核燃料

エネルギー資源の乏しい我が国において、高い発電効率と安定供給を両立できる原子力発電は、将来にわたって重要な役割を担うと考えられています。しかし、その一方で、原子力発電は放射性廃棄物の処理という課題を抱えています。放射性廃棄物は、その有害性のために厳重な管理と長期にわたる保管が必要とされ、そのことが原子力発電に対する社会的な懸念の一つとなっています。 こうした課題を克服し、原子力発電をより安全で持続可能なエネルギー源とするために、世界中で様々な研究開発が進められています。中でも注目されている技術の一つが、加速器駆動核変換システム(ADS)です。 ADSは、加速器を用いて生成した陽子を、重金属ターゲットに衝突させることで中性子を発生させ、その中性子を使って原子炉から排出される高レベル放射性廃棄物に含まれるマイナーアクチノイドと呼ばれる長寿命の放射性物質を、短寿命の核種あるいは安定核種に変換する技術です。この技術によって、放射性廃棄物の量を大幅に減らし、保管期間を短縮することが期待されています。 アメリカで進められてきたTRADE計画は、このADSの実現に向けた重要な研究計画の一つです。TRADE計画では、大強度の陽子加速器と鉛ビスマス冷却炉を組み合わせたADSの実験炉を建設し、マイナーアクチノイドの核変換を実証することを目指していました。 TRADE計画は2000年代初頭に開始され、概念設計や要素技術の開発が進められましたが、資金的な問題などから2011年に計画は中止となりました。しかし、TRADE計画で得られた研究成果は、その後のADS研究開発に大きく貢献しています。現在、世界各国でADSの研究開発が進められており、日本でも、高エネルギー加速器研究機構(KEK)などで、ADSの実現に向けた研究が行われています。