|
|
| |
|
|
ウランは原子番号92の原子で、記号Uで表示されています。天然元素の中では原子番号が最も大きい元素です。地殻中や海水中などに広く分布し、多数の鉱物に含まれています。ウランには中性子の数の違いにより、ウラン238、ウラン235、ウラン234などの同位体が含まれており、天然に存在するウラン中にはウラン235は約0.7%含まれています。ウラン235の比率を高めたもの(濃縮ウラン)は核燃料またはその親物質として用いられ、原子力発電の世界的な普及・拡大とともに重要なエネルギー資源となってきています。
ウランを含む鉱石は200種類以上ありますが、実際にウラン原料となる鉱物は数種類にすぎません。ウラン原料として最も重要な鉱石はレキ青ウラン鉱で、ピッチブレンドとも呼ばれております。レキ青ウラン鉱は二酸化ウランと三酸化ウランから成り、ウラン含有量は八三酸化ウラン換算で50〜80%であります。日本国内で使われるウランのほとんどを海外に頼っています。
ウラン鉱山で採掘されたウラン鉱は、精錬で精製処理されイエローケーキとなります。イエローケーキを六フッ化ウランに転換し、天然のウランの同位体比では原子炉(軽水炉)燃料としては使用することができないので、ウラン同位体中のウラン235の比率を高める操作(濃縮)を行います。濃縮六フッ化ウランを核燃料に適した形態である二酸化ウランの粉末に再転換させ、二酸化ウラン粉末を圧縮・焼結して、二酸化ウランのペレットを作ります。ペレットは円筒形で、直径、高さとも約1cm程度の大きさです。ペレットは被覆官の中に詰められて、燃料棒が出来上がります。燃料棒の長さは3.5mから4m程度です。ひとつの燃料棒の中のペレットの濃縮度は、加圧水型(PWR)用の場合は全て同じです。一方、沸騰水型(BWR)用の場合は、棒の中心が濃縮度が高く、中心から離れるに従って低くなります。燃料棒は束ねられ、燃料集合体(ウラン燃料体)となり、原子炉(軽水炉)燃料として原子力発電所に輸送されます。
|
 |
|
|
|
|