今回は令和2年度 電力科目 A問題4を解説します。原子燃料について、核分裂を起こして連鎖反応を持続できる物質・中性子を吸収してその物質になる物質・天然ウラン中のウラン235の割合・原子炉の核燃料の名称を埋める空欄補充問題です。
原子力5（令和5年度下期）で正誤形式だった知識が、そのまま空欄形式で問われています。核分裂できる＝核分裂性物質（U235・Pu239）、化ける前の親＝親物質（U238）、天然ウランのU235は0.7%、軽水炉用は3〜5%の低濃縮ウラン——用語4点セットです。
出題のポイント
令和2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】 令和2年度 A問題4
次の文章は、原子燃料に関する記述である。核分裂は様々な原子核で起こるが、ウラン235などのように核分裂を起こし、連鎖反応を持続できる物質を(ア)といい、ウラン238のように中性子を吸収して(ア)になる物質を(イ)という。天然ウラン中に含まれるウラン235は約(ウ)%で、残りは核分裂を起こしにくいウラン238である。ここで、ウラン235の濃度が天然ウランの濃度を超えるものは、濃縮ウランと呼ばれており、濃縮度3%から5%程度の(エ)は原子炉の核燃料として使用される。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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) (1) 核分裂性物質 親物質 1.5 低濃縮ウラン (2) 核分裂性物質 親物質 0.7 低濃縮ウラン (3) 核分裂生成物 親物質 0.7 高濃縮ウラン (4) 核分裂生成物 中間物質 0.7 低濃縮ウラン (5) 放射性物質 中間物質 1.5 高濃縮ウラン
ポイント解説：核分裂性物質と親物質、0.7%と低濃縮の4点セット
(ア)(イ)：ウラン235のように核分裂を起こして連鎖反応を持続できる物質が核分裂性物質（U235・Pu239など）。ウラン238のように中性子を吸収して核分裂性物質に変わる物質が親物質（U238→Pu239、Th232→U233）。「核分裂生成物」は核分裂のあとに残る破片（セシウム・ヨウ素など）のことで、まったく別の用語——(3)(4)はここで切れる。
(ウ)(エ)：天然ウラン中のウラン235は約0.7%しかなく、残りはほとんど核分裂を起こしにくいウラン238。ウラン235の濃度を高めたものが濃縮ウランで、濃縮度3〜5%程度の低濃縮ウランが軽水炉の核燃料に使われる。よって(ア)核分裂性物質・(イ)親物質・(ウ)0.7・(エ)低濃縮ウランで答えは(2)。
問題の解説
STEP1 (ア)(イ)
連鎖反応を持続できる＝核分裂性物質。吸収して化ける＝親物質（核分裂生成物は分裂後の破片で別物）。
STEP2 (ウ)
天然ウランのU235は約0.7%。
STEP3 (エ)
濃縮度3〜5%＝低濃縮ウラン→(2)。
答え：(2)
💡 覚え方
用語の3兄弟を区別：**核分裂性物質**（U235・Pu239＝分裂して連鎖反応を持続）／**親物質**（U238・Th232＝中性子を吸収して核分裂性物質に変わる）／**核分裂生成物**（分裂後の破片。Cs・Iなど放射性）。数値2点：天然ウランのU235=**0.7%**／軽水炉用=**低濃縮ウラン3〜5%**。R05下問4（原子力5）と同じ知識の空欄版。
⚠️ よくある間違い
「核分裂生成物」を(ア)に入れない——生成物は分裂の産物であって燃料ではない。「中間物質」は存在しない用語。0.7%と1.5%——正しくは0.7%。3〜5%は低濃縮（高濃縮は20%以上）。
まとめ
| (ア) | 連鎖反応を持続できる＝核分裂性物質 |
| (イ) | 中性子を吸収して(ア)になる＝親物質 |
| (ウ) | 天然ウランのU235は約0.7% |
| (エ) | 濃縮度3〜5%＝低濃縮ウラン |
| 答え | (2) |
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