Q原 子 力 発 電 ・ 放 射 線 の 基 礎

原子力発電のしくみはどうなっているの？

日本で使用している発電用原子炉は「軽水炉」です。
沸騰水型（BWR）と加圧水型（PWR）の2種類があります。
●沸騰水型軽水炉（BWR）● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●A●加圧水型軽水炉（PWR）
原子炉でつくられた高温高圧の水を、蒸気発生器（熱交換器ともいう）に送り、そこで別の系統を流れている水を蒸気に変えてタービンを回す方法。

原子炉の中で、蒸気を発生させ、それを直接タービンに送って回す方法。

原子力発電は、ウランを核分裂させて得た熱エネルギーで水を沸かし、その蒸気の力で蒸気タービンを回転させて電気をつくります。

変圧器

原子炉圧力容器

蒸気制御棒
水タービン水発電機

原子力発電は、ウランが核分裂する時に発生する熱を利用します。
●原子力発電と火力発電の違い

水火力発電とは蒸気を発生させる
熱源が違う

いう点では同じですが、蒸気のつくり方が異なります。火力発電は石炭・石油・天然ガスなどを燃やして蒸気をつくりますが、原子力発電はウランが核分裂する時に発生する熱を利用して再循環ポンプ

圧力抑制プール

核分裂

石油

タービン

燃料棒

燃料集合体
発電機

気

原 子 力 発 電

水給水ポンプ

循環水ポンプ

放水路へ
冷却水
（海水）

水

原子炉圧力容器石炭

化石燃料の燃焼

チャンネル
ボックス

火 力 発 電原子力発電所は、核分裂の数を一定に保って運転しています。

燃料被覆管

ペレット

ウランには核分裂しやすいものと、しにくいものがあります。核

続して起こります（連鎖臨界反応）。原子力発電所では水と制御

分裂しやすいウランが中性子を吸収すると核分裂反応が起こ棒で中性子をコントロールして、核分裂の数を一定に保って運り、熱エネルギーと新たな中性子を放出します。この中性子が転しています。

放水路へ冷却水（海水）

燃料集合体
燃料棒を束ねたもの

長さ：約4.5m、幅:約14cm

燃料集合体

長さ：約4m、幅:約21cm

燃料棒

燃料被覆管

ペレット
ウランを焼き固めたもの

燃料棒
燃料被覆管にペレットを詰めた
さや状のものペレット
ウランを焼き固めたもの

ペレット1個で、1家庭の＊約8カ月分の電力量に相当
約10mm

循環水
ポンプ

給水ポンプ

燃料棒
燃料被覆管にペレットを詰めた
さや状のもの

天然ガス

発電機

復水器

冷却材
ポンプ

燃料

燃料集合体
燃料棒を束ねたもの

ウラン燃料

蒸

蒸気をつくります。

水
復水器

制御棒

タービン

蒸気発生器

燃料
水

原子力発電も火力発電も、蒸気でタービンを回して発電すると変圧器

加圧器

蒸気

約10mm

約8mm
約10mm

ペレット1個で、1家庭の＊約6カ月分の電力量に相当

ペレット

約10mm

約8mm
約10mm

約10mm

次々と核分裂しやすいウランに吸収されると、核分裂反応が連＊一般家庭が1カ月で使う電力量を300キロワット時として算出。

●核分裂のしくみ
制御棒には中性子を吸収し、核分裂をしにくくする役割があります。

水には核分裂を起こさせるために中性子のスピードを落とす役割があります。

水と制御棒で核分裂の数を一定にコントロールする（核分裂生成物）
熱エネルギー

水など
速い
中性子

遅い
中性子

減速材

バリウム
（例）

ウラン
235

速い
中性子

核分裂しやすい

制御棒、ウラン238などに吸収される。
水など（核分裂生成物）
核分裂

クリプトン
（例）

制御棒
遅い
中性子

減速材

原子爆弾とウラン燃料は違う！
原子爆弾は、核分裂しやすいウラン235の割合を100％〜5％しか含まれておらず、3〜4年かけてじわじわと核分裂させて少しずつエネルギーを出し続けます。この
ウラン
235

熱

ウラン238
熱ウラン238（95〜97％）

ウラン燃料の場合

ウラン238ウラン238熱

熱
熱

ウラン238が中性子を吸収して、核分裂連鎖反応の増大中性子を抑える働きをします。とはありません。

分裂

ウラン235

燃料は一気に核分裂させようとしても、核分裂しにくい

したがって、ウラン燃料は原子爆弾のように爆発するこ

25

中性子

大量のエネルギーを一気に発生させるものです。

一方、原子力発電で使うウラン燃料は、ウラン235が3中性子を吸収ウラン235（3〜5％）近くまで濃縮して瞬時に核分裂連鎖反応を引き起こし、ウラン
238

中性子

Step!

One
more

分裂
熱

ウラン235ウラン235（100％近く詰まっている）

原子爆弾の場合26

Q

原子力発電所や再処理工場からは放射線や放射性物質が出ているの？

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●A

原子力発電所では、周辺住民が受ける放射線の量をできるだ

往復した際に受ける放射線（往復で約0.1〜0.2ミリシーベル

け減らすために線量目標値を年間0.05ミリシーベルトとしト）より少なく、人体に影響はありません。

発電所 建物換気

海へ放出
放射性物質の濃度を測定し、安全を確認
産業廃棄物と同様の処理処分

資源として再利用

ドラム缶

放射能レベルの比較的低い廃棄物

容器に固化（敷地内に安全に保管）

27（施設内に保管）

切断など容器に固化（敷地内に安全に保管）

ベクレル（Bq） 放射能の単位

放射性物質が、放射線を出す能力を表す単位

シーベルト（Sv） 人体への影響の単位

放射線により、身体が受けた影響を表す単位

放射線を受けた物質が吸収する放射線量の単位

放射線量の単位

放射線はさえぎることができます。

放射能は時間とともに、だんだん減っていきます。

紫外線は電磁波の一種で放射線の仲間です。

放射性物質は放射線を放出しながら、時間の経過とともに放射線を放に、ほかの放射線もいろいろな物質でさえぎることができます。

大量に放射線を受ける恐れが発生した時は、放射線をさえぎることで出しない安定した物質になっていきます。したがって、放射性物質はだんだん放射能が減っていきます。

放射能が半分になる時間を「半減期」といいます。たとえば、ヨウ素131受ける量を減らして身を守ります。

は半減期が約8日なので、放射能は約8日で最初の半分に減少します。

●放射線の種類と透過力●放射能の減り方α線を止める

β線を止める紙

アルミニウムなどの薄い金属板

1

最初の放射能アルファ（α）
線
ベータ（β）線
ガンマ（γ）線
エックス（X）
線
鉛や鉄の厚い板
中性子線を弱める

1/2

ヨウ素131の場合

半減期
1/4

地下70mより深い地中

地下に埋設処分

放射能は時間がたつにつれ、自然に減っていく

γ 線、
X 線を弱める

低レベル放射性廃棄物

放射能レベルの比較的高い廃棄物
放射化金属（制御棒や炉内構造物など）

低レベル放射性廃棄物埋設センターに埋設処分貯蔵タンク（放射性物質の濃度を減衰させる）

放 射 線の 基 礎

放射能︵相対値︶

フィルタ・スラッジ、使用済イオン交換樹脂など

低レベル放射性廃棄物

ドラム缶

海水・魚介類などの放射能を測定

グレイ（Gy）

屋外でサングラスをかけると紫外線をさえぎることができるのと同様

トレンチ処分焼却、圧縮などで、容積を減らす

懐中電灯
光を出す能力放射能レベルの極めて低い廃棄物（コンクリートや金属など）

原子力発電所

環境試料
採取（海洋）測定器

原子力発電所で再利用

低レベル放射性廃棄物

紙、布など

大気中の放射線の量を測定●放射線・放射能の単位

放射線＝光
放射能＝光を出す能力
放射性物質＝懐中電灯

放射性物質

光

放射性廃棄物として扱う必要のないもの、または放射性廃棄物でない廃棄物

固体

放水口

モニタリングポスト

1シーベルト＝1,000ミリシーベルト＝1,000,000マイクロシーベルト

外気

蒸発濃縮

周辺監視区域

懐中電灯にたとえると、放射線は光、放射能は光を出す能力、放射性物質は懐中電灯となります。

排気筒
から放出

放射性物質の濃度を測定し安全を監視

濃縮廃液

原子力施設

放射線を出す能力を「放射能」、放射線を出す物を「放射性物質」といいます。

放射線を出す能力
（放射能）

ろ過・脱塩

原子力発電所排気筒「放射線」は、放射性物質から放出される粒子や電磁波のことです。

放射線●原子力発電所から出る廃棄物の処理・処分方法

脱塩

測定器

放射線・放射能・放射性物質は違います。

●放射線を懐中電灯から出る光にたとえてみるとて設計（再処理工場では線量目標値を参考に設計）し、さらに蒸留水

大気中の放射線の量の測定に加えて、気象データなども測定

雨水・地下水・農産物・畜産物などの放射能を測定を定期的に評価し、ホームページなどで公表しています。

約2.1ミリシーベルト）や、東京〜ニューヨーク間を飛行機で液体し、ホームページなどでリアルタイムに情報を公開しています。

モニタリングステーション

設がある自治体も環境放射線モニタリングを行っており、測定結果になるように法令で定められています。

フィルタ

大気中の放射線の量や気象データを測定する機器を積載

環境試料採取（陸上）トやモニタリングステーションで大気中の放射線の量を24時間監視定・評価することを、環境放射線モニタリングといいます。原子力施

これは、私たちが自然界から受ける放射線（日本平均で年間フィルタ

モニタリングカー

環境に与える影響を監視するため、敷地周辺ではモニタリングポス

このように原子力施設周辺の放射線の量や放射性物質の濃度を測

質の濃度は、事業所境界において年間1ミリシーベルト以下

活性炭式希ガスホールドアップ装置（放射性物質の濃度を減衰させる）

含まれる放射性物質の濃度を測定しています。また、それらが周辺ています。

低くなるように管理を行っています。

フィルタ●原子力施設周辺の環境放射線モニタリング

性物質の濃度を測定することで、周辺住民などへの影響評価を行っ原子力発電所や再処理工場から出る放射線の量や放射性物

原子力発電所

原子力発電所や再処理工場では、施設から放出される排気・排水に魚介類などの環境試料を定期的に採取して、その中に含まれる放射原子力発電所や再処理工場から出る放射線の量は、法令で定められた値を十分下回るよう施設を設計し、管理しています。

減衰タンク

原子力発電所や再処理工場の周りでは、放射線の量や放射性物質の濃度を測定し、監視しています。

さらに、敷地周辺の雨水・地下水・農産物・牛乳などの畜産物・海水・原子力発電所や再処理工場からは、通常運転時でも放射性物質が出ています。しかし、それにより受ける放射線の量は、自然界から受ける放射線の量より少なく、人体に影響はありません。

気体

原 子 力 発 電 ・ 放 射 線 の 基 礎

中性子線
水素を含む物質
たとえば水やコンクリート

半減期1/81/16

半減期816

半減期2432（日数）28Q

原 子 力 発 電 ・ 放 射 線 の 基 礎

放射線や放射性物質はどんな所にあるの？

私たちは食物からも放射性物質を取り込んでいます。

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●A

私たちは日常生活の中で、自然界からの放射線を受けています。
私たちの身体の中にも放射性物質があります。

ます。主な放射性物質はカリウム40・炭素14などで、すべて放射線を受けています。

自然に存在するものです。カリウムは、私たちの健康を保つ

しかし、こうした食物を通して取り込まれた放射性物質は時間ために必要不可欠な元素の一つで、いろいろな食品に含まれとともにだんだん少なくなっていく上に新陳代謝されるため、ています。

体内でほぼ一定の割合に保たれ、それ以上増えることはありま

私たちは食物を通して約4,000ベクレルのカリウム40を体内せん。

●体内の放射性物質の量

カリウム40炭素14ルビジウム87
鉛210・ポロニウム210

エックス線コンピュータ断層撮影（CTスキャン）検査は1回で約2.4～12.9ミリシーベ

ら受ける放射線の量は、1人当たり年間約ルト、胃のエックス線検診は1回で約3.0ミリシーベルトです。日本では1人当たり平2.1ミリシーベルト（日本平均）です。

均で年間約2.6ミリシーベルトの医療放射線を受けています。

放射線を受けた量（ミリシーベルト）

私たちは毎日の暮らしの中でいろいろな放射線を受けている●PET装置50
インド／ケララ、チェンナイ＊1の放射線（年間） 約5〜30

発電所などで働く＊4
作業者に対する制限（年間）1人当たりの自然放射線（年間） 2.1（日本平均）

2.4〜12.9

1.0

東京〜ニューヨーク
航空機旅行（往復） 0.1〜0.2

Step!

●ラジアルタイヤの製造

視）・紙や鉄板の厚み測定などに使われています。

放射線防護の基準値と、放射線によるがんのリスク
国際放射線防護委員会（ICRP）は緊急時の被ばく状況において、放射線防護の基準値を年間20～100ミリシーベルトとしています。

CT検査（1回）

東日本大震災による原子力発電所の事故では、緊急事態期として、その基準の中で最も低い値である年間20ミリシ－ベルトが採用されていますが、事故収束後の復旧期には、年間1ミリシーベルト以下まで戻すことを目標としています。
なお、広島と長崎で続けられている被ばく者の追跡調査と生活習慣についての研究の結果、100ミリシーベルトを被ば一般公衆に対する制限（医療は除く）（年間）

くした時のがんの発症率は通常の1.08倍に増加しますが、これは野菜不足や受動喫煙によるがんの発症率の増加とほぼ同じです。
0.06
0.05

胸のエックス線集団検診（1回）●放射線防護の線量の基準の考え方

原子力発電所周辺の線量目標値（年間）

［平常時］

0.01

0.001

0.001未満

平常時：1ミリシーベルト/年
原子力発電所の通常の運転による放射線の影響をできるだけ低く抑えるための基準

出典：UNSCEAR 2008 report、（公財）
原子力安全研究協会「生活環境放射線（国民線量の算定）第3版」ほかを基に作成［事故発生後］要 因

がんになるリスク

1,000〜2,000ミリシーベルトの放射線を受けた場合
喫煙

事故収束後の汚染による被ばくの基準
1〜20ミリシーベルト/年
長期的な目標：1ミリシーベルト/年

1.8倍
1.６倍

飲酒
（毎日3合以上）

緊急時の状況
（事故継続など）
における基準
20〜100ミリシーベルト/年

原子力発電所からの放出実績（年間）＊1 南インド、タミル・ナドゥ州の都市。
＊2 空気中に存在する天然の放射性物質。
＊3 自然界の放射線レベルと比較して十分小さく、安全上放射性物質として扱う必要のない放射線の量。
＊4 発電所などで働く作業者に対する制限は５年間につき100ミリシーベルトかつ１年間につき50ミリシーベルトを超えない。

●放射線と生活習慣によってがんになる相対リスク

事故発生初期大きな被ばくを避けるための基準
屋内退避：10ミリシーベルト
避難：50ミリシーベルト

0.01（年間）
線量29

ビール 10

写真提供：国立研究開発法人量子科学技術		研究開発機構放射線医学総合研究所

0.1

クリアランスレベル＊3

米 30

食パン 30発のほか、空港の手荷物検査（透に使われています。

3.0 胃のエックス線検診（1回）

1

ほうれん草 200

工業分野での放射線利用のアレルギー反応抑制など

Onemore10（住民の方の健康への影響は確認されていません。）

牛乳 ５0

生わかめ 200

耐久性・耐熱性に優れた素材の開100
宇宙から 約0.3

ポテトチップ ４00

放射線は医療・工業・農業など、さまざまな分野で活用されています。

診・がん治療・輸血用血液

これより低い線量では臨床症状が確認されていません。

ラドン＊2などの吸入
約0.48

牛肉 100エックス線検診・乳がん検

全身被ばく 100

食物から 約0.99

魚 100

干ししいたけ 700

出典：
（公財）
原子力安全研究協会「生活環境放射線データに関する研究」(1983年)を基に作成

医療分野での放射線利用●放射線を受ける量の比較

大地から 約0.33

干しこんぶ 2,000

4,000ベクレル
2,500ベクレル
500ベクレル
20ベクレル

私たちは医療放射線を中心とした人工放射線を受けることもあります。たとえば、よって放射線を受けています。自然界か食物からも放射性物質を取り込んでいる●食物中のカリウム40の放射性物質の量（日本）（単位：ベクレル／kg）（体重60kgの日本人の場合）医療目的で受ける放射線

私たちは大地や宇宙、食べ物や呼吸にに取り込み、その放射性物質から年間約0.2ミリシーベルトの●体内、食物中の自然放射性物質

私たちは毎日の暮らしの中で、いろいろな放射線を受けています。
自然界から受ける放射線

私たちは食物に含まれる放射性物質からも放射線を受けていやせ過ぎ

1.29倍

肥満

1.22倍

200〜500ミリシーベルトの放射線を受けた場合

1.19倍

運動不足

1.15〜1.19倍

塩分の取り過ぎ1.11〜1.15倍

100〜200ミリシーベルトの放射線を受けた場合

1.08倍

野菜不足

1.06倍

（注）対象：40〜69歳の日本人
運動不足：身体活動の量が非常に少ない。 野菜不足：野菜摂取量が非常に少ない。
事故発生

事故収束

経過日数

出典：国立研究開発法人国立がん研究センター調べを基に作成

30