原子力発電の原理を知っている高校生はたった38％
原子力発電の基本原理を一文で説明せよ。この問いに、欧米では約80％の高校生が正答を出すのに、日本の高校生は38％しか答えられない。原発に賛成か反対かは別として、このような基礎知識は教えなくてはならないと思う。以下に授業の骨格を示す。
問いかけながら原子力発電の基本原理を確認
【原理・その１】
問い１：ガソリンエンジンの基本原理を３つのキーワードで説明しなさい。『（ ）が（ ）えて力を出す』。答えは「ガソリンが燃えて力を出す。」である。
問い２：原子力発電の基本原理を３つのキーワードで説明しなさい。『（ ）が（ ）して（ ）を出す』。おそらく正解は出ない。答えは「ウランが核分裂して熱を出す」である。核分裂について、図１を使って説明する。
１．ウランが中性子を吸収すると分裂する。
２．このときに熱が出る。どのぐらいの熱が出るのか。（ペレットの模型を見せて次のように問う）
問い３：原子炉の燃料、ペレットと言います。これ１個で１軒の家、何カ月分の電気を作れると思いますか。１カ月・３カ月・６カ月のどれかに手を挙げなさい。「正解は、６カ月から８カ月。この小指の先ほどのペレット１個は、石油に換算してドラム缶５００本分にあたる。」という説明をすると、子どもたちはウランの持っているエネルギーの大きさを知ってオオーッと驚く。「原子力の秘密はこれだけではない。聞きたいですか？」「聞きたくないならやめようかな」と、じらしながら次へ進む。
ウランとプルトニウムについて知ろう
【原理・その２】
原子炉内でプルトニウムができることを知る。
１．ウランには、同位体というものがある。性質の違う双子のようなものだ。代表的なものはウラン２３５とウラン２３８である。ウラン２３５は核分裂するが、ウラン２３８は核分裂しない。
問い４：原子力発電に使えるのは、どちらのウランですか。答えはウラン２３５。
２．天然ウランは、ウラン２３５とウラン２３８が混ざった状態で存在する。
問い５：核分裂するウラン２３５は天然ウランの中に何％含まれていると思いますか。①50％ぐらい②30％ぐらい③10％ぐらい④１％未満。ほとんどの子は30％か50％ぐらいと答える。実は０．７％しか含まれていないことを教える。「エー。たったのそれだけ！」という声がもれる。
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ウランがプルトニウムに変わる様子を図を活用して説明
問い６：残りの97．5％あるウラン２３８は役に立たないのでしょうか。子どもの反応を見て以下の説明をする。
３．原子炉の中ではもう１つ反応が起こっている。（右図）
核分裂しないウラン２３８が、原子炉内で余った中性子を取り込むとプルトニウム２３９という原子に変わる。プルトニウム２３９は核分裂する。つまり、原子炉の燃料として使える。
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図１ ウランの核分裂と
プルトニウムの生成を説明する図
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子どもに正しい知識を裏付けされた判断をさせよう
４．使用済み燃料の構成は右の図のようになっている。ウラン２３５が１％。プルトニウム２３９が１％。ウラン２３８が95％。だから、まだ使えるものを取り出して新しい燃料ができる。
５．これを原子燃料サイクルという。（サイクル図にして示すと良い）
ごみとして捨てられるはずのものが、もう一度燃料としてよみがえることを知ると、子どもたちは「へえー。原子力ってすごいんだ」という顔をする。最後に、このようにすれば輸入しなくても国内でのリサイクルで燃料を作れることを教えて授業を終わる。
原子燃料サイクルに賛成するか、反対するかは個人の自由である。だが、それは正しい知識に裏付けられた判断であってほしいと願うのは私だけだろうか。
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図２ 使用済みウラン燃料の
組成の変化を示す図
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