電験三種 令和7年度(2025) 上期 電力 問4 過去問解説
次の文章は,原子力発電における原子燃料サイクルに関する記述である。
天然ウランには主に質量数235と238の同位体があるが,原子力発電所の燃料として有用な核分裂性物質のウラン235の割合は,全体の0.7 %程度にすぎない。そこで,採鉱されたウラン鉱石は製錬,転換されたのち,遠心分離法などによって,ウラン235の濃度が軽水炉での利用に適した値になるように濃縮される。その濃度は(ア) %程度である。さらに,その後,再転換,加工され,原子力発電所の燃料となる。
原子力発電所から取り出された使用済燃料からは,(イ)によってウラン,プルトニウムが分離抽出され,これらは再び燃料として使用することができる。プルトニウムはウラン238から派生する核分裂性物質であり,ウランとプルトニウムとを混合した(ウ)を軽水炉の燃料として用いることをプルサーマルという。
また,軽水炉の転換比は0.6程度であるが,高速中性子によるウラン238のプルトニウムへの変換を利用した(エ)では,消費される核分裂性物質よりも多くの量の新たな核分裂性物質を得ることができる。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) (ア)3〜5 (イ)再処理 (ウ)MOX燃料 (エ)高速増殖炉
- (2) (ア)3〜5 (イ)再処理 (ウ)イエローケーキ (エ)高速増殖炉
- (3) (ア)3〜5 (イ)再加工 (ウ)イエローケーキ (エ)新型転換炉
- (4) (ア)10〜20 (イ)再処理 (ウ)イエローケーキ (エ)高速増殖炉
- (5) (ア)10〜20 (イ)再加工 (ウ)MOX燃料 (エ)新型転換炉
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正解は(1)
解説
【考え方】核燃料サイクル(ウランを掘ってから、使い終わった燃料を再び使うまでの流れ)の言葉がわかれば解けます。
ポイント:軽水炉の燃料はウラン235を3〜5 %程度に濃縮する。MOX燃料はウランとプルトニウムを混ぜた燃料。
■1 (ア) 濃縮の割合
天然のウランには、燃料として役に立つウラン235が0.7 %ほどしか入っていません。
軽水炉(ふつうの水を使う原子炉)で使うために、ウラン235の割合を3〜5 %程度まで高めます。これを濃縮といいます。→ (ア) 3〜5
■2 (イ) 取り出す工程
使い終わった燃料から、ウランとプルトニウムを取り出す工程を、再処理といいます。→ (イ) 再処理
「再加工」ではありません。
■3 (ウ) 混ぜた燃料
ウランとプルトニウムを混ぜた燃料を、MOX燃料といいます。→ (ウ) MOX燃料
MOX燃料を軽水炉で使うことを、プルサーマルといいます。
イエローケーキは、ウラン鉱石を製錬(不純物を取り除くこと)してできる黄色い粉で、燃料ではありません。
■4 (エ) 燃料を増やす原子炉
高速の中性子でウラン238をプルトニウムに変え、使った以上の核分裂する物質を作り出せる原子炉を、高速増殖炉といいます。→ (エ) 高速増殖炉
新型転換炉は別の型の原子炉で、使った以上の燃料は作れません。
答えは(1)ピヨ。
出典:令和7年度(2025) 上期 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)電力 問4