燃料棒稼動停止後の熱崩壊熱利用

質問

福島原発で、稼動停止後の燃料棒冷却が問題になってます。、臨海状態の時の熱量とは比べ物にならないとは思いますが、制御棒挿入後も相当時間、崩壊熱による熱が出ていると思いました。原発ではこの熱も発電用に利用しているのでしょうか。知っている方がいましたらご教示お願いいたします。

回答No.7

fisker · ベストアンサー

通常の発電中は核分裂による発熱だけでなく、崩壊熱も当然発電に寄与しています。緊急停止などで未臨界になった後は崩壊熱による発熱は続きますが、送電網から切り離された（解列と言います）後なので発電には使われません。
ただ、事故で緊急停止して今回のように外部電源が失われた場合、この熱を利用して冷却用のポンプを駆動する仕組みはあります。具体的には発熱による蒸気でタービンを回し、その回転力でポンプを駆動します。

お礼

私が聞きたかったことが分かりすっきりしました。解列ですか。切り離されてしまっては仕方ないですよね。停止後も、相当余力はあると思うので充分本線用のタービンでさえも回せると思っています。今回は、旧式で冷却用のタービンを回す機能が装備されてなかったか、あるいはポンプが水をかぶって回らなかったかでしょうか。残念です。専門的な回答ありがとうございました。

回答No.8

kanden

ＮＯ４です。
佐賀大学かなんかで温度差発電を研究しています。海面温度（２０～３０度）と深海温度（２～３度）の差を利用した発電です。冷却排水の温度が１００度近いからもっと温度差は大きいですね。
一つはペルチェ効果を利用したプルトニウム電池と同じ原理のもの、もう一つはアンモニアの気化を利用してタービンを回して発電するタイプだったと思います。
詳細は「温度差発電」でググってみたら分かりますよ。
原発が稼動して４０年になるのにその廃熱の有効利用が考えられてこなかったのが何かもったいない感じがします。

お礼

ありがとうございました。温度差発電、勉強になりました。原発は二酸化炭素を出さずに温暖化防止には最適なエネルギー源とされていますが、一説にはこの海に流す排水熱が半端じゃないので、海水温を上昇させる一因になっていると説く学者もいるようです。廃熱の有効利用も考えたいですよね。

回答No.6

misawajp

質問者の発想には、量についてのことが欠如しています

実験室レベルでできることと、工業レベルでは全く異なります

数Wレベルならば可能ですが、それでも放射線対策・放射性物質対策をどのようにするか等々
宇宙探査機での使用ならば、放射線対策の必要性は機器の動作に影響を与えないレベルで済みます

今回のことも、対策を困難にさせているのは　量の問題です
燃料棒1本程度の損傷ならばとっくに解決しています

お礼

量もそうですが、大変言葉も足らずで申し訳ありませんでした。質問内容が今の福島原発の状況下での問題と勘違いされてしまった方が多くスミマセンでした。あくまでも正常に稼動、そして停止後の疑問だったのですが、制御棒を入れて停止後の余熱はどうしているのかなと聞いてみたかったんです。おそらくプルトニウム電池も、原発から見たらわずかな放射線量でできる範囲だと思います。今回の事故は１から３号機、また４号機の千本以上の使用済み燃料棒の問題・・・量が多すぎますよね。早く収束することを祈ってます。ありがとうございました。

回答No.5

tec21865

プルトニウム電池と言う形ですが

さて、どれだけの物理的エネルギーを生み出せるのですかね。

極めて小規模な空間なら可能でしょうが、大規模プラントの電力源として利用できる様な電力を得る事が出来るのかは、はなはだ疑問です。

効率の良いバッテリーにしても、どれほどの容積を持った物が必要になるのでしょうか？

最近のハイブリッドや電気自動車の走行距離の維持でさえ燃料車の半分にも満たないのに

しかも、交流発電が必要となり、直流電気を交流に変換するにしても莫大なエネルギーロスが生じます。

お礼

崩壊熱の利用というよりも、原子炉内で停止後の余熱利用はどうなっているのかなって、知りたかったのです。長い時間高温の状態にあると思いますので・・・。もちろん正常に保たれている発電所の話ですが。ありがとうございました。

回答No.4

kanden

私も同じ事を考えます。
無駄に海水を温める位なら熱電発電してせめてバッテリーや照明位は使えそうな気がします。
カッシーニで使われているプルトニウム電池（或いは原子力電池）は同じ原理で小電力を発電しているそうです。
冷却まで３～５年かかると言うのであれば延べ発電量は結構な量になるのではないでしょうか？

お礼

省エネの時代、普通そう思いますよね。プルトニウム電池、調べてみます。ありがとうございました。

回答No.3

86tarou

原子力電池（↓）というのは宇宙探査機なんかに使われていますが、原子力発電所では使ってないかと思います。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E9%9B%BB%E6%B1%A0

お礼

原子力電池＝いわゆるプルトニウム電池でしょうか・・・最近よく聞きます。調べて思います。ありがとうございました。

回答No.2

noname#134907

発想にもほどがあります。

原子炉と同じ構造にする必要があり、そんな高いコストの電気を作る意味がありません。

お礼

使用済みの燃料棒をそのまま利用というのなら同じ原子炉が必要になってくるということですか・・・。やっぱり効率悪いですよね。
早朝からありがとうございました。

回答No.1

tec21865

しているわけが無いでしょう。

出来ていたら、外部電源の切断による影響も無く、そもそも事故にも成らず安定稼働をし蒸気タービンを回しつつ冷却機能を保管している事になります。

＞臨海状態の時の熱量
＞崩壊熱による熱

を論理的に説明して頂けませんでしょうか？

そこから、どの様な経緯を持ってその様な発想になったかを向学のためお聞かせ願いたいです。

補足

難しいことは分かりませんが、制御棒挿入後に緊急停止して臨界状態は止まったと思います。今問題になっているには、炉内に残っている様々な放射性物質の崩壊熱による相当量の熱の問題だと思ってます。とりあえず３，４年・・・完全には千年、万年かかるということですから、その熱も冷却しなければ１２００度以上は楽に行ってしまうわけでしょうから、正常に稼動中は停止後も発電に利用しているのかなと思ったわけです。今のこの緊急時に利用しようというのではありません。言葉足らずですみませんでした。