日本には全国15ヶ所の原子力発電所に33基の原子炉があります。2013年7月に従来の安全基準を大幅に強化した新規制基準が施行され、合格した原子炉のみ稼働しています。

原子力発電を使うと発生する高レベル放射性廃棄物を地下300メートル以上深くの岩盤に埋めて安全に隔離する処分方法です。地下深くの岩盤が持つ“物を閉じ込める性質”と人工的に施した“物を閉じ込めるバリア”で何万年もの間、放射性物質を隔離します。

地下300メートルよりも深い場所に埋めて、安全に処分します。処分地はまず過去の文献で候補地を調べ、次のステップではボーリングでその土地の概要を調査します。その後、地下調査施設で調査・試験を行い将来の安全性を詳しく確認し、最終処分地を選定します。

放射性物質を閉じ込める「５重の壁」や、原子炉の冷却設備、津波対策などで安全を守っています。東日本大震災では津波で電源設備が浸水して冷却設備が止まったことで放射性物質が漏れる事故になりました。この経験を踏まえ、事故が起きても放射性物質が外に漏れないよう設計や対策が強化されています。

高温ガス炉は原子力発電の一種で、燃料や冷却材に新しい材料を使い安全性を高めた次世代の原子炉です。燃料は多重被覆で高温でも溶けにくく、冷却材のヘリウムガスは水素爆発の心配がありません。高温運転で効率が高く、水素製造もできるなど、クリーンエネルギーとして期待されています。
画像提供：日本原子力研究開発機構

SMRはSmall Modular Reactorの略で、現在出力100万kW以上の原子炉が主流ですが、30万kW以下程度の小型の原子炉です。安全性が高められ、短い工期、柔軟な立地が可能で次世代の原子炉として注目されています。一方で安全基準や採算性の課題もあります。

どちらも、ウランの核分裂反応が作用します。自然界のウラン（ウラン235）の濃度は約0.7％ですが、原子爆弾はほぼ100％にウランを濃縮し瞬時に大量のエネルギーを出すように作られています。原子力発電はウランを3〜5％の濃度に抑え、核分裂を制御して持続的にエネルギーを生み出します。

いずれも、物質を作る最小単位である原子の中心にある原子核が関係します。核分裂は重い原子核がより軽い原子核に分裂する現象です。核融合は軽い原子核同士が融合して重い原子核になる現象です。いずれも大きなエネルギー（熱）が発生します。

原子力発電の使用済燃料の約95％は再利用されますが、残りの約5％は放射能レベルの高い廃液となります。廃液をガラス原料と混ぜて固めたもの高レベル放射性廃棄物（ガラス固化体）です。日本では地下300mよりも深い安定した岩盤の中に閉じ込めて処分することになっています。
出典：日本原燃株式会社

原子力発電の利用については、原子力発電所の安全確保を行っていくことが大前提となります。福島第一原子力発電所事故後に規制基準が見直され、重大事故やテロへの対策など安全対策が強化されました。これからも安全を高める努力を続けることが大切です。

物質をつくる小さな粒の集まりが原子で、すべての物質は原子でできています。原子は原子核とそのまわりを回る電子からできています。原子の大きさは1億分の1cmほどで、もし原子の大きさがピンポン玉ほどなら、ピンポン玉の大きさは地球ほどになります。

水力･火力･原子力発電の共通点は、タービンを回して発電機を動かすことです。水力は水が流れる力を利用し、火力と原子力は、熱でつくった蒸気のちからでタービンを回します。火力では、天然ガスなど燃料を燃やした熱で、原子力はウランの核分裂の熱で蒸気を作る違いがあります。

将来の発電は、再生可能エネルギーや原子力発電などの温室効果ガスを出さない電力を中心として電源構成が進められています。再生可能エネルギーを主力電源として最大限導入し、原子力は安全を最優先に再稼働や次世代炉の開発を進め、安定し持続可能な電力供給を目指しています。

原子力発電は発電時に温室効果ガスを出さず、天気や季節にも左右されないため安定した電力供給ができます。さらに他の発電に比べて発電時のコストが低い特長もありますが、安全に対する信頼回復や放射性廃棄物の処理、人材の確保など多くの課題も抱えています。