原子力発電の安全装置：サプレッションチェンバー
防災防犯を教えて
先生、『サプレッションチェンバー』って、どんなものですか？防災と関係があるみたいですが、よく分かりません。
防災防犯の研究家
いい質問ですね。『サプレッションチェンバー』は、原子力発電所で事故が起きた時に、発電所が壊れないように圧力を下げる装置のことです。簡単に言うと、圧力鍋で例えると分かりやすいかな。
防災防犯を教えて
圧力鍋？どういうことですか？
防災防犯の研究家
圧力鍋は、密閉することで中の圧力を上げて調理するよね？もし、圧力が上がりすぎたら爆発してしまう。それを防ぐために、圧力を逃がす安全弁が付いているでしょう？『サプレッションチェンバー』は、原子力発電所におけるこの安全弁のような役割を果たし、大きな事故を防ぐための重要な設備なんだよ。
サプレッションチェンバーとは。
「防災・防犯に関する言葉、『圧力抑制室』について説明します。『圧力抑制室』は、原子炉の圧力が上がりすぎるのを抑えるための水冷装置です。原子炉格納容器の下の方にあり、蒸気などで格納容器内の圧力が上がった時に、その蒸気を『圧力抑制室』に送り込み、冷やすことで、格納容器内の圧力を下げます。また、原子炉を冷やす水がなくなってしまった事故の際、非常用の炉心冷却システムに水を送るための水を貯めておく役割もあります。
原子力発電における安全対策
– 原子力発電における安全対策
原子力発電所は、私たちの暮らしに欠かせない電気を供給する重要な施設です。しかし、同時に原子力という強力なエネルギーを扱うがゆえに、その安全性については万全の対策を講じる必要があります。原子力発電所では、ウラン燃料の核分裂反応を利用して熱を生み出し、その熱で水を沸騰させて蒸気を発生させます。そして、その蒸気の力でタービンを回転させて電気を作っています。
原子力発電所の安全確保のために最も重要なことは、原子炉内で発生する熱を常に適切に制御することです。もし、原子炉内の熱が制御できなくなると、炉心溶融などの深刻な事故につながる可能性があります。このような事態を防ぐため、原子力発電所には様々な安全装置が備えられています。例えば、原子炉内の圧力や温度が過度に上昇した場合には、自動的に制御棒が挿入されて核分裂反応を抑制する仕組みになっています。
さらに、原子炉は頑丈な格納容器で覆われており、万が一、放射性物質が漏洩した場合でも、その影響を最小限に抑えられるようになっています。原子力発電所は、これらの安全装置や設備によって、私たちの生活に欠かせない電気を安全に供給できるよう、日々、厳重な管理と点検が行われています。
サプレッションチェンバーの役割
– サプレッションチェンバーの役割
原子力発電所の中心にある原子炉は、想像を絶する熱を生み出します。この熱を制御し、安全に発電を行うために、様々な安全装置が設置されています。その中でも、サプレッションチェンバーは、万が一の事故時に備える、重要な設備です。
サプレッションチェンバーは、原子炉格納容器の下部に設置された、巨大なプールのような形をしています。このプールには、大量の水が貯められています。原子炉で何らかの異常が発生し、格納容器内の圧力や温度が上昇した場合、サプレッションチェンバーが自動的に作動します。
格納容器内の蒸気は、配管を通じてサプレッションチェンバーのプールに送り込まれ、水に触れることで冷やされ、圧力が下がります。 サプレッションチェンバー内の水は、蒸気を冷却する役割と同時に、放射性物質を閉じ込める役割も担っています。
このように、サプレッションチェンバーは、原子炉の安全性を確保するための最後の砦として、重要な役割を担っているのです。
圧力抑制の仕組み
原子力発電所では、原子炉で発生する熱を利用して電気を作っています。その過程において、万が一、原子炉内の配管が破損し、高温の蒸気が漏れ出すような事故が起こることが想定されます。このような事態が発生した場合でも、放射性物質が外部に放出されることを防ぐために、原子炉は頑丈な格納容器で覆われています。
しかし、高温の蒸気が格納容器内に充満すると、内部の圧力が急激に上昇し、格納容器そのものが破損する恐れがあります。これを防ぐために、圧力抑制という仕組みが用いられています。
圧力抑制は、格納容器とは別の部屋である圧力抑制室に、大量の水を貯めておくことで実現されます。格納容器内の圧力が上昇すると、配管を通じて高温の蒸気が圧力抑制室の水中に送り込まれます。蒸気は水に触れると冷却され、水に戻ります。これを凝縮と呼びます。
このように、蒸気を水に戻すことによって、格納容器内の圧力上昇を効果的に抑え、安全性を確保することができます。圧力抑制は、原子力発電所の安全性を支える重要なシステムの一つです。
非常用炉心冷却系との連携
サプレッションチェンバーは、原子力発電所において、圧力を抑えるだけでなく、原子炉を冷却する上でも重要な役割を担っています。
原子炉の中には核燃料を冷却するための冷却材が循環していますが、配管の破損などにより冷却材が失われてしまう事故が起こる可能性があります。このような原子炉冷却材喪失事故が発生すると、炉心の冷却が困難になり、炉心損傷に至る危険性があります。
このような事態を防ぐため、サプレッションチェンバーには大量の水が貯蔵されています。原子炉冷却材喪失事故が発生した場合、この水が非常用炉心冷却系に供給されます。非常用炉心冷却系は、ポンプや配管などで構成されるシステムで、サプレッションチェンバーの水を原子炉に注入することで、炉心を冷却し、炉心損傷を防止します。
このように、サプレッションチェンバーは、圧力抑制だけでなく、原子炉冷却材喪失事故時にも重要な役割を果たすことで、原子力発電所の安全性を確保しています。
多重防御による安全性向上
原子力発電所は、私たちの生活に欠かせない電力を供給する重要な施設ですが、ひとたび事故が起きれば甚大な被害をもたらす可能性も孕んでいます。そのため、発電所の設計においては安全確保が最優先事項とされており、その中核を担う概念が「多重防御」です。
多重防御とは、一つの安全装置に頼るのではなく、複数の異なる仕組みの安全装置を組み合わせることで、万が一、ある装置が故障した場合でも、他の装置が機能することで、全体としての安全性を維持する考え方です。
例えば、原子炉で発生する熱を冷却する装置としては、非常用炉心冷却系や残留熱除去系など、複数の系統が独立して設置されています。また、原子炉を格納する原子炉格納容器は、厚さ1メートルを超える鉄筋コンクリートと鋼鉄の複数の層で構成されており、放射性物質の外部への漏洩を徹底的に防ぐ構造となっています。
このように、原子力発電所では、多重防御の考え方に基づき、様々な安全装置が幾重にも設置され、それぞれの装置が異なる原理で動作することにより、極めて高いレベルの安全性を確保しているのです。
