今回は平成23年度 電力科目 A問題4を解説します。ウラン235を3%含む原子燃料1kgに含まれるウラン235がすべて核分裂したとき（質量欠損0.09%）、発生するエネルギー[J]を求める問題です。
E=mc²シリーズの中で最短の問題。燃料換算がなく、エネルギーをJのまま答えるので、①濃縮度3%を掛ける②0.09%を掛ける③c²＝9×10¹⁶を掛ける——掛け算3回で終わりです。
出題のポイント
平成23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23年度 A問題4
ウラン235を3[%]含む原子燃料が1[kg]ある。この原子燃料に含まれるウラン235がすべて核分裂したとき、ウラン235の核分裂により発生するエネルギー[J]の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
ただし、ウラン235が核分裂したときには、0.09[%]の質量欠損が生じるものとする。
（1）2.43×10¹² （2）8.10×10¹³ （3）4.44×10¹⁴ （4）2.43×10¹⁵ （5）8.10×10¹⁶ J
ポイント解説：×0.03→×0.0009→×9×10¹⁶の掛け算3回
核分裂する質量と質量欠損：燃料1kgのうちウラン235は3%＝0.03kg。その0.09%が質量欠損になるので Δm＝1×0.03×0.0009＝2.7×10-5kg。令和5年度上期（原子力6）と同じく、濃縮度を先に掛けるのが第一関門——燃料1kg全体に0.0009を掛けると9×10-4kgとなり、桁違いの誤答へ向かう。
E=mc²：E＝Δmc²＝2.7×10-5×9×1016＝2.43×1012J。答えは(1)。今回はJ単位のまま答えるので、kJへの変換も燃料換算も不要。選択肢が1012〜1016と桁違いに並んでいるのは、濃縮度の掛け忘れ（8.10×1013）などの途中ミスを拾うため——指数の計算（10-5×1016＝1011、2.7×9＝24.3で2.43×1012）を丁寧に。
問題の解説
STEP1 核分裂する質量
1kg×0.03=0.03kg（濃縮度を先に掛ける）。
STEP2 質量欠損
Δm=0.03×0.0009=2.7×10⁻⁵kg。
STEP3 E=mc²
E=2.7×10⁻⁵×9×10¹⁶=2.43×10¹²J→(1)。
答え：(1)
💡 覚え方
E=mc²シリーズの完全整理：**掛ける順は「量×濃縮度×0.0009×9×10¹⁶」**。H23問4（3%・1kg→2.43×10¹²J）／R05上問4（3.5%・1kg→重油70kL）／H24問4（10g→重油19000L）／R01問4・R06上問4（1g→石炭3.2t）。問われる形がJ・kJ・燃料量と変わるだけで、芯は毎回同じ。
⚠️ よくある間違い
濃縮度3%の掛け忘れが最大の罠（8.10×10¹³＝1kg全部が核分裂した場合の値が誤答に用意されている）。0.09%=0.0009。J単位のまま答える（kJに直さない）。指数計算：10⁻⁵×10¹⁶=10¹¹、係数2.7×9=24.3。
まとめ
| 核分裂する質量 | 1kg×0.03=0.03kg |
| 質量欠損 | 0.03×0.0009=2.7×10⁻⁵kg |
| E=mc² | 2.7×10⁻⁵×9×10¹⁶ |
| 答え | 2.43×10¹²J→(1) |
| 注意 | 濃縮度を掛け忘れると8.10×10¹³の誤答へ |
▼あわせて解きたい関連問題
・濃縮度つきE=mc²の重油kL換算（原子力6・同じ構図）：【電力】令和5年度上期 A問題4
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