2/18　小型原子炉 | 愛知県 名古屋市で鉄・スクラップ・金属くずの回収・買取・リサイクルならヤマウチ金属 金属相場価格も更新中

LME銅建値計算値　121万　NY銅建値計算値　120万

LME銅セツル  10010ドル(+35ドル)
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LMEカーブ　  9929ドル(-63.5ドル）
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LMEアルミ　  3294ドル(+12ドル)
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LMEニッケル  24150ドル(+245ドル)
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LME亜鉛　　  3621ドル(-13ドル)
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LME鉛　　      2351.5ドル(+11.5ドル)
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TTS　 　　      116.48円(22銭円高）

原油　　　　　91.76ドル（bbld）-1.90

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この前のクリーーーーーンな発電の話題から

＜「メルトダウンを起こさない」安全な小型原子炉「高温ガス炉」が脚光を浴びている。イギリスでその開発最前線を取材した＞

［ロンドン発］世界中が今世紀半ばの二酸化炭素（CO2）排出量「実質ゼロ」を目指す中、福島原発事故のようなメルトダウン（炉心溶融）を起こさない安全な小型原子炉「高温ガス炉」に熱い視線が注がれている。米欧、カナダ、中国、韓国、インドネシア、カザフスタンで計画が進む中、技術的に世界をリードする日本は福島のトラウマを克服できるかが問われている。

10日、ロンドンから車で北に約2時間半の英イングランド中部レスターシャーにある原子力エンジニアリング・サービス会社キャベンディッシュ・ニュークリアの工場を訪れた。同社と英ウラン濃縮企業ユレンコのスピンオフ企業であるUバッテリーが英ビジネス・エネルギー・産業戦略省のプログラムの一環として共同開発する高温ガス炉の実物大モックアップを見学するためだ。両社は2028年にイギリスかカナダで実証炉の運転開始を目指している。

 

安全な三重被覆（トリソ）燃料

高温ガス炉は「次世代」と呼ばれるものの、決して新しい技術ではない。1960～80年代に英米独で開発が進められたが、「小型より大型の方が、原子炉の熱効率が格段に良い」（キャベンディッシュ・ニュークリア社のリー・ウィットワース氏）ため、加圧水型炉（PWR）のような大型原発が普及した。しかし福島事故で熱効率より安全性が重視されるようになり、リスクを最小限に抑えられる小型の高温ガス炉に再び注目が集まっている。

高温ガス炉には、中心部の核燃料を低密度の熱分解炭素、次に炭素ケイ素、そして高密度の熱分解炭素で覆った「三重被覆（トリソ）燃料」（直径0.92ミリメートル）を黒鉛母材と一緒に焼き固めた円筒形の燃料コンパクト（直径26ミリメートル、高さ39ミリメートル）を使用する。核燃料の一つひとつが「制御棒」に包まれたような構造のトリソ燃料に高い安全性の秘密がある。

摂氏1600度になっても大丈夫

福島事故では全電源喪失で原子炉に冷却水を注入できなくなり、空焚きによるメルトダウンが起きた。冷却材にヘリウムガスを使う高温ガス炉では「配管が破損してヘリウムガスがなくなると核燃料のウランの温度は摂氏1100度まで上昇するが、最大1600度まで耐えられるので全く問題ない」（Uバッテリーのゼネラルマネジャー、スティーブ・スレルフォール氏）という。

高温ガス炉の実験はイギリスやアメリカ、ドイツでは1990年までに打ち切られ、今では実際に研究炉や実証炉を持つ日本と中国が世界の先頭を走る。日本原子力研究開発機構は今年1月、国際共同研究プロジェクトとして高温ガス炉のHTTR（熱出力600メガワット、茨城県大洗町）で炉心冷却喪失試験を行った結果、自然に出力が低下し、高い「固有の安全性」を確認した。原子炉に発生した危険が外からの操作なしに、それ自体の構造により抑制された。

英政府の助言機関、原子力イノベーション研究事務局が各種の先進モジュール式原子炉（AMR）を評価した報告書では、ナトリウム冷却高速炉や超臨界圧軽水冷却炉、ガス冷却高速炉、鉛冷却高速炉、溶融塩原子炉といった他の方式に比べ、高温ガス炉は安全性やセキュリティー面の評価が最も高く、総合評価も断トツの1位だった。「さらなる開発と実証で2050年実質排出ゼロに素晴らしい貢献ができるだろう」と太鼓判を押してもらった。

高温ガス炉モックアップの上部（筆者撮影）

この日公開された高温ガス炉は高さ16メートル、重量120トン、設置部分の面積400平方メートルで、大部分は地中に埋設される。PWR（同1.74平方キロメートル）で9～12年、英ロールス・ロイス製の小型原子炉（同4万平方メートル）で4年、建設に要するが、モジュール数が10に満たない高温ガス炉は2年未満。「石炭火力は摂氏350度だが、高温ガス炉は750度の熱を出す。水素製造だけでなく、脱炭素化を目指す製鉄、セラミックス、セメント、グラス、製紙、化学にも活用できる」（ウィットワース氏）。

送電網がない僻地でも電力できる

現場によって熱出力150メガワットの高温ガス炉を1基設置するよりも50メガワットの炉を3基設置した方が良いケースもある。このため熱出力250メガワットまでの範囲で、十分な余裕を持って固有の安全性を維持できる最大のサイズはどれぐらいか、どのサイズが市場のニーズに最も適しているか、サイズや製造する炉の数によって経済性がどのように変化するかを研究中だ。熱出力10メガワットなら、このうち4メガワットの電力を供給できる。

エネルギー集約型産業や離島など送電網のない僻地で、高温ガス炉は低コストで、地域に密着した信頼性の高い低炭素の電力・熱源を提供できる。余った熱は温室や病院の暖房のほか、自動車やバス、産業用、家庭用の水素製造に利用できる。鉱山が多い寒冷地のカナダには約600基の潜在的な市場があると両社は算盤を弾く。

イギリスでは1メガワット時当たりの発電コストは60ポンド（約9400円）だが、送電コストは120ポンド（約1万8800円）。高温ガス炉では送電コストを節約できる。高温ガス炉の燃料コストは全体の5～10%のため、燃料価格の変動の影響を受けにくく、長期にわたって運転コストを見積もりやすいという利点がある。

Uバッテリーのスレルフォール氏は「先進的な製造方法の単純さ、最短の建設期間、低リスク、生産ラインでの組み立て技術を用いたモジュール式アプローチを利用して経済的な低炭素電力によってイギリスのネットゼロ達成を支援する次世代のAMR技術を製造することだ」と意気込む。

「原子炉はこれまで送電網のための電力を生産する巨大な装置だった。世界中の遠隔地や鉱山、送電網に接続されていない人々のために、もっと小規模な市場向けに電力を生産することを提案したい。脱炭素社会の実現に向け、世界は原子力を必要としており、その規模が小さくても目指すべき市場がある。費用対効果の高い原子炉をつくりたい」

 

1基当たりの建設費は5千万ポンド（約78億7千万円）、20基が両社の損益分岐点になる。高温ガス炉の運転は完全に自動化され、寿命は30年、調整すればさらに2倍に延長できる。核燃料は約5年ごとに交換する必要がある。ウィットワース氏は「原子力産業にとって今は本当にエキサイティングな時期だ。新しい原子炉がイギリスで設計・建設・運転されるという一世代に一度のチャンスだ」と目を輝かせた。

岸田首相の選択は

英ビジネス・エネルギー・産業戦略省は次世代の原子力に投資するために最大3億8500万ポンド（約606億円）の先進的原子力基金を発表した。この中から小型モジュール式原子炉（SMR）に最大2億1500万ポンド（約338億円）、30年代初頭までにAMRを稼働させる研究開発プログラムに最大1億7千万ポンド（約268億円）を投資する。Uバッテリーは20年に設計・開発資金として1千万ポンド（約15億7千万円）を獲得している。

岸田文雄首相は今年1月の参院本会議で「あらゆる選択肢を活用する考えのもと、日米間の協力も含め、小型炉や高速炉をはじめとする革新原子力の開発などの取り組みを着実に進める」と述べた。日本原子力研究開発機構は英原子力規制局と高温ガス炉の安全性の情報を交換し、Uバッテリーの高温ガス炉の早期商用化に向け協力している。すでに東京電力や原子力規制当局の関係者らがモックアップの見学に訪れている。

ウィットワース氏は「技術的、科学的には安全であることが証明されていても、原子力にはチェルノブイリや福島が残したマイナスの遺産がある。一般市民の理解を得るにはどんな疑問にも丁寧に答えることが不可欠だ」と強調する。岸田首相は福島のトラウマを克服して日本の技術を世界に売り込むためには、言葉を尽くして高温ガス炉の安全性をまず自国民に理解してもらわなければなるまい。

では行ってきます。

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