ＲＢＭＫ炉：旧ソ連の独自技術

ＲＢＭＫ炉：旧ソ連の独自技術

ＲＢＭＫ炉とは

– ＲＢＭＫ炉とは

ＲＢＭＫ炉とは、「Reaktory Bolshoi Moshchnosti Kanalynye」のロシア語の頭文字をとった略称で、日本語では「黒鉛減速沸騰軽水圧力管型原子炉」という長い名前で呼ばれています。これは、旧ソ連が独自に開発した原子炉の形式で、西側諸国では英語の頭文字をとってLWGR（Light Water-cooled Graphite-moderated Reactor軽水冷却黒鉛減速炉）とも呼ばれています。

この原子炉の特徴は、燃料に濃縮度の低いウラン酸化物を使い、減速材に黒鉛、冷却材に軽水を用いている点です。原子炉の心臓部である炉心には、多数の圧力管が縦に設置されています。それぞれの圧力管の中に燃料集合体が挿入され、その中を冷却水が下から上に流れながら沸騰し、燃料から熱を奪い出す構造になっています。

ＲＢＭＫ炉は、当時のソ連が掲げていた「核兵器と発電の両立」という目標のもと、プルトニウム生産も可能な原子炉として開発されました。ウラン資源が豊富で、技術力の面でも制約の多かったソ連にとって、ＲＢＭＫ炉は当時の技術で実現可能な、数少ない選択肢だったと言えるでしょう。

しかし、ＲＢＭＫ炉は、その設計上の特性から、安全性の面でいくつかの欠陥を指摘されていました。実際に、１９８６年に旧ソ連（現ウクライナ）のチェルノブイリ原子力発電所で起きた大事故は、ＲＢＭＫ炉の持つ構造的な問題点が露呈した結果と言われています。

ＲＢＭＫ炉のメリット

ＲＢＭＫ炉は、他の原子炉形式と比べていくつかの利点を持っていました。まず、炉の構造が比較的単純であったため、建設が容易であり、コストを抑えることができました。複雑な構造を持たないことは、建設に必要な資材や人員を減らすことができ、結果として建設期間の短縮と費用削減につながりました。
また、運転中に燃料の交換が可能である点も大きなメリットでした。これは、原子炉を停止せずに燃料を交換できることを意味し、発電効率の向上に繋がりました。一般的な原子炉では、燃料交換のために原子炉を停止する必要があり、その間は電力を発電することができません。しかし、ＲＢＭＫ炉は運転中に燃料交換を行うことができるため、発電を継続しながら燃料を交換することができ、効率的な電力供給を実現することができました。
さらに、圧力管を炉心に多数配置することで大型化が容易であるという点も挙げられます。これは、より多くの電力を必要とする国や地域においては大きな魅力でした。大型化することで、一度に多くの蒸気を発生させ、より多くの電力を発電することが可能になります。ＲＢＭＫ炉は、このような特徴から、特に電力需要の増加が見込まれる地域において、その利点を活かしていました。

チェルノブイル事故とＲＢＭＫ炉

1986年、旧ソ連のチェルノブイル原子力発電所４号機で発生した大事故は、世界に大きな衝撃を与え、原子力発電の安全性を根底から問い直す契機となりました。この事故を起こした原子炉は、ＲＢＭＫ炉と呼ばれる旧ソ連独自の設計思想に基づいたものでした。チェルノブイル事故は、このＲＢＭＫ炉が抱えていた設計上の問題点が、複雑に絡み合って発生したものでした。

ＲＢＭＫ炉は、黒鉛を減速材として使用し、沸騰水型軽水炉と呼ばれるタイプの原子炉でした。このタイプの原子炉は、構造が複雑で、運転操作も難解であるとされていました。さらに、ＲＢＭＫ炉は、「正のボイド係数」と呼ばれる特性を持っていました。これは、原子炉の冷却水の温度が上昇し、水蒸気が発生すると、逆に核分裂反応が促進されてしまうという危険な性質です。チェルノブイル事故では、この正のボイド係数が、事故の進展を急速に加速させました。

チェルノブイル事故後、ＲＢＭＫ炉の安全性に対する懸念から、国際社会から厳しい批判が集中しました。その結果、ＲＢＭＫ炉は、設計の改善や運転手順の見直しなど、様々な安全対策が講じられることになりました。

ＲＢＭＫ炉の改良

チェルノブイリ原発事故は、旧ソビエト連邦で開発された黒鉛減速沸騰軽水型炉、通称ＲＢＭＫ炉の設計上の欠陥が事故の要因の一つとされ、世界に大きな衝撃を与えました。この事故を教訓に、ＲＢＭＫ炉の安全性向上に向けた様々な対策が講じられました。

まず、ＲＢＭＫ炉が抱えていた大きな問題の一つに、出力上昇時に反応が加速する「正のボイド係数」と呼ばれる特性がありました。これは、炉心内の冷却水の状態によって出力が不安定になりやすいことを意味します。そこで、燃料の濃縮度を高め、核分裂の効率を向上させるとともに、制御棒の数を増やし、原子炉内の核反応をより細かく制御できるようにすることで、この問題の改善を図りました。

加えて、炉心冷却水の循環システムも見直され、冷却能力が強化されました。これは、万が一、炉心で異常な温度上昇が発生した場合でも、大量の冷却水を炉心に送り込むことで、炉心溶融などの深刻な事故を防ぐことを目的としています。

さらに、事故発生時の対応手順の見直しや、運転員の訓練強化など、人的要因による事故防止対策も徹底されました。これは、どんなに優れたシステムや設備を備えていても、それを扱う人間のミスが事故に繋がる可能性を否定できないという教訓に基づいています。これらの改良により、ＲＢＭＫ炉の安全性は大幅に向上したと言われています。

ＲＢＭＫ炉の今後

旧ソ連時代に開発された黒鉛減速沸騰軽水圧力管型原子炉、通称ＲＢＭＫ炉は、現在もロシアなどの一部の国で稼働を続けています。チェルノブイリ原発事故を起こした炉型としても知られるＲＢＭＫ炉ですが、事故後、安全性向上のための様々な改良が加えられてきました。具体的には、制御棒の設計変更や緊急炉心冷却システムの強化などが行われ、事故の再発防止に努めてきました。
しかしながら、ＲＢＭＫ炉は設計が古く、老朽化が進んでいるという問題を抱えています。さらに、より安全性が高いとされる加圧水型原子炉などの開発も進んでいます。これらの要因から、ＲＢＭＫ炉は将来的には段階的に廃止されていくと考えられます。
チェルノブイリ原発事故は、原子力発電の安全性を改めて世界に問う出来事となりました。この事故の教訓は、原子力技術を利用するにあたっては、常に安全性を最優先に考え、徹底した対策を講じることの重要性を私たちに教えています。ＲＢＭＫ炉の今後については、安全性を第一に、慎重な判断が求められます。