今回は平成19年度 電力科目 A問題4を解説します。軽水炉の燃料・軽水の役割・BWRとPWRの区別、そして原子炉固有の安定性をもたらす現象を埋める空欄補充問題です。
前半は令和4年度下期（原子力7）と同じですが、(オ)が違います。本問は「冷却材沸騰の影響で」中性子が減る——これはボイド効果。「燃料の温度上昇でU238の吸収が増える」ならドップラー効果。本文が説明しているメカニズムで選び分けます。
出題のポイント
平成19年度 電力科目 A問題4：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 電力科目 【原子力】 平成19年度 A問題4
軽水炉は、(ア)を原子燃料とし、冷却材と(イ)に軽水を用いた原子炉であり、わが国の商用原子力発電所に広く用いられている。この軽水炉には、蒸気を原子炉の中で直接発生する(ウ)原子炉と蒸気発生器を介して蒸気を作る(エ)原子炉とがある。
沸騰水型原子炉では、何らかの原因により原子炉の核分裂反応による熱出力が増加して、炉内温度が上昇した場合でも、それに伴う冷却材沸騰の影響でウラン235に吸収される熱中性子が自然に減り、原子炉の暴走が抑制される。これは、(オ)と呼ばれ、原子炉固有の安定性をもたらす現象の一つとして知られている。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
(ア) (イ) (ウ) (エ) (オ) (1) 低濃縮ウラン 減速材 沸騰水型 加圧水型 ボイド効果 (2) 高濃縮ウラン 減速材 沸騰水型 加圧水型 ノイマン効果 (3) プルトニウム 加速材 加圧水型 沸騰水型 キュリー効果 (4) 低濃縮ウラン 減速材 加圧水型 沸騰水型 キュリー効果 (5) 高濃縮ウラン 加速材 沸騰水型 加圧水型 ボイド効果
ポイント解説：「冷却材沸騰で」中性子が減る＝ボイド効果
(ア)〜(エ)：軽水炉の燃料は低濃縮ウラン（3〜5%）、軽水は冷却材と減速材を兼ねる（「加速材」は存在しない語）。蒸気を原子炉の中で直接発生させるのが沸騰水型（BWR）、蒸気発生器を介して作るのが加圧水型（PWR）——ここまでは令和4年度下期A問題4（原子力7）とまったく同じ。
(オ)：本文のメカニズムを読む。「冷却材沸騰の影響でウラン235に吸収される熱中性子が自然に減り、暴走が抑制される」——沸騰でボイド（気泡）が増えると減速材の密度が下がり、高速中性子が熱中性子まで減速されにくくなって核分裂が減る。これがボイド効果である。令和4年度下期版では「燃料の温度上昇にともなってウラン238による中性子の吸収が増加する」＝ドップラー効果だった——同じ「固有の安全性」でも、沸騰（気泡）ならボイド効果、燃料温度（U238の吸収）ならドップラー効果と、本文の説明で選び分ける。なおノイマン効果・キュリー効果は原子炉とは無関係のダミー。よって答えは(1)。
問題の解説
STEP1 (ア)〜(エ)
低濃縮ウラン＋軽水（冷却材・減速材）。直接発生＝BWR／蒸気発生器＝PWR。
STEP2 (オ)のメカニズムを読む
「冷却材沸騰の影響で」熱中性子が減る＝ボイド効果（気泡→減速材減→核分裂減）。
STEP3 ドップラー効果との区別
燃料温度↑→U238の吸収↑ならドップラー効果（R04下問4）。本問は沸騰の話→(1)。
答え：(1)
💡 覚え方
固有の安全性の2大効果の見分け：**ボイド効果＝「冷却材の沸騰・気泡」**（ボイド↑→減速材密度↓→熱中性子↓→出力↓）／**ドップラー効果＝「燃料の温度上昇・U238の共鳴吸収」**（燃料温度↑→U238の吸収↑→出力↓）。どちらも負のフィードバックで暴走を抑制。H19問4（ボイド）→R04下問4（ドップラー）と、同じ枠の問題で(オ)のメカニズム記述だけ差し替えて出題されている——**本文の因果を読んでから選ぶ**こと。
⚠️ よくある間違い
「固有の安全性＝ドップラー効果」と暗記していると本問で誤る——本文は沸騰の話なのでボイド効果。ノイマン効果・キュリー効果はダミー（原子炉用語ではない）。(ア)(イ)は原子力7と同じ（低濃縮・減速材）。
まとめ
| (ア)(イ) | 低濃縮ウラン＋軽水（冷却材・減速材） |
| (ウ)(エ) | 直接発生＝沸騰水型／蒸気発生器＝加圧水型 |
| (オ)の読み方 | 「冷却材沸騰の影響で」＝ボイド効果 |
| 対比 | 燃料温度↑・U238吸収↑ならドップラー効果（R04下問4） |
| 答え | (1) |
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