燃焼度と発電効率について

質問

燃焼度の単位(MWd/t)のdとは、日のことでいいのでしょうか？また、それが使用されている炉の発電効率(熱効率)との関係がよく理解できず、発熱量の計算式がたてられません。

例えば、炉の発電効率が35%であるとしたら、ウラン10gが燃焼度45,000MWd/tまで燃焼したときに発生する電力は、何kWhになりますか？

回答No.1

solitonwave · ベストアンサー

発電効率というのは、今出ている熱量（エネルギー）のどれくらいの割合が電力エネルギーに変換されているかという割合です。

燃焼度というのは、そのウラン燃料がその時点までトータルでどれくらいの熱量（エネルギー）を出してきたかという量であり、その時点でいくらの熱量をだしているかを表すものではありません。つまり、発電効率(熱効率)と核燃料の燃焼度は無関係です。

>位(MWd/t)のdとは、日のことでいいのでしょうか

その通りです。

>炉の発電効率が35%であるとしたら、ウラン10gが燃焼度45,000MWd/tまで燃焼したときに発生する電力

上記したように、燃焼度は、その時点でどれくらいの熱量がでていえうのかは関係ありません。炉がフルパワーで運転していても、燃焼度は45,000MWd/tですし（厳密には、出力の発生（燃料の「燃焼」）により、時事刻々増加しているわけですが）、原子炉が停止していても、燃焼度は45,000MWd/tです。

発生電力は、
　原子炉の熱出力 ×　熱効率
で決まりますので、原子炉の熱出力がわからなければ、答えられませんが、たとえば、その炉が100万kWの熱出力を出していて、熱効率35%なら、電気出力は35万kWとなります。
（また、kWhというのは、発生電力量の単位であり、電力の単位ではないので、混同しないようにして下さい。）

回答No.2

solitonwave

1. です少々補足します。

>炉の発電効率が35%であるとしたら、ウラン10gが燃焼度45,000MWd/tまで燃焼したときに発生する電力は、何kWhになりますか？

これを発生電力量のことと解釈するのであれば、下記になります：

45,000MWd/t => 45000 * 1000kW/1000kg = 45000kWd/kg
10g=0.01kg

この燃料発生した熱量の電力量は、おおよそ(*1):

45000(kWd/kg)*0.35*0.01(kg)=157.5 kWd

となります。（必要ならkWdをkWhに換算して下さい。）
繰り返しますが、これは今までにその燃料から発生した電力の総量（エネルギー量）がどれくらいかという値であり、今、現在その原子炉の出力がどれくらいかという値ではありません。

出力、電力：　単位　W (=J/s)
と、
発熱量、電力量：　単位　J (もしくは、kWhなど）

の混同には注意が必要です。

(*1) 原子炉の性能表などに示されている熱効率は、定格出力時の値であり、原子炉起動中・低出力中の値はそれとは異なる。また、原子炉が熱出力を出していても、発電していない場合もある。