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原子力工学は、核プロセスによって放出されるエネルギーを利用するシステムの設計と適用に関する工学分野です。[1] [2] 原子力工学の最も顕著な応用は発電です。世界中で、32か国にある約440基の原子炉が、世界のエネルギーの10％を核分裂によって生成しています。[3]将来的には、核融合がエネルギーを生成する別の核手段を追加すると予想されています。 [4]両方の反応は、原子核子が分離（核分裂）または結合（核融合）するときに放出される核結合エネルギーを利用します。利用可能なエネルギーは結合エネルギー曲線によって与えられ、生成される量は化学反応によって生成される量よりもはるかに大きいです。 1グラムのウランの核分裂は、3トンの石炭または600ガロンの燃料油を燃やすのと同じ量のエネルギーを生み出します[5]。大気中に二酸化炭素を追加することなく。[6]
原子力技術者の仕事
原子力技術者は以下のような分野で働いています。[7] [8] [9]
- 原子炉の設計は、1950年代と1960年代の第1世代の概念実証炉から[10]、第2世代、第3世代、第4世代の概念へと進化してきました。
- 熱水力学と熱伝達。典型的な原子力発電所では、熱によって蒸気が発生し、蒸気タービンと発電機が駆動して電気を生み出します。
- 原子力発電の応用に関連する材料科学
- 核分裂性物質を取得し、燃料に成形し、枯渇したら取り出し、安全に保管または再処理する核燃料サイクルの管理
- 原子力推進は主に軍艦用だが、航空機やミサイルの構想もある。原子力は1960年代から宇宙で利用されている。
- 核融合発電の開発に不可欠なプラズマ物理学
- 兵器の開発と管理
- 産業、医療、その他多くの分野で応用される放射性核種の生成
- 核廃棄物管理
- 健康物理学
- 核医学と医学物理学
- 健康と安全
- 計測制御工学
- プロセスエンジニアリング
- プロジェクト管理
- 品質エンジニアリング
- 原子炉の運転[11]
- 核セキュリティ（秘密核物質の検出）[12]
- 原子力工学は犯罪捜査[13]や農業[14]にも役立っています。
原子力産業では、化学、電気、機械などのエンジニアも多く、科学者やサポートスタッフも多く働いています。米国では、約10万人が原子力産業で直接働いています。第二次産業の雇用を含めると、米国の原子力産業に支えられている人の数は47万5千人です。[15]
原子力工学の歴史
原子力工学は1938年、核分裂の発見とともに誕生した。[16] 最初の人工原子炉CP-1は、ナチスドイツも核分裂に基づく爆弾を製造しようとしているのではないかと懸念した物理学者チームによって設計された。（地球上で知られている最古の核反応は、17億年前、アフリカのガボンのオクロで自然に発生した。）2番目の人工原子炉X-10グラファイトリアクターも、ハンフォードエンジニアワークスのプルトニウム製造原子炉と同様に、マンハッタン計画の一部であった。最初の核爆弾はガジェットというコード名で呼ばれ[17] 、トリニティ核実験で使用された。[18]この兵器の威力はTNT火薬換算で約20キロトンだったと考えられている。
電気を発電した最初の原子炉は実験用増殖炉I（EBR-I）で、1951年にアイダホ州アルコ近郊で発電しました。 [19] EBR-Iは独立した施設であり、電力網に接続されていませんでしたが、後にアイダホ州で建設されたBORAXシリーズの研究用原子炉が1955年にアルコの町に短期間電力を供給しました。
電力網に接続されるように建設された最初の商用原子力発電所は、 1954年に稼働を開始したオブニンスク原子力発電所である。2番目は、 1957年に電力を生産したシッピングポート原子力発電所のようだ。
ウランの発見から現代までの簡単な年表については、「原子力の概要史」または「原子力の歴史」を参照してください。
原子力発電炉の包括的なリストについては「商用原子炉のリスト」を、原子力発電に関する世界および国レベルの統計については「IAEA 発電炉情報システム (PRIS)」を 参照してください。
原子力技術者が働く場所
米国では原子力技術者は以下のように雇用されている。[20]
- 発電 25%
- 連邦政府 18%
- 科学研究開発 15%
- エンジニアリングサービス 5%
- 製造業 10%
- その他地域 27%
世界的に見て、原子力技術者の就職の見通しが最も良いのは、原子力技術に積極的に取り組んでいる国、あるいは原子力技術を研究している国である可能性が高い[要出典]。
原子力工学の学校と研修
原子力工学の研究と訓練を提供する組織には以下のものがあります。
原子力工学組織
- アメリカ原子力学会
- アジア原子力技術教育ネットワーク (ANENT) https://www.iaea.org/services/networks/anent
- カナダ原子力協会
- 中国原子力協会
- 国際原子力機関
- 国際エネルギー機関（IEA）
- 日本原子力産業協会（JAIF）
- 韓国原子力庁（KNEA）
- ラテンアメリカ原子力技術教育ネットワーク (LANENT) https://www.iaea.org/services/networks/lanent
- オーストラリア鉱物協議会
- 原子力ヨーロッパ
- 原子力研究所
- 原子力エネルギー研究所(NEI)
- 南アフリカ原子力産業協会 (NIASA)
- 原子力技術教育協会 https://www.ntec.ac.uk/
- OECD原子力機関（NEA）
- 原子力技術教育訓練のための地域ネットワーク (STAR-NET) https://www.iaea.org/services/networks/star-net
- 世界原子力協会
- 世界原子力輸送研究所
参照
参考文献
- ^ 「原子力工学の今後」NuclearNewswire。アメリカ原子力協会。 2023年4月21日閲覧。
- ^ 「原子力工学」ブリタニカ。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「今日の世界における原子力発電」世界原子力協会。 2023年4月6日閲覧。
- ^ トンプソン、ジェス。「核融合はいつ期待できるか？」ニューズウィーク。 2023年4月6日閲覧。
- ^ 「核分裂エネルギー」ローレンス・リバモア。2023年4月6日閲覧。
- ^ 「原子力と環境」。EIA。米国エネルギー情報局。 2023年4月7日閲覧。
- ^ Martin and Bornstein. 「原子力工学」. ブリタニカ. 2023年4月6日閲覧。
- ^ 「原子力エンジニアの職務プロフィール | Prospects.ac.uk」www.prospects.ac.uk . 2019年12月13日閲覧。
- ^ 「原子力技術者の仕事」。職業展望ハンドブック。米国労働統計局。 2023年4月16日閲覧。
- ^ ゴールドバーグとロスナー。「原子炉世代の歴史」アメリカ芸術科学アカデミー。 2023年4月9日閲覧。
- ^ 「原子力発電所の運転と保守」IAEA 2016年4月13日2023年4月9日閲覧。
- ^ 「秘密の核兵器プログラムの環境検出」（PDF）。MIT 。 2023年4月21日閲覧。
- ^ 「核技術は犯罪解決に役立つ」EIA 2003年12月23日2023年4月7日閲覧。
- ^ 「原子力が私たちの生活を支える驚くべき5つの方法」Energy.gov。米国エネルギー省。 2023年4月6日閲覧。
- ^ “Jobs”. NEI . 2023年4月9日閲覧。
- ^ 「核分裂の発見」。マンハッタン計画：インタラクティブな歴史。米国エネルギー省。 2023年4月7日閲覧。
- ^ 「トリニティ（核実験）」、Wikipedia、2024年5月4日、 2024年5月8日閲覧
- ^ 「トリニティ（核実験）」、Wikipedia、2024年5月4日、 2024年5月8日閲覧
- ^ 「世界初の原子力発電所」。アイダホ国立工学研究所。米国エネルギー省。 2023年4月7日閲覧。
- ^ Townsend, LW; Brady, L.; Lindegard, J.; Hall, HL; McAndrew-Benavides, E.; Poston, JW (2022). 「米国の原子力工学従事者」. Journal of Applied Clinical Medical Physics . 23 (Suppl 1): e13808. doi :10.1002/acm2.13808. PMC 9880971 . PMID 36305037.
- ^ 「オーストリアJRC報告書」（PDF）IAEA。2023年4月10日閲覧。
- ^ 「経験が安全を生み出す」。Nuclear Engineering Siebersdorf 。 2023年4月10日閲覧。
- ^ 「アフリカにおけるIAEAの技術協力」（PDF） 。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「IAEA技術コミュニケーションプログラム」（PDF）IAEA。2023年4月19日閲覧。
- ^ 「IAEAバナー アジア原子力技術教育ネットワーク（ANENT）」IAEA 2019年4月18日。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「原子力工学は未来の技術の創造に貢献します」。ニューサウスウェールズ大学シドニー校。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「オーストリア」. EU . 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「原子力工学科」ダッカ大学。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「核物理学科」ベラルーシ大学。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「ベルギー」. EU . 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「ブルガリア」EU 。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「クロアチア」EU 。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「キプロス」EU 。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「チェコ共和国」EU 。 2023年4月19日閲覧。
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- ^ “۱۳ مدرسه اتمی در کشور داریم/ برنامه ریزی برای احداث مدارس جدید". خبرگزاری ایلنا (ペルシア語)。 2023-08-02 。2023 年 8 月 2 日に取得。
- ^ “ طرح محققان دانشگاه صنعتی اصفهان در بزرگترین پروژه علمی دنیا پذیرفته شد". ایمنا (ペルシア語)。 2020-11-22 。2023 年 8 月 2 日に取得。
- ^ “アイルランド”. EU . 2023年4月19日閲覧。
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- ^ 「ルクセンブルク」EU 。 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「工学士（原子力）」UTM化学エネルギー工学部。2017年6月7日。 2023年5月19日閲覧。
- ^ “マレーシア工科大学 (UTM)”.マレーシア資格登録簿。2023 年5 月 19 日に取得。
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- ^ “スウェーデン”. EU . 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「大学」.原子力研究所. 2023年4月19日閲覧。
- ^ 「原子力工学部門長」NEDHO 。 2023年4月19日閲覧。
さらに読む
- アッシュ、ミルトン、「原子炉運動学」、マグロウヒル、(1965)
- クレイヴンズ、グウィネス。世界を救う力（2007）
- ゴーウィング、マーガレット。英国と原子力、1939-1945年（1964年）。
- ゴーウィング、マーガレット、ローナ・アーノルド共著『独立と抑止力：英国と原子力』第 1 巻：政策立案、1945～52 年、第 2 巻：政策実行、1945～52 年（ロンドン、1974 年）
- ジョンストン、ショーン F.「カナダの職業の創造: 原子力技術者、1940-68」、カナダ歴史ジャーナル、 2009 年冬、第 44 巻第 3 号、435-466 ページ
- ジョンストン、ショーン F.「学問の植え付け：米国と英国における原子力工学の学術的軌跡」ミネルヴァ、 47（2009）、pp. 51-73
外部リンク
ウィキブックスには、原子力工学に関する詳細が掲載されています。
- 商業用原子力発電
- ハジェテペ大学原子力工学部
- 原子力工学国際誌
- 原子力安全情報リソース
- 原子力科学と工学の技術ジャーナル
- 原子力施設の科学と技術オープンアクセスジャーナル