原子力 （ げんしりょく 、（ 英 :nuclear energy ）とは、原子核 の変換や核反応 に伴って放出される多量のエネルギー のこと[ 1] 核エネルギー （ かくエネルギー ） 原子エネルギー （ げんしエネルギー ） [ 2] 核 （ かく 、（ 英 :nuclear ）と呼ぶ場合には、原子力を指すことが通例である。
日本語では、「原子力-」（「原子-」）と「核-」は接頭辞としてほぼ同義である。このうち「核」は核兵器 や核燃料 など軍用 や燃料 として、「原子力」は原子力発電 や原子力空母 など商用 や動力源に使い分けられることが多く、これに対する批判もある[ 3] [ 4] [ 注釈 1] 反核 」は原子力全般への反対を指す語である。
英語では nuclear weapon (核兵器)、nuclear power (核発電)、nuclear submarine (核潜水艦)というように、"nuclear" (核)でほぼ統一されている[ 注釈 2] 同義語 であり、軍用か商用かを問わずに用いられる。英語の nuclear power plant（直訳：核発電所）に相当する語として、独語では Atomkraftwerk (直訳：原子力発電所）と Kernkraftwerk (直訳：核発電所）の両方が用いられている。中国語では、忠実な訳語を用いて「核電廠」という。
「原子力」という語は、原義的には、ウラン やプルトニウム の核分裂 、放射性物質 の崩壊、重水素 ・トリチウム などの核融合 により放出される核エネルギーのことを指す[ 1] 原子核変換 は、原子核崩壊 と原子核反応 に分類され、原子核反応はさらに原子核融合 反応と原子核分裂 反応に分類される。
原子核反応により発生するエネルギー は、化石燃料 の燃焼などの化学反応 により発生するエネルギー に比べて桁違いに大きく、化学反応が質量の1億分の1がエネルギーとなるのに対し、核反応は質量の約0.1%をエネルギーとすることが可能である[ 9] 兵器 として利用されるほか、エネルギー資源 として主に発電 に利用されている[ 10] [ 11] 原子力電池 や放射線医学 などに利用されている。
しかし、核分裂か核融合かを問わず、原子力の利用は、放射線 、放射線を放出する能力（放射能 ）を持った物質（放射性物質 、放射性廃棄物 ）を発生させる。放射線は、その量や強さに応じて生物に対して悪影響（放射線障害 ）を与えるため、適切に防護（放射線防護 ）する必要がある。放射線防護についての国際的な研究機関として、国際放射線防護委員会 (ICRP) がある。
原子力兵器 や原子力潜水艦 などは「核の戦争利用」「軍用核」の代表例であり、原子力兵器は代表的な大量破壊兵器 とされている。原子力発電 や原子力商船 などの「核の平和利用」「商用核」も、その過程で発生する放射性廃棄物など問題を抱えている。又、原子力には、軍用か商用かを問わず、各種の原子力事故 や放射性廃棄物 の処理、核テロリズム の危険性などの課題が存在している。
核兵器の拡散を防止する条約には核拡散防止条約 があり、核の平和利用を促進し、軍事転用されないための保障措置の実施をする国際機関には国際原子力機関 がある。
原子力に反対する運動は「反核運動」や「反原子力運動」 などといい、特に原子力兵器への反対運動は「反核兵器運動」、特に原子力発電を巡る論争は「原子力発電論争」などとも呼ばれている。
原子力（核エネルギー）を主要な破壊力・殺傷力とした兵器を、「核兵器」や「原子力兵器」と呼ぶ。原子爆弾 や水素爆弾 などの核爆弾 や、核ミサイル が代表例である。このほか放射能兵器 なども含まれる。1945年にアメリカ合衆国 によって開発され、同年の8月6日に広島市 に、8月9日に長崎市 に投下された。これは2020年時点において、核兵器が実戦に使用されたただ2つの例である。その後、1949年にソヴィエト連邦 が、1952年にイギリス が、1960年にフランス が、1964年に中華人民共和国 が核実験を成功させ、核保有国は5ヶ国にまで拡大した。それ以上の核兵器の拡散を防ぐために1968年に核拡散防止条約 (NPT)が締結され、この5大国以外の核兵器保有は禁止されることとなったが、これを批准しなかったインド が1974年に、パキスタン が1998年に、そして朝鮮民主主義人民共和国 が2006年に核実験を成功させ、さらに保有が確実視されているイスラエル を含め、2011年時点では9ヶ国が核兵器を保有している[ 12] 北朝鮮核問題 を巡っては同国が2003年にNRTを脱退した後、国際社会との攻防が続いている。そのほか、いくつかの国家に核爆弾開発の疑いが持たれており、なかでもイラン は核開発を巡って国際社会と激しく対立しており、イランの核開発問題 として政治的な焦点の一つとなっている。また、以前は南アフリカ も核兵器を所有していたものの、1993年に正式にこれを放棄した[ 13] ロシア 、ベラルーシ 、ウクライナ 、カザフスタン の4か国が核兵器を継承したものの、このうちベラルーシ、ウクライナ、カザフスタンの3か国はロシアに核兵器を移管してこれを放棄し、旧ソビエトの核兵器はロシアのみが継承することとなった[ 14]
核兵器の存在は大規模戦争を抑止するという、いわゆる核抑止 論も存在するものの、大規模核戦争 は放射性物質の広範囲な汚染や核の冬 などによって巨大な被害をもたらすことが懸念されているため、核拡散防止や核軍縮、核実験 の禁止など、さまざまな手段によって核兵器の統制や抑止が目指されている。核実験に関しては1963年に、核実験を地下に限定する部分的核実験禁止条約 （PTBT) が締結され、1974年には残された地下核実験についてもアメリカ・ソヴィエト両国間において地下核実験制限条約 が締結され、発効は遅れたものの1990年には発効した。その後、1996年にはあらゆる空間における核実験・核爆発を禁止する包括的核実験禁止条約 が締結されたものの、核開発能力を持つ44ヶ国のうち数カ国が批准を行っていないため、いまだに発効していない[ 15]
また、1967年にラテンアメリカ及びカリブ核兵器禁止条約 （トラテロルコ条約）が調印された[ 16] 条約 によって禁止する非核兵器地帯 の設定が世界各地で進められ、1985年の南太平洋非核地帯条約 （ラロトンガ条約）[ 17] 東南アジア非核兵器地帯条約 （バンコク条約）[ 18] アフリカ非核兵器地帯条約 （ペリンダバ条約）[ 19] 中央アジア非核兵器地帯条約 （セメイ条約）[ 20]
核を動力源とする物体の推進運動を原子力推進 （nuclear propulsion）と呼ぶ。原子力で動く船舶は原子力船 と総称され、主に軍事用に使用される。動力は船舶に搭載された原子炉であるが、原子炉で蒸気タービン を動かし直接スクリュー を駆動して航行するものと、蒸気タービンから電気を作りそれによって航行するものの2タイプが存在する[ 21] 航空母艦 と潜水艦 に多用され、航空母艦は「原子力空母 」、潜水艦は「原子力潜水艦 」という。また、原子力巡洋艦 も少数存在する。原子力船を所持する国家は少数であり、原子力潜水艦を運用しているのは2000年代にはアメリカ、ロシア、フランス、イギリス、中国の5大国のみだった[ 21] インド が2009年に原潜アリハント を就航させ[ 22] シャルル・ド・ゴール が就役しているのみである[ 23] 原子力飛行機 は1950年代に軍事用として構想されたものの、実用化はなされなかった。
関西電力 高浜原子力発電所 核反応を利用した発電を「原子力発電」や「核発電」と呼ぶ。現在実用化されている原子力発電は核分裂反応によるもので、通常は原子炉で発生した熱エネルギーで蒸気をつくり、タービン発電機で発電する[ 24] ウラン やプルトニウム などが用いられる例が通常である。1951年に世界初の原子力発電所が稼働し、以後世界各国で次々と導入されたが、1980年代以降はアジアを除き新規稼働が鈍化した[ 25] [ 26] [ 27] フランス 、ロシア 、韓国 と続く[ 28] 設備利用率 は5％と極めて低くなっている[ 28]
日本では1963年の原子力発電の開始以来発電量に占める割合は増加を続け、2011年には総発電量の3分の1程度にまで達したが[ 29] 福島第一原子力発電所事故 によってすべての原子力発電所は停止され[ 30] [ 31] [ 32] [ 33]
原子力発電は二酸化炭素 を排出しないため、地球温暖化対策 には適した発電方法とされている[ 34] [ 35] 炉心融解 などの大規模な原子力事故 が発生した場合、周囲に大量の放射性物質 が拡散され、一帯が放射能汚染 されるなど危険性が非常に高く[ 36] スリーマイル島原子力発電所事故 や1986年にソ連で起きたチェルノブイリ原発事故 [ 37] 福島第一原子力発電所事故 のような巨大事故も発生しているため、環境に優しいというわけではない。またこうした事故が起きた際のコストは莫大なものとなる[ 36] 放射性廃棄物 の処理にも長期にわたる安全性が求められる[ 38] [ 37]
また、現在の核分裂に代わって、核融合による発電のための核融合炉 も研究が進められている。核融合発電は燃料の豊富さや、核暴走が起きないため高い安全性を持つなど利点が多く、実用化できた場合は有力な発電手段になり得ると考えられている[ 11] [ 39]
核反応を利用した電池を「原子力電池」と呼ぶ。通常は不安定な原子核である不安定核種 の、核壊変 と呼ばれる長期持続的で小規模な核反応による発熱から電力を得る。寿命が長い上に小型で軽いため、心臓ペースメーカー などの医療用にも用いられるが[ 40] 宇宙探査機 の電源用である[ 41]
1950年代から1960年代にかけては、核兵器の巨大な爆発力を発破 として利用する、いわゆる平和的核爆発 が注目されており、アメリカやソビエトではこれを目的とした実験が行われた。なかでも1965年にソビエトで行われたチャガン核実験 においては実際に核爆発によって貯水池が形成され、チャガン湖 が作られたほか、1976年にはペチョラ川 とカマ川 を結ぶ運河 計画でも使用された[ 42] サハラ砂漠 にあるカッターラ低地 に地中海 の水を引き込む計画や、第二パナマ運河計画などさまざまな計画に平和的核爆発の利用が検討された[ 43] [ 44]
ロシアのアルクティカ級原子力砕氷船 ヤマール号 1960年代には民間においても原子力推進船の利用が構想され、商用船としてアメリカで貨客船「サヴァンナ 」、西ドイツで鉱石運搬船「オットー・ハーン 」、そして日本で貨物船「むつ 」の3隻が建造されたものの、いずれも実験船としての要素が強く、商業的にはほぼ成功しないまま運行を停止した。2010年代に入っても民間用原子力船を運航しているのは、ロシアのみである[ 45] 北極海 の商業利用を推進する関係上強力な砕氷船 が必要であり、1959年に最初の原子力砕氷船 「レーニン 」が就航して以降、原子力砕氷船を北極海航路 に就航させ続けていて、2013年時点ではアトムフロート 社によって4隻の原子力砕氷船が運用されている[ 46]
原子炉搭載型人工衛星コスモス954号の原子炉 民生用原子力推進でもっとも有望視されているものは、各種の原子力ロケット に代表される宇宙空間での利用である。
不安定核種はすなわち放射性物質であり、打ち上げの途中で失敗すると上空から放射性物質をばら撒くことになるので人工衛星への搭載は民間では積極的には行われない[ 47] [ 48] 火星 に向けて航行する際には従来の6ヶ月に対し2ヶ月ほどで到達するため、地球近傍宙域を離れる際には有力な手段となると考えられている[ 9]
ソビエト連邦(ソ連)では、1970～80年代に本格的な宇宙用原子炉「ブーク」(Buk)や「トパース （英語版 ） コスモス・シリーズ では原子炉搭載型が多かった[ 49]
またロシア のロスコスモス は、2010年以降ロスアトム およびモスクワ のケルディシュ応用数学研究所 （英語版 ） [ 50] [ 51]
月面には太陽風 由来のヘリウム3 が大量に存在しており、中性子発生の少ない核融合を起こすことができるため、これを採掘して核融合に利用することが構想されている[ 52]
原子力を用いる施設、とりわけ原子炉 の運転や核燃料 を取り扱う施設を核施設 や原子力施設 という。
代表的な核施設 原子力物体や核施設での災害を防止し、安全を確保する施策を核防災 や核セキュリティ （nuclear safety）という。
核保安については、核施設での爆発事故や放射能 漏れの防止は元より、2001年のアメリカ同時多発テロ 以後には核兵器の盗難や放射性物質の発散装置によるテロ、原子力発電所への攻撃といった核テロリズム の防止策も討議されるようになっており、2010年以降、核セキュリティ・サミット が4回にわたって開催され、原子力関連施設の安全対策が議論された[ 53]
なお原子力発電所については、破壊された際に周辺地域に甚大な影響を与えることから、ジュネーヴ諸条約追加議定書 の第56条において、武力による攻撃が禁止されている[ 54] [ 55]
1999年 日本の東海村 のJCO 核燃料施設で、正規の作業手順を無視したことにより臨界事故 が発生し、大量の放射線を浴びた作業員2名が、急性の放射線障害 で死亡した。1999年の時点で、世界の発電所 で425基の原子炉が稼動し、年間で35,943万kW 年の電力 が発電された。 [要出典 この他にも原子力空母 と原子力潜水艦 で動力用原子炉が使用されている。 2003年2003年時点で、日本の発電所では52基の原子炉が稼動し、年間で3357万kW年の電力が発電された。 [要出典 原子爆弾の実戦での使用実績は2発であるが、核実験 の回数は全世界で2000回を超えている[要出典 。2003年の世界の原子爆弾保有数は約3万発である [要出典 。 2006年北朝鮮の核実験 (2006年) により、北朝鮮核問題 が本格化。 2011年 3月12日、日本の大熊 にある福島第一原子力発電所 （東京電力 が保有者）で、3月11日の東北地方太平洋沖地震 で発生した震動や大津波により、非常用電源などの設備が破損し、原子炉の冷却機能を喪失。1号機から3号機で燃料棒が露出する空焚き状態になり、メルトダウン が発生。更に、原子炉建屋内に充満した水素により1号機と3号機（3号機はプルサーマル ）の原子炉建屋が水素爆発を起こし、使用済み核燃料 プールの冷却が停止した4号機でも同様の原因で水素爆発が発生したほか、2号機の格納容器の一部でも爆発が発生（福島第一原子力発電所事故 ）。これら原子炉4基の爆発の結果、広範囲に高濃度の放射性物質が拡散し、国際原子力事象評価尺度 におけるレベル7（深刻な事故、チェルノブイリ事故と同値）に該当すると発表された。5月12日、1号機の水位が想定外に低いことから、東京電力がメルトダウン を認めた。 ^ なお、日本の政府機関や自治体、電力会社等から公表されているPDF文書等をインターネットで検索すると、検索結果画面において「原子力」の部分が「原子カ」（最後の文字は漢字の「力」―ちから―ではなく、カタカナの「カ」）と表示されることがある[ 5] 奥村晴彦 は自身のTwitterアカウントにおいて、文書にテキスト抽出禁止の保護設定がなされているため検索エンジンがOCR による読み取りをした際に誤変換したものとした上で、検索避け工作であると批判している[ 6] ^ 英語のパワー (power) は「力」と「電気」の両方の意味をもつので、nuclear power や atomic power は、内容に応じて「原子力」または「原子力発電」の意味をもつ[ 7] [ 8] 単位 測定 放射線の種類 物質との相互作用 放射線と健康
法律・資格
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