原子力発電の構造

原子力発電と聞くと、原子炉ばかりが注目されがちです。
でも実は、電気を直接つくっているのは「タービン」という回転機械なのです。

つまり、原子力発電も最終的には“回転”で電気を生み出しています。
そのしくみを知ると、発電の全体像がぐっとつかみやすくなりますよ。

今回は、原子力発電の構造を大きな流れから見て、タービンの仕組みや回転数まで整理してみましょう。

原子力発電の構造はどうなっている？全体の流れをつかもう

まず大きな流れから見てみましょう。
原子力発電は、「核分裂で熱をつくる→蒸気をつくる→タービンを回す→発電機で電気に変える」という構造です。

原子炉の中ではウランが核分裂を起こし、大量の熱エネルギーが生まれます。
その熱で水を沸騰させ、高温高圧の蒸気をつくります。

そして蒸気はタービンへ送られ、羽根を押して回転させます。
最後に、タービンとつながった発電機が回ることで電気が生まれるのです。

• 核分裂で熱を発生させる。
• 熱で水を蒸気に変える。
• 蒸気でタービンを回す。
• 発電機で電気をつくる。

──こうして見ると、原子力発電も「熱を使った発電」であることがわかりますね。

原子力発電の本質は「熱で回して電気をつくる」しくみなのです。

タービンの仕組みは？蒸気でどう回すの？

では、タービンはどうやって回るのでしょうか。
タービンは、たくさんの羽根がついた円盤状の装置です。

高温・高圧の蒸気が羽根にぶつかると、その力で軸が回転します。
ちょうど風車が風で回るのと似ていますが、使っているのは蒸気です。

原子力発電では、効率を高めるために複数段の羽根が設けられています。
蒸気は段階的にエネルギーを渡しながら、タービンを力強く回していきます。

蒸気の圧力エネルギーが、回転エネルギーへと変わる瞬間がタービンなのです。

タービンは発電機と同じ軸でつながっています。
そのため、タービンが回れば、そのまま発電機も回り、電磁誘導によって電気が生まれます。

回転数はどれくらい？発電との関係を考える

では、そのタービンはどれくらいの速さで回っているのでしょうか。
日本の商用原子力発電所では、発電機は通常毎分1500回転（rpm）で回ります。

なぜ1500回転なのでしょうか。
それは、日本の電力周波数が50Hz（東日本）や60Hz（西日本）だからです。

発電機は、回転数と磁極数によって周波数が決まります。
たとえば50Hz地域では、4極発電機を1500rpmで回すことで50Hzの電気が生まれます。

• 東日本は50Hz、西日本は60Hz。
• 回転数と磁極数で周波数が決まる。
• 一般的には1500rpmまたは1800rpm。

──つまり、回転数は「電気のリズム」と深く関係しているのです。

タービンの回転数は、発電する電気の周波数に合わせて決められています。

原子力発電の構造は、核分裂で生まれた熱を使って蒸気をつくり、その蒸気でタービンを回すしくみです。
そしてタービンは、発電機と一体となって電気を生み出しています。

回転数は周波数と密接に結びついており、1500rpmや1800rpmといった一定の速さで安定して回っています。
原子炉の奥で生まれた熱が、最終的には「正確な回転」となって電気に変わる──そこが発電の面白さなのです。