原子力発電と新エネルギー ミニテスト【第2回】

正解：（2）加圧されているため、高温でも沸騰していない液体のままである
PWRは加圧器で一次系の圧力を高く保ち、300℃を超える高温でも系統としては沸騰させません。その熱を蒸気発生器で二次系の水に渡し、二次側でできた蒸気だけがタービンへ行きます。（1）は炉心で蒸気をつくる沸騰水型（BWR）の説明で、蒸気をつくる場所が違います。（3）はPWRでは軽水が減速材と冷却材を兼ねるため誤りです。（4）の冷却材にガスを使うのはガス冷却炉で、軽水炉ではありません。（5）も誤りで、PWRは制御棒を上から挿入し、ホウ素濃度の調整も併用します。

正解：（3）ホウ素・カドミウム
制御棒は炉心へ出し入れして中性子を吸収し、連鎖反応の量を加減する部品です。中性子を吸いやすいホウ素、カドミウム、ハフニウムなどが使われます。（1）のウランと（2）のプルトニウムは核分裂して熱を出す燃料側の物質で、入れるほど反応は進みます。（4）の鉛は放射線を遮る遮蔽材で、中性子の吸収を目的とした材料ではありません。（5）のアルミニウムは中性子をほとんど吸いません。材料名だけでなく「吸収するのか、核分裂するのか、遮るのか」で役割を分けて覚えてください。

正解：（3）シリコン
広く使われている太陽電池の主流はシリコン系で、単結晶・多結晶といった結晶系と、薄膜のアモルファス系があります。原料が豊富で製造技術が確立していることが理由です。（2）のガリウムヒ素は変換効率が高く人工衛星などに使われますが高価で、量では主流になりません。（1）のゲルマニウムは多接合セルなどに使われる材料、（4）のセレンは初期の光電池に使われた材料です。（5）の銅はCIS系太陽電池を構成する元素の一つですが、銅そのものが光を電気に変えるわけではありません。

正解：（3）天候や昼夜に左右されにくい
地熱発電は地下の蒸気や熱水を熱源にするため、日射や風のように天候で出力が上下しません。夜間も運転でき、設備利用率は太陽光や風力より高いのが一般的です。（1）は誤りで、地下の熱をそのまま使うので燃料の購入費はかかりません。（2）も誤りで、地熱流体には二酸化炭素や硫化水素が含まれ排出はゼロではありませんが、燃料を燃やす火力に比べればごくわずかです。（4）は誤りで、地熱資源のある地域に限られ、国立公園や温泉との調整も要ります。（5）も誤りで、蒸気の出方に合わせた運転が基本です。

正解：（2）植物が成長時にCO₂を吸収するため
燃やしたときに出るCO₂は、その植物が育つ間に光合成で大気から取り込んだものです。伐採した分を植え直して再生産が続く範囲では大気中のCO₂を増やさない、という考え方でカーボンニュートラルと呼びます。ただし収集・輸送・乾燥に化石燃料を使えばその分は排出され、実際にゼロになるわけではありません。（1）は誤りで、燃焼そのものではCO₂が出ます。（3）は熱効率が100％の発電はできません。（4）も誤りで、設備の運転には電気を使います。（5）の排ガス回収は別の技術です。