原子力発電のしくみがいまいち分かりません。

質問

何度となく、報道で、
原子力発電所の絵が出てきますが、
いまいち、分かりません。

核燃料、つまりウランが核分裂を起こすと熱がでるので、
その熱で、水を沸かし、その時に発生する、
水蒸気で、羽根車をまわして、電気を作る。
（自転車についている機械と原理は一緒かな？ダイナモでしたっけ？）
というのが、一般的に知らされている、ごくごく単純な原子力発電所の
しくみだと思います。

もっと平たく言うと、やかんに水が入っていて、
それを、核分裂で起きた熱で、
そのやかんを沸かしているという人もいます。

ここで、疑問が起きます。

上記のやかんの話を聞くと、
一瞬、やかんの下に、
原子力装置というのでしょうか、
核分裂を起こすための装置みたいのがあって、
（家庭で言うと、ガスコンロ、
もしくは、最近だとIHでしょうか）
その熱でやかんを沸かしているのかなと
思ってしまうのですが、
原子力発電所の絵を見ると、
核燃料は、そのやかんの中に
入っているように見えるのですが、
あってますでしょうか？

つまり、核燃料は、水に浸っている状態に見えるのですが、
いかがでしょうか？

核燃料は棒状になっていて、
いわゆる固体のようなのですが、
この固体を水につけて（浸して）、
核分裂を起こしている、
つまり、やかんの中は、
水とウランがまじりあっているということで
いいのでしょうか？

よく出ている絵だと、
そんな感じに見えるのですが、
どうなのでしょうか？

そして、もし、なんらかの要因があって、
原子の核分裂を止める場合、
制御棒で、核分裂を止めているとのことですが、
その水の中に、制御棒を突っ込んでいるということなのでしょうか？

また、そのやかんを冷やすために、
一生懸命水を注入しているようですが、
通常、お水だと、
時間とともに、冷えてきて、
いずれは、生ぬるいお水なりますよね？
（要は常温というのでしょうか）

そういうのは、原子力発電所の場合は、
ありえないのでしょうか？
核分裂が止まったのだから、
熱はでなくなったのだから、
わりと速くに冷たくなるまではいかなくとも、
常温になりそうな気がするのですが、
いかがでしょうか？

もしお詳しい方がいましたら、
もう少し、詳しい説明をして下さったら、
幸いです。

たくさん、書いてしまいましたが、
分かる部分だけでもいいので、
回答して下さったらありがたいです。

どうぞ、よろしくお願いします。

回答No.6

kenchin · ベストアンサー

NO4さんの回答が殆ど正解と思いますので、その不足点を。

＞核分裂が止まったのだから、
＞熱はでなくなったのだから、
＞わりと速くに冷たくなるまではいかなくとも、
＞常温になりそうな気がするのですが、
＞いかがでしょうか？

これなんですが。
臨界を止めた直後の核燃料というのは「崩壊熱」というものを出します。
これが治まるまでは冷却してやらないと、その熱が燃料自体に貯まって燃料棒を溶かすことになるんです。
そうですね、ザックリ計算すれば、2年程度は充分注意して冷却する必要があるでしょう。

ちょっと臨界とかを含めた核分裂について説明します。

核分裂って、「ある物質が放射線出して他の物質に変化する。」ことで、原子炉が熱くなるのは「核分裂が発生する際に、燃料体自体が質量のエネルギー転換（E＝ｍｃ＾２）を起こすと同時に、放射線が周囲の物に吸収されるときに、その物質を暖める」という原理が発生するからなんです。

普通、化学だと原子は他の原子に変化しませんよね？
水素原子はどこまで行っても水素原子のまま。
ところが、核分裂や核融合というのは違います。
ある物質が放射線を出して他の物質に変化する。
いわば錬金術（水銀から金を作るとか）みたいなもんです。

なので、ザックリ言うと「放射線を出す物質は全て他の物質に変化する」と考えてください。

この核分裂反応は、自然界では非常にゆっくりとしか進みません。
半減期って聞かれたことがありますかね？
これは「物質の半分が（核分裂で）他の物質に変化する期間」なんですが、原子炉の主燃料である235ウランだと７億年くらい。
自然界ではこれくらいゆっくり進むものを、中性子をあてて数億倍の加速させ「数億年掛けて出てくる熱を短時間に取り出す。」のが原子炉です。（厳密にはちょっと違いますが、まぁ、こう考えてください。）

ここらはNO５さんの
＞熱エレルギーを得るためには
　　（中略）
＞中性子の減速材としても使われます。（上のサイトから引用）
を参照されると宜しいかと思います。

崩壊熱とは。
235Uを核分裂させると違う物質に変化するんですが、この物質（娘核種といいます）は激しく核分裂を起こしているので、そこから出る放射線が周囲（燃料棒自身にも）吸収されて熱が出るんですが、これを崩壊熱と呼びます。

ですから、この娘核種が分裂し終わるまでは熱が多く出ますし、その熱が燃料棒に貯まると、燃料棒自体が溶解して放射性物質が飛び散る状態となっちゃいますから相当期間冷却します。
そうですね、私の計算なら、今の状態なら2～3年程度は冷却した方が良いかと思います。
その後は再処理などをすることで娘核種を処理する等を行えば、そう問題になるほどの過熱は起こらないかと思います。

＞＞つまり、やかんの中は、水とウランがまじりあっているということでいいのでしょうか？

いえ、ちょっと違います。
ウランは燃料棒の外装であるジルコニウム管の中で発熱しますので、通常なら直接水と接触することはありません。

蛇足ですが。
今回「あ、ジルコニウム管が破損している」と専門家が判断したのは、放射性ヨウ素が検出されたからです。
放射性ヨウ素もウランの核分裂で生まれる娘核種なんですが、外装であるジルコニウム管が健全であれば、通常はその管の中に貯まったままになります。

ここからは本当にゴメンナサイ。
訂正して悦に入る心算は無いですが、技術論で間違っている部分はやはり何とかしておかないと誤解が流れるので。
どうかお許しを。

＞この水のパイプを冷やす為の冷却用の水が大量に
＞要るので、原発は日本では海沿いに建てられ

ここですけど、冷却水としての海水が大量に必要なのは、タービンで仕事を終えた蒸気をまた水に戻すためです。
ついでですが、日本は大量の水を取れる河川が殆どないですし、各河川での漁業権等が海外より厳しい、国土が狭い（直ぐ近くに海がある）等の理由から海岸に作ります。
同じような例はイギリスでも見られます。

これらの排水が悪さをするか？というと、これはどうとも言えないかと思いますし、それが地球温暖化につながっていると言うのはIPCCの報告でも出てないので、ちょっと誤解かと思います。
というのも、これらの熱は温暖化ガスの影響が無ければ、放射冷却によって速やかに大気圏外に放出されるものですしね。
また、自然環境が違うと言うのも、ミクロ（放水口直近１～２ｋｍ）で見ればそう言えるんですが、「それが悪い」とは言えないんですよ。
むしろ、温排水を使った養殖も進んでいますし、原子力に限らず放水口というのは好漁場（主に手釣り）ですから。

＞燃料棒は水が無いと核分裂が活発になり

なりません。
上の高速中性子論の通りですね。

＞そのなかに燃料（制御棒）をどっぷりつけることによって
＞反応速度を低くしながら一定時間をかけて核分裂反応停止
＞の状態に持って行くそうです。

ちょっと違います。
「娘核種が問題ないレベルに分解しきるまで」水に漬けて冷やすんですね。
冷やそうが暖めようが、反応速度は殆ど変わりません。（化学反応と違うところですね。）

＞燃料が再臨界し爆発しました。

これは未確認だと思うんですが。
再臨界に伴うチェレンコフ光も大量の中性子も検出されていないですし、現在言われている水素爆発と考えるのが妥当かと。
それに再臨界して爆発するというのは、核爆弾ほどの速度で発生すれば納得出来るんですが。

もちろん、制御棒と燃料棒が混合状態でメルトしているなら、部分的に再臨界している可能性はありますが、それは爆発以後に起こった現象と考える方が論理的かと思います。

回答No.11

noname#146820

さらに失礼します。

ネットに流失している動画を拝見しました。「たかじんのそこまで言って委員会 #110626」
これによると「核分裂」から「核融合」へ３０年後に移り変わると説明されていました。

つまり、原子力発電は、核融合の領域に達していない事が証明されたと解釈すべきです。

お礼

ナンバー１１の方の補足を借りまして、
まとめて御礼で申し訳ありません。

おかげさまで、本当にいろいろなことが
分かりました。
心から、感謝致します。
ありがとうございました！

回答No.10

noname#146820

連鎖核融合反応を起こした場合、太陽などを含めた恒星を見て下さい。
内部がドロドロになったりしていませんか。
中性子が分子あるいは、原子に激突、融合、分離を繰り返し連鎖反応を起こします。
本来、「融合」と「分離」の繰り返しが核融合となります。

しかし、原子力発電に用いる燃料ペレットは、事故が起きなければ原型を留めています。
核融合には、ガイドラインがありません。
従って、社会に影響力のある傲慢な科学者が、これは「核融合」と発言すればニセ化学であっても核融合になってしまうのが、この世の常識です。

回答No.9

kawasemi60

原子炉は核分裂連鎖反応を利用した物です。
ウラン燃料の場合には自然状態でも分裂し
ます。このとき中性子が飛び出します。

飛び出した中性子がウランに吸収される
とそのウランが核分裂しますが時間差が
在ります。ウランの量が多いと中性子の

増大は吸収された時点より遅れます。
この時間差を利用して出力を制御する。
制御棒を入れると中性子を吸収するの

でウランに吸収される量が減ります。
そこで出力が下がります。
自立的連鎖反応というのは外部から

中性子の供給が無くても分裂で発生
した中性子だけで連鎖反応が持続す
る状態です。これが臨界状態です。

核反応度が1であるとも言います。
発生したエネルギーのほとんどが次
ぎの分裂に消えるので熱上昇は少。

原発は臨界状態より少し上の反応度。
この差が計画熱出力と呼ばれ利用さ
れます。利用されるのは連鎖核反応。

燃料の姿ですが物干し竿の中に小さ
な缶詰が積み重なっています。
これを数十本束ねた物が燃料集合体

のユニットです。このユニットの間
に制御棒が入ると中性子を吸収する。
冷却と中性子の減速を目的にユニット

や制御棒の間に水が通されています。
福島ではこの水が直接沸騰して蒸気
となり発電機を回します。

制御棒の目的は連鎖反応停止であり
核分裂停止では有りません。自壊に
よる核分裂は人為的手段では制御不能。

連鎖反応が停止している燃料棒が発熱
するのは自壊による核分裂が進行する
からです。使用済み燃料が溶けるほど

発熱するのは急速に自壊する核種が
多量に出来ているからです。数年経
つとそれらの物質が分裂で他の物質

に変わるので発熱量が少なくなります。

回答No.8

noname#146820

勝手な理論って言われるかも知れませんが、構造を論理的に考えると原子力発電は、核融合に対して擬似化学かニセ科学の部類になります。
原子爆弾は、核融合を使用しています。

原子炉容器
http://www.kyuden.co.jp/sendai_outline_setumei1.html

燃料棒、燃料ペレット
http://www.mnf.co.jp/pages/sei.htm

燃料ペレットに入ったウランは、自己のエネルギーを周囲に撒き散らす。
原子核は、特定のエネルギーを吸収し共鳴する特性を持っています。
互いに共鳴反応したウランは、原子核内部からより強力なエネルギーを放出します。
この時の熱エネルギーで、水を水蒸気に変え代射します。
本来、連鎖核融合反応を起こした場合、制御棒を差し込んでも連鎖反応は止まりません。

＞核分裂を起こしている。つまり、やかんの中は、水とウランがまじりあっているということでいいのでしょうか？
ウランは、純水に溶け込まれていませんし、燃料ペレットは壊れません。

回答No.7

okormazd

これまでの回答者の回答で、ほぼ合ってはいる回答もありますが、回答の中には決定的な間違いがあるものがありますので、それを指摘しておきます。

「原子の核分裂を止める場合、
制御棒で、核分裂を止めている」

質問のとおり、制御棒が挿入されれば、核分裂反応は速やかに停止します。緊急停止のときの燃料棒挿入速度は3秒以下程度で全挿入だから、核分裂反応もそれに応じて停止します。

「核分裂が止まったのだから、
熱はでなくなった」

質問のとおり、核分裂反応は停止するので、核分裂による熱の発生はありません。

「わりと速くに冷たくなるまではいかなくとも、
常温になり」

ところがそうはなりません。核分裂の熱は出ませんが、それまでの核分裂により核分裂生成物が燃料棒の中にたまっています。これは放射性物質で、放射線を出します。放射線は、高いエネルギーを持った粒子や電磁波です。この粒子や電磁波が止められる(何かにぶつかる)と、持っていたエネルギーは熱エネルギーに変わります。これが、核分裂が停止しても発熱が続く原因です。

もう1度言いますが、制御棒が挿入された後は核分裂はありません。また、核分裂が再開することもありません。

放射線の量が元の量の半分になるまでの時間を「半減期」といいます。半減期は1秒以下の短い物から何万年もかかる長い物までいろいろあります。したがって、放射性物質がある程度減るまで、冷却をしなければならないのです。発熱はしているが、大丈夫という状態になるまでは、数年から10年程度はかかるでしょう。

ちゃんと水を循環して冷却していれば、1日程度で冷温停止(冷却水温が100℃未満、数十度程度)になるはずですが、そのまま冷却は続ける必要があります。

「やかんの中は、
水とウランがまじりあっている」

正常な運転状態なら、そういうことはありません。核燃料は、燃料棒の中に閉じ込められていて、冷却水とまじることはありません。したがって、水が燃料の放射性物質の放射能を持つことはありません。ただし、冷却水中の不純物が中性子の照射を受けて放射化します。したがって、冷却水は、放射性物質で弱く汚染されます。

今回の事故のように、燃料棒が壊れれば、冷却水は燃料や分裂生成物の放射性物質で強く汚染されます。

なお、冷却水は減速材としての作用をしており、水がなければ核分裂は起きません。水があっても臨界量に達しなければ、核分裂は起きません。使用済み燃料でもまだ燃料(ウラン235など)は半分程度残っており、原子炉に入れれば核分裂をしますが、使用済み燃料プールで核分裂を起こさないのは、臨界量にならないように隙間を開けて保存しているからです。

「水がなければ核分裂が活発に」、「核燃料の周りの水が失われ、燃料が空気中に露出すると冷やされなくなり、燃料の核分裂速度は非常に速く」のような回答がありますが、話が逆です。

間違いです。

核分裂速度は、1000度やそこいらの熱によって左右されるものではありません。

回答No.5

Mumin-mama

http://tokyo80.com/energy/

＞原子力発電所の絵を見ると、核燃料は、そのやかんの中に入っているように見えるのですが、

はい。其のやかんのことを圧力容器（厚さ約１６ｃｍの鋼鉄製）と言い
そこの上には水を入れるパイプと蒸気を出すパイプが繋がり、
やかんの下から（図の黒い３本棒）制御棒（ホウ素）が緊急時に入るようになっています。

＞核燃料は、水に浸っている状態に見えるのですが、

熱エレルギーを得るためには、中性子をウランに当てて核分裂させる必要があるのですが、核分裂時に発生する中性子は高速すぎてうまくウランに命中できないのです。
そこで中性子をいったん水の分子に衝突させて減速させます。すると高速中性子は熱中性子にかわり、今度はうまくウランと衝突して核分裂を続ける（臨界状態という）ことができます。このように水は核分裂のさいの中性子の減速材としても使われます。（上のサイトから引用）

＞核燃料は棒状になっていて、いわゆる固体のようなのですが、

燃料棒は
ペレット（天然ウランに0.7%含まれている“燃える”ウラン235の割合を2 - 4%程度に濃縮した二酸化ウランを直径、高さとも約1センチメートル程の円柱形に焼き固めたセラミックス）を
被覆管（ジルコニウム合金で出来た、厚さ2mm、直径1cm強で、長さが約4mのきわめて細長い形状の管）に詰めたもの。
水につけていないと約２時間で溶けてしまうといわれています。（佐藤暁氏の国会答弁より）

＞つまり、やかんの中は、水とウランがまじりあっているということでいいのでしょうか？

はい。確かにそうです。　ですから、この水は蒸気などの形（ベント）でも外に出すと放射性物質も外に出すことになります。

＞そして、もし、なんらかの要因があって、原子の核分裂を止める場合、制御棒で、核分裂を止めているとのことですが、その水の中に、制御棒を突っ込んでいるということなのでしょうか？

福島原発事故の際にもこの制御棒が働いて自動停止したといわれています。　
でも、その後も燃料棒は絶えず冷水を入れて冷やさなければならないので、電源喪失、ポンプ故障で冷水作業が出来ませんでした。

＞そのやかんを冷やすために、一生懸命水を注入しているようですが、通常、お水だと、時間とともに、冷えてきて、いずれは、生ぬるいお水なりますよね？

圧力容器の中の燃料も使用済み燃料プールの燃料棒も絶えず水につけて、その水は水蒸気にならないように冷やし、水を循環する必要があります。　この水のパイプを冷やす為の冷却用の水が大量に要るので、原発は日本では海沿いに建てられ、海に向かって水路が造られているのです。　外国では河沿いに建てられることが多いです。　
日本の原発では海水で冷却します。原発のエネルギーの３分の２が其の海水と共に捨てられています。１秒間に７度海水を上昇させ、１秒に７０ｔの海水を海に捨てているそうです。（小出先生説）
ですから、日本の原発周辺の海の生態系は自然とは違いますし、地球温暖化を悪化させているといえます。　日本全国の原発が排出する温水の量は日本全国河川の水量と同じだそうです。

例えば、使用済み核燃料棒が冷えて安定するのに５年間水に漬けて冷却させなければいけないといわれています。　今回、３号機の使用済み核燃料プールは地震によりプールの水が無くなり、燃料が再臨界し爆発しました。　現在のプールには燃料棒の姿は見えません。　原発は停めても、燃料を冷やすまで何年もかかります。　原発を１日停めると１億円くらい掛かるそうです。（斑目氏説）

燃料棒は水が無いと核分裂が活発になり、ものすごい勢いで発熱しその熱で被覆管もペレットも溶け始めます。　普通、燃料棒は２８００度で溶けるといわれていますが、フランスの研究では６００度（約５分後）から溶け始めるという報告があります。これがメルトダウンという現象です。　圧力容器は１８００度で溶けるので燃料が溶ければ、圧力容器も溶け、其の外の格納容器（３ｃｍスチール製）も溶けます。格納容器を溶かして燃料が外に出てくることをメルトスルーといいます。　

今の福島の状態はこうだそうです。
http://www.youtube.com/user/seriousmoon2008?blend=21&ob=5#p/u/12/kxDG4mjmEN8
http://hiroakikoide.wordpress.com/2011/06/20/%E5%B0%8F%E5%87%BA%E8%A3%95%E7%AB%A0%E6%B0%8F%E6%8F%90%E8%A8%80%E3%80%8C%E5%9C%B0%E4%B8%8B%E3%83%80%E3%83%A0%E3%80%8D%E6%94%BF%E5%BA%9C%E3%81%8C%E6%BA%96%E5%82%99%E4%B8%AD%E3%80%82%E3%81%A0%E3%81%8C/

こちらにも分かりやすい説明があります。
http://www.youtube.com/watch?v=DHblqE6vGeI

回答No.4

ks5518

>一瞬、やかんの下に、
>原子力装置というのでしょうか、
>核分裂を起こすための装置みたいのがあって、
>（家庭で言うと、ガスコンロ、
>もしくは、最近だとIHでしょうか）
>その熱でやかんを沸かしているのかなと
>思ってしまうのですが

■イメージ的にはヤカンは、圧力容器で、ヤカンの中には
水が入っていて、その中に焼けた石を入れて水を沸騰さ
せるといった構造です。また、この焼けた石は自ら発熱を
続けるため、必要以上の高温にならないように水を循環
させ冷やしているという事です。

>原子力発電所の絵を見ると、
>核燃料は、そのやかんの中に
>入っているように見えるのですが、
>あってますでしょうか？

■合っています。

>つまり、核燃料は、水に浸っている状態に見えるのですが、
>いかがでしょうか？

■その通りです。

>核燃料は棒状になっていて、
>いわゆる固体のようなのですが、
>この固体を水につけて（浸して）、
>核分裂を起こしている、
>つまり、やかんの中は、
>水とウランがまじりあっているということで
>いいのでしょうか？

■少し違います。燃料棒は被覆管(ジルコニウム)と
核燃料であるペレットで出来ていて、ペレットが核融合
を起こし発熱します。水はこの燃料棒を冷やす役割と
熱により水蒸気となりタービンを回します。
ですから、水とウランは直接まじりあっているわけでは
ありません。

>そして、もし、なんらかの要因があって、
>原子の核分裂を止める場合、
>制御棒で、核分裂を止めているとのことですが、
>その水の中に、制御棒を突っ込んでいるということなのでしょうか？

■そうです。

>また、そのやかんを冷やすために、
>一生懸命水を注入しているようですが、
>通常、お水だと、
>時間とともに、冷えてきて、
>いずれは、生ぬるいお水なりますよね？
>（要は常温というのでしょうか）

>そういうのは、原子力発電所の場合は、
>ありえないのでしょうか？
>核分裂が止まったのだから、
>熱はでなくなったのだから、
>わりと速くに冷たくなるまではいかなくとも、
>常温になりそうな気がするのですが、
>いかがでしょうか？

※通常だとそうなると思われますが、詳細までは
良く分かりません。

※※今回は津波により給水ポンプや非常用電源
などが失われ、給水し続ける事が出来なくなり、
急速に炉心の温度が上がり、制御棒が溶け出し
圧力容器の底にたまり、穴を開け格納容器にま
で達した事で、制御不能となった事です。

回答No.3

ariseru

>核燃料は、水に浸っている状態に見えるのですが、いかがでしょうか？

その通りです。
原子力発電の場合、水蒸気を発生させるための熱源になる核燃料は原子炉内で水に浸かっています。

>やかんの中は、水とウランがまじりあっているということでいいのでしょうか？

違います。
核燃料の外側はジルコニウムという熱に強い合金で出来たケースで密封されています。
そのため、このケースに破損が起こらない限りは水と核燃料(ウランなど)が混ざり合うことはありません。

>水の中に、制御棒を突っ込んでいるということなのでしょうか？

その通りです。
核燃料の入っている水の中に入れなければ制御棒としての役目を発揮出来ません。

>核分裂が止まったのだから、熱はでなくなったのだから、
>わりと速くに冷たくなるまではいかなくとも、
>常温になりそうな気がするのですが、いかがでしょうか？

原子炉内に制御棒を入れたとしてもすぐに核分裂反応が止まることはありません。
核分裂反応というのは制御棒が入れられた瞬間から緩やかに収まり始め、完全な停止には数年程度かかります。
そして、完全に核分裂反応が止まるまでは常に熱を発生し続けているため、冷却を止めると内部の水が沸騰・蒸発してメルトダウンすることになります。

ちなみに、通常は核分裂反応が完全に止まるまで原子炉内に燃料を入れておくことはありません。
ある程度まで発熱が収まった時点で、近くに設置してある核燃料プールに移動して、そこで冷却を続けることになります。

回答No.2

rnakamra

>原子力発電所の絵を見ると、
>核燃料は、そのやかんの中に
>入っているように見えるのですが、
>あってますでしょうか？

あってます。
燃料棒から出てくる熱はとてつもなく大きく、裸の状態にしておくとすぐに融けてしまいます。そのため冷媒で必ず冷やしておく必要があります。
ついでにいうと軽水炉においては、水は熱を奪い取る役目(これを冷却材と呼びます)と同時に核分裂反応の際に出てくる中性子を減速させる"減速材"としての役割を同時に果たしています。
中性子を減速させないと効率よく連鎖反応が起こらないため、燃料棒は水にどぶ付けしておく必要があります。

>核燃料は棒状になっていて、
>いわゆる固体のようなのですが、
>この固体を水につけて（浸して）、
>核分裂を起こしている、
>つまり、やかんの中は、
>水とウランがまじりあっているということで
>いいのでしょうか？

燃料棒を水にどぶ漬けにしてありますが、燃料棒の内部に水が浸透するわけではありません。もし水がしみこむようなことがあれば、何らかの拍子で水圧が下がるとしみこんだ水が膨張し燃料棒が破裂しかねません。
あくまで燃料棒が水につかっているだけです。

>そして、もし、なんらかの要因があって、
>原子の核分裂を止める場合、
>制御棒で、核分裂を止めているとのことですが、
>その水の中に、制御棒を突っ込んでいるということなのでしょうか？

そのとおりです。
先ほど説明したとおり、核分裂を連鎖反応させるためには、水の中で中性子を減速してやる必要があるのですが、制御棒を入れるとこの中性子が制御棒に吸収されてしまうため連鎖反応が止まります。

>核分裂が止まったのだから、
>熱はでなくなったのだから、
>わりと速くに冷たくなるまではいかなくとも、
>常温になりそうな気がするのですが、
>いかがでしょうか？

ここが原子力発電の厄介なところです。
実は核分裂反応が止まっても燃料棒は熱を発し続けています。
良くニュースでヨウ素やセシウム、ストロンチウムの話が出てきます。これらの放射性物質は放射線を出す際に一緒に熱を放ちます。(放射線自体もエネルギーを持っていますのでこれも熱になります)このように熱を出す放射性物質が大量に含まれるため、燃料棒は常に熱を出し続けます。少なくとも数十年は水で冷やし続けないといけません。
停止直後だとその熱(崩壊熱)だけで融点が2000℃と軽く超える燃料棒すら溶かしてしまうほどです。

回答No.1

pasocom

＞核燃料は、そのやかんの中に入っているように見えるのですが、あってますでしょうか？
それであってます。「やかん」の中で核分裂を起こし、その熱で周りの水を蒸気にする。その蒸気はパイプを通ってタービン（質問者様のイメージで言う「ダイナモ」です。）を回す。という仕組みです。
ダイナモを回す蒸気はパイプで導かれているのですから、蒸気を作っているところ（やかん）はダイナモの真下になくても問題ないのです。
参考サイト
http://www.geocities.jp/tobosaku/kouza/sikumi.html

＞原子の核分裂を止める場合、制御棒で、核分裂を止めているとのことですが、その水の中に、制御棒を突っ込んでいるということなのでしょうか？
これもお察しの通りです。核燃料の周りの水は核分裂の熱をもらって蒸気になるのですが、いっぽう核分裂の速度を調整する役割りも果たしています。棒状で固体の核燃料を水の中に入れておくことによって核分裂の速さが制御（遅めに）されるのでこの棒を「制御棒」というのです。したがって核燃料の周りの水が失われ、燃料が空気中に露出すると冷やされなくなり、燃料の核分裂速度は非常に速くなります。猛烈な熱が出るようになり、ますます分裂の速度が増すという悪循環になって核分裂の制御が不可能になる「臨界」という事態に陥るのです。

＞核分裂が止まったのだから、熱はでなくなったのだから、わりと速くに冷たくなるまではいかなくとも、常温になりそうな気がする。
これは福島の話をされているのだと思いますが、その事故に置いては現状では「核分裂が止まった」ということはありません。
地震によって冷却水を循環させる電源が失われたため上記のように核分裂が手に負えないくらいな速度で続いているのです。そのため少しでも核燃料を冷やそうと注水が行われていますが、現在まだ核分裂が停止するような状態にはなっていないのです。
また、このように相当の熱を発している核燃料に注水しているので水はいくらあっても足りないくらいです。注水した水はすぐに沸騰していることでしょう。そして、この水はお察しのように「やかん」の中で核燃料と混じり合っているのですから、すさまじい「放射能汚染水」になっているわけです。現在この汚染水が処理もできずに毎日数百トンのペースで増え続けており、原発敷地内に溜まり続けているそうです。しかもその汚染水の一部は破損したパイプの「どこか」から地中や海中に漏れ続けているのです。
正常に電源を維持できている原発であれば、点検などのために発電を一時停止する場合は、ヤカンの中に沢山の水を送り込み、そのなかに燃料（制御棒）をどっぷりつけることによって反応速度を低くしながら一定時間をかけて核分裂反応停止の状態に持って行くそうです。
そのような停止のための電源を津波ですべて失ってしまったために核分裂が止まらなくなっているのが現在の福島の状態です。