電験三種 令和8年度(2026) 上期 電力 問4 過去問解説
次の文章は,原子核に関する記述である。
原子核は,正の電荷をもつ(ア)と電荷をもたない中性子とが結合したものである。原子核の質量は,(ア)と中性子の個々の質量の合計より(イ)。この差を(ウ)といい,結合時にはこれに相当する結合エネルギーが放出される。この質量の差をm[kg],真空中の光の速度をc[m/s]とすると,放出されるエネルギーE[J]は(エ)に等しい。
原子力発電は,ウラン等原子燃料の(オ)の前後における原子核の結合エネルギーの差を利用したものである。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)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)陽子 (イ)大きい (ウ)質量増加 (エ)$mc^2$ (オ)核融合
- (2) (ア)陽子 (イ)小さい (ウ)質量欠損 (エ)$mc^2$ (オ)核分裂
- (3) (ア)電子 (イ)大きい (ウ)質量増加 (エ)$mc$ (オ)核融合
- (4) (ア)陽子 (イ)小さい (ウ)質量欠損 (エ)$mc$ (オ)核分裂
- (5) (ア)電子 (イ)小さい (ウ)質量欠損 (エ)$mc$ (オ)核分裂
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正解は(2)
解説
【考え方】原子核の質量は、ばらばらの部品の合計より少し小さく、その差がエネルギーになります。
覚えるポイント:質量とエネルギーの関係 $E = mc^2$(E:エネルギー[J]、m:質量の差[kg]、c:光の速さ[m/s])
■1 (ア) 陽子
原子核は、プラスの電気をもつ陽子と、電気をもたない中性子でできています。→ (ア) 陽子
電子は原子核の外にあり、原子核には入っていません。
■2 (イ)(ウ) 質量欠損
原子核の質量は、陽子と中性子をばらばらにして量った合計より、少しだけ小さくなります。→ (イ) 小さい
この差を、質量欠損といいます。→ (ウ) 質量欠損
■3 (エ) エネルギー
なくなった質量は、エネルギー $E = mc^2$ に変わります。→ (エ) $mc^2$
c(光の速さ)は2乗します。
■4 (オ) 核分裂
原子力発電は、ウランなどの重い原子核が分かれる(核分裂)ときに出るエネルギーを使います。→ (オ) 核分裂
答えは(2)ピヨ。
出典:令和8年度(2026) 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