ウラン235

原子力発電の燃料となるウランには、ウラン-235とウラン-238という二種類の仲間が存在します。この二つは原子核の中性子の数が違うだけで、ほとんど同じ性質を持っています。このうち、ウラン-235は核分裂を起こしやすく、原子力発電で利用される重要な物質です。一方、ウラン-238は核分裂を起こしにくい性質を持っています。自然界に存在するウラン鉱石には、ウラン-235が約0.7%しか含まれておらず、残りの大部分はウラン-238です。この自然界のウランを天然ウランと呼びます。原子力発電では、天然ウランに含まれるウラン-235の割合を数%程度まで高めた濃縮ウランを使用します。これは、ウラン-235の割合を高めることで、より効率的に核分裂反応を起こし、エネルギーを取り出すためです。ウラン-235の割合を高める作業をウラン濃縮と言います。ウラン濃縮は、原子力発電の燃料を製造する上で非常に重要な工程であり、様々な方法が開発されてきました。初期に実用化された主要な方法の一つがガス拡散法です。この方法は、ウランを気体の六フッ化ウランに変換し、それを多孔質の膜に通すことで、わずかに軽いウラン-235を含む六フッ化ウラン分子を多く透過させ、濃縮していく方法です。この他に、遠心分離法も主要なウラン濃縮法として知られています。遠心分離法は、高速回転する円筒の中で、質量のわずかな違いによりウラン-235とウラン-238を分離する方法です。ガス拡散法に比べて、必要なエネルギーが少なく、効率的にウランを濃縮できるため、現在では主流の濃縮方法となっています。ウラン濃縮技術は、原子力発電の燃料製造だけでなく、核兵器の製造にも利用される可能性があるため、国際的な管理の対象となっています。