安全で安価な原子炉

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February 7, 2021

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カテゴリ：科学と技術

トリウム溶融塩炉ってご存じですか？

正直いってこのような原子炉が存在しうること、それも何十年も前から多く核技術者が知っていることに驚いた。

この２カ月ほど、いろいろ調べた結果を要約して『未来からのメッセージ』に『安全な原子炉』のコーナーを設け、関連するCO2による地球温暖化問題の記述もこちらに移動しました。

このため『未来からのメッセージ：2021年版』として改定しました。

以下は関連資料からの抜粋です。

(1) 溶融塩原子炉の基本構造

①溶融塩炉とは、一次冷却材として溶融塩（フッ素とリチウムなどの金属が結合した溶融状態の塩）を使用する原子炉のこと。

②フッ化物の核燃料を一次冷却材に混合させ、液体燃料として使用。

③一時冷却材として沸騰する水を使用しないので、格納容器は常圧容器とし、原子炉内の大部分が黒鉛からなる減速材で構成される単純な構造となっている。

④この黒鉛の減速材で減速された熱中性子がウラン燃料に衝突と核分裂を起こし、核エネルギーを放出する。

⑤ウラン燃料は高速の中性子には反応しにくいので、減速材を設置した原子炉内でしか核分裂の連鎖反応（臨界状態）は起こらず、原子炉下のドレインタンクに核燃料を排出すると、原子炉は停止する。

(2) トリウム溶融塩炉が安全な理由

①長期継続運転が可能で原子炉構造が単純なため、運転操作が容易で、操作の失敗による原子炉の暴走が起こりにくい。

②液体原子炉なので、炉内の温度が上昇すると溶融塩が膨張し、核分裂反応は逆に遅くなるため、原子炉の暴走が起こりにくい。

③冷却材に水を使用しないので原子炉内は基本的に常圧であり、原子炉からの溶融塩の漏洩や設備の破壊といった高圧に伴う事故の危険性がない。

④溶融塩は化学的に安定かつ不燃性なので、火災の危険性がない。

⑤溶融塩は、沸点が約1500℃と通常運転温度の約700℃に比べて十分高く、仮に温度の異常な上昇があっても、燃料の性質に大きな変化が発生せず、炉心溶融のような重大事故が起こりえない。

⑥仮に異常が発生しても、燃料塩をドレインタンクへ排出することで、原子炉を容易に停止し無害化できる。

⑦ドレインタンクへ排出した燃料塩は、減速材が適切な割合で存在しない環境では再臨界することはなく、燃料塩温度が融点より低下すれば、ガラス固化状態となり安定する。

(3) 使用済み燃料・核拡散問題の解決が可能な理由

①使用済み核燃料が劇的に少ない

・長期間持続的に稼働し核燃料を燃やし尽くすので、軽水炉原発のように、定期的な燃料交換の度に、使用済み核燃料）他藩が燃え残ったU238や精製したプルトニウム等）大量に発生させるようなことがない。

②高レベル核廃棄物の排出量が劇的に少ない

・核燃料にU238をしようしないため、プルトニウムを生成しない。

・その他の超ウラン元素も生成量が極めて少ない。

③既存原発で生成したプルトニウムを燃やせる

・U233の代わりの燃料としてプルトニウムを燃やせ、消滅できる。

・原理的には、その他の超ウラン元素も少しづつ消滅させることができる。

・軽水炉でのMOX燃料使用よりきわめて効率的にプルトニウム消滅が可能。

(4) 圧倒的に安い発電コスト

①核燃料に希少資源ウランに比べ極めて低コストのトリウムを使用でき、燃料費が安い。

②軽水炉のように核燃料をペレット、燃料棒及び燃料集合体に加工するコストがかからない。

③必要な核燃料のみを使用するため、軽水炉のウラン238のように核燃料を無駄に浪費しない。

④基本的に使用済燃料の再処理を必要としないので、再処理コストがほとんどかからない。

⑤高レベル核廃棄物等の排出量が少ないので、廃棄物処理／最終処分のためのコストが低い。

⑥プルトニウムを扱わないので多くの国に輸出でき、構造が単純で小型炉に向いているため、モジュール化による大量生産が可能で、原子炉建設コストの低価格化が実現できる。

⑦数十年の長期連続運転による高い稼働率を実現できる。

⑧運転操作が比較的単純なため、運転要員が少なく、運転コストを低く抑えられる。

●ウランを燃料に使う原子炉で安全なものもあるという。東芝が開発している４Ｓ炉（4S炉（Super Safe,Small and Simple）である。

●これはウランを燃焼しつくして核廃棄物を出さないという。

YouTubeにあった動画

●原発安全革命：トリウム､液体燃料､小型化　（古川和男）

　https://www.youtube.com/watch?v=6nHhI4nvfpg

●新型原子炉「4S炉」と「トリウム溶融塩炉」[H25.11.25]

　https://www.youtube.com/watch?v=FXlziUqZ_Ag

その他の関連サイト

●原子力発電所は危険なのか？【日本科学情報】【科学技術】

　https://www.youtube.com/watch?v=mYnKfp6fsMM

●Takashi Kamei @ TEAC3 - トリウム溶融塩炉による日本のリバイバル戦略

　https://www.youtube.com/watch?v=3TQNuaZ23j0

●トリウム熔融塩炉は未来の原発か？

　https://wired.jp/2012/05/03/thorium/

読んだ本

原発安全革命【電子書籍】[ 古川和男 ]

【中古】平和のエネルギー　トリウム原子力ガンダムは“トリウム”の夢を見るか？／亀井敬史【著】【中古】afb

[書籍のゆうメール同梱は2冊まで]/平和のエネルギー-トリウム原子力 2[本/雑誌] (単行本・ムック) / 亀井敬史/著

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最終更新日 February 7, 2021 10:51:55 PM
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