原子力発電と新エネルギー ミニテスト【第3回】

正解：（2）蒸気温度・圧力が低いため
軽水炉は燃料被覆管などの健全性を保つ必要から、炉内でつくれる蒸気の温度・圧力を火力のボイラーほど高くできません。蒸気条件の上限が低いぶん受熱の平均温度が下がるので、熱効率も低めになります。具体的な値は炉型や設備で変わるため、数字を比べるときは発電端か送電端かもそろえます。（1）は誤りで、効くのは燃料の量ではなく蒸気条件です。（3）（5）も誤りで、タービンや発電機そのものの効率は火力と大きく変わりません。（4）の冷却水は復水器側の条件で、火力との差を生む主因ではありません。

正解：（2）発電を始められる最低の風速
風が弱いと羽根を回す力が機械の損失に負けるため、ある風速を超えないと発電できません。この境目がカットイン風速で、機種によりますがおおむね毎秒2〜3 m程度に設定されます。（1）は強風で機器を守るために止めるカットアウト風速、（3）は定格風速で、毎秒10 m前後の設定が多く見られます。定格風速を超えると羽根の角度などで出力を抑えるため、風速の3乗で伸び続けるわけではありません。（4）は設計上の基準風速、（5）は風況を表す値で、どちらも運転開始の判定には使いません。

正解：（4）水素
燃料電池は燃料極で水素が電子を放し、空気極で酸素と結びついて水になるときのエネルギーを、燃焼を経ずに直接電気として取り出します。家庭用では都市ガスやLPGを配管から受け取りますが、そのまま反応するのではなく改質器で水素に変えてから燃料極へ送ります。したがって供給される燃料が（3）の天然ガスでも、電池の中で反応するのは水素です。改質するときにはCO₂が出るので、「出るのは水だけ」と言えるのは純水素を使うときに限られます。（1）（2）（5）は燃料電池の燃料ではありません。

正解：（2）減速材
核分裂で生まれた中性子は速すぎて、そのままではウラン235に吸収されにくい性質があります。減速材は軽水・重水・黒鉛などで、中性子を衝突させて熱中性子まで遅くし、次の核分裂の起こりやすさを高めます。（1）の制御棒は逆に中性子を吸収して反応を抑える側で、反応の量を加減するために使います。（3）の冷却材は熱を炉外へ運ぶ役、（4）の遮蔽体は放射線を外へ出さない役、（5）の蒸気発生器はPWRの二次側で蒸気をつくる機器です。なお高速中性子のまま運転する型式では減速材を使いません。

正解：（3）パワーコンディショナ（インバータ）
太陽電池は光を受けて直流を出すので、そのままでは家庭の機器や電力系統では使えません。パワーコンディショナ（PCS）は内部のインバータで直流を交流に変換し、あわせて日射や温度が変わっても出力が最大になる動作点を探すMPPT制御や、停電時に電気を送り出さない単独運転検出などの系統連系保護も担います。（1）の整流器は交流を直流に変える逆向きの装置、（2）の変圧器は交流のまま電圧を変える機器、（4）の蓄電池は電気をためる機器、（5）のCTは電流を測る計器用変流器です。