電験3種過去問【2016年電力 問4】

【原子力発電】原子力発電の核燃料サイクルに関する記述《空所問題》

 次の文章は、原子力発電における核燃料サイクルに関する記述である。
 天然ウランには主に質量数235と238の同位体があるが、原子力発電所の燃料として有用な核分裂性物質のウラン235の割合は、全体の0.7%程度にすぎない。そこで、採鉱されたウラン鉱石は精錬、転換されたのち、遠心分離法などによって、ウラン235の濃度が軽水炉での利用に適した値になるように濃縮される。その濃度は【(ア)】%程度である。さらに、その後、再転換、加工され、原子力発電所の燃料となる。
 原子力発電所から取り出された使用済燃料からは、【(イ)】によってウラン、プルトニウムが分離抽出され、これらは再び燃料として使用することができる。プルトニウムはウラン238から派生する核分裂性物質であり、ウランとプルトニウムとを混合した【(ウ)】を軽水炉の燃料として用いることをプルサーマルという。
 また、軽水炉の転換比は0.6程度であるが、高速中性子によるウラン238のプルトニウムへの変換を利用した【(エ)】では、消費される核分裂性物質よりも多くの新たな核分裂性物質を得ることができる。

 上記の記述中の空白個所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

  (ア) (イ) (ウ) (エ)
(1) 3~5 再処理 MOX燃料 高速増殖炉
(2) 3~5 再処理 イエローケーキ 高速増殖炉
(3) 3~5 再加工 イエローケーキ 新型転換炉
(4) 10~20 再処理 イエローケーキ 高速増殖炉
(5)  10~20 再加工 MOX燃料 新型転換炉

解答と解説はこちら

解答

(1)

解説

 天然ウランには主に質量数235と238の同位体があるが、原子力発電所の燃料として有用な核分裂性物質のウラン235の割合は、全体の0.7%程度にすぎない。そこで、採鉱されたウラン鉱石は精錬、転換されたのち、遠心分離法などによって、ウラン235の濃度が軽水炉での利用に適した値になるように濃縮される。その濃度は(ア)3~5%程度である。さらに、その後、再転換、加工され、原子力発電所の燃料となる。
 原子力発電所から取り出された使用済燃料からは、(イ)再処理によってウラン、プルトニウムが分離抽出され、これらは再び燃料として使用することができる。プルトニウムはウラン238から派生する核分裂性物質であり、ウランとプルトニウムとを混合した(ウ)MOX燃料を軽水炉の燃料として用いることをプルサーマルという。
 また、軽水炉の転換比は0.6程度であるが、高速中性子によるウラン238のプルトニウムへの変換を利用した(エ)高速増殖炉では、消費される核分裂性物質よりも多くの新たな核分裂性物質を得ることができる。