んでいる。



＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊鉱物の性質

鉱物は、目に見えないごく小さな粒が集まってできている。

●水、動物の骨や歯、貝がらも鉱物/驚
どんな鉱物も水と同様、「固体」「液体」「気体」の３つの姿になる。ただ姿を変える温度が違うだけ。

「固体」粒同士がしっかり手をつないでかたまっているもの。
「液体」粒同士がところどころで離れているもの。
「気体」粒がバラバラに離れている状態。


●鉱物の性質をしらべる
色、光沢、重さ、硬さ、割れ方、結晶のかたちなど。


モースの硬度計
互いにこすりつけ、傷がつくかつかないかでしらべる（意外とアバウト？ｗ

「へき開」：結びつきの弱い方向に割れる。雲母、氷洲石など。

「条こん色」：塊で見る時と、細かい粉にして見る時で色が違うものがある。


色がよく似た鉱物しらべ

注意：
・採集の際、岩石を叩いて鉱物をとることは、一種の自然破壊。最小限にとどめましょう。
・あとから来る人の研究のさまたげになるため、とりすぎたからといって、他の場所で捨てない。