第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和8年度（2026年）上期
問26 (電力 問4)

文章：「原子核は、正の電荷をもつ（ ア ）と電荷をもたない中性子とが結合したものである。」

原子核を構成しているのは、プラス（正）の電気を帯びた「陽子」と、電気を帯びていない「中性子」です。 （「電子」はマイナスの電気を帯びており、原子核の周りを回っています）

したがって、（ ア ）＝ 陽子 となります。

「原子核の質量は、（ ア ）と中性子の個々の質量の合計より（ イ ）。この差を（ ウ ）といい、」

バラバラの陽子と中性子が強固に結合して1つの原子核になるとき、なんと質量の一部が消えて軽くなります！ つまり、できあがった原子核の質量は、元のバラバラの個々の合計より「小さい」状態になります。

このように質量が減ってしまう現象のことを「質量欠損（しつりょうけっそん）」と呼びます。

したがって、（ イ ）＝ 小さい、（ ウ ）＝ 質量欠損 となります。

「この質量の差を m [kg]、真空中の光の速度を c [m/s] とすると、放出されるエネルギー E [J] は（ エ ）に等しい。」

アインシュタインの有名な「質量とエネルギーの等価性」の公式です。 消えた質量 m は、次の式に従って膨大なエネルギー E に変換されます。

E=m×c2 （いわゆる E=mc2）

したがって、（ エ ）＝ mc² となります。

「原子力発電は、ウラン等原子燃料の（ オ ）の前後における原子核の結合エネルギーの差を利用したものである。」

一般的な原子力発電所（ウラン燃料）では、重い原子核（ウラン235）に中性子を当てて2つに分裂させる「核分裂（かくぶんれつ）」反応を利用しています。 （「核融合」は太陽の内部や、将来の夢のエネルギーである核融合発電などで用いられる、軽い原子核どうしをくっつける反応です）

したがって、（ オ ）＝ 核分裂 となります。

それぞれの穴埋めを整理すると、次のようになります。

・（ ア ）：陽子（正の電荷をもつ粒子）

 ・（ イ ）：小さい（結合すると軽くなる）

 ・（ ウ ）：質量欠損（軽くなった質量の差のこと）

 ・（ エ ）：mc2（アインシュタインの公式 E = mc2）

 ・（ オ ）：核分裂（ウランなどを分裂させてエネルギーを出す）

すべての組み合わせが一致するのは 「ア：陽子　　イ：小さい　　ウ：質量欠損　　エ：mc²　　オ：核分裂」 になります！

正しい選択肢です。

原子核は、正の電荷をもつ陽子と、電荷をもたない中性子で構成されています。

原子核の質量は、陽子と中性子の質量の合計より小さく、その差を質量欠損といいます。

質量欠損に相当するエネルギーは、アインシュタインの式E＝mc²で求められます。

原子力発電では、ウランなどの核分裂によって放出されるエネルギーを利用しています。