次世代原子力システム：MYRRHAの可能性

次世代原子力システム：MYRRHAの可能性

MYRRHAとは

– MYRRHAとはMYRRHA（ミーラ）は、ベルギーの研究機関SCK・CENが中心となって開発を進めている、次世代の原子力システムです。正式名称は「多目的加速器駆動核変換システム」といい、英語の頭文字を取ってADSとも呼ばれます。

従来の原子炉は、ウランなどの核分裂しやすい物質を核燃料として利用し、その核分裂反応によって生じる熱エネルギーを用いて発電します。一方、MYRRHAは、加速器という装置を用いて陽子を光速近くまで加速し、重金属の標的に衝突させることで中性子を発生させます。この中性子を用いて核分裂反応を持続させるのが、加速器駆動システムと呼ばれる所以です。

MYRRHAは、この加速器駆動システムを用いることで、従来の原子炉では利用が難しかったトリウムや劣化ウランなども燃料として使用することが可能となります。また、運転中に発生する高レベル放射性廃棄物の量を大幅に減らし、さらにその毒性を短期間化することも期待されています。

MYRRHAは、世界に先駆けて設計が進められている実験炉レベルのADSで、その出力は40MWにも達します。将来的には、この技術を応用した商用炉の建設も期待されており、エネルギー問題や環境問題の解決に貢献することが期待されています。

MYRRHAの仕組み

MYRRHAの中核を担うのは、「陽子ビーム窓なしの鉛・ビスマス核破砕ターゲット」と「2領域未臨界炉心」という、他に類を見ない革新的な技術です。従来の原子炉とは一線を画し、ウランの核分裂反応を持続的に制御する方式は採用されていません。その代わりに、加速器によって生成した高エネルギーの陽子ビームを鉛とビスマスの合金に照射することで、間接的に中性子を発生させるという画期的な方法を採用しています。

この鉛・ビスマス合金に衝突した陽子ビームは、核破砕反応と呼ばれる反応を起こし、その際に中性子が飛び出してきます。この中性子は、周囲の核分裂性物質と反応し、核分裂を誘発します。従来の原子炉では、核分裂の連鎖反応を維持するために、中性子の数を厳密に制御する必要がありました。しかし、MYRRHAでは、陽子ビームの強度を調整することで、中性子の発生量を制御できるため、より安全かつ効率的に核分裂反応をコントロールすることができます。これは、原子力発電の安全性を飛躍的に向上させる可能性を秘めた、革新的な技術と言えるでしょう。

MYRRHAの目的

MYRRHAは、単なる実験炉を超えた、未来の原子力利用に向けた様々な可能性を秘めた施設です。中でも特に期待されているのが、「長寿命核種変換」という革新的な技術です。
原子力発電所からは、運転に伴い、放射能レベルが高く、長期間にわたって厳重な管理が必要な高レベル放射性廃棄物が発生します。この廃棄物の処理は、原子力発電における重要な課題の一つとなっています。
MYRRHAはこの課題解決に大きく貢献することが期待されています。MYRRHAで開発が進められている長寿命核種変換技術は、高レベル放射性廃棄物に含まれる寿命の長い放射性物質を、加速器で作り出した陽子ビームを照射することによって、短寿命の放射性物質、もしくは安定な物質に変換する技術です。
この技術によって、高レベル放射性廃棄物の量を減らし、さらにその管理期間を大幅に短縮することが可能になります。これは、将来の原子力発電の持続可能性を大きく向上させる可能性を秘めています。
MYRRHAは、長寿命核種変換技術の研究開発のプラットフォームとしての役割を担い、その成果は、将来の原子力エネルギーの利用に革新をもたらすことが期待されています。

MYRRHAの応用

– MYRRHAの応用

MYRRHAは、高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核種の変換処理への利用が期待されていますが、その応用範囲は多岐に渡り、原子力分野の発展に大きく貢献する可能性を秘めています。

MYRRHAは、強力な中性子源としても活用できます。この特性を生かして、材料に中性子を照射し、その影響を調べる材料照射の研究に利用することができます。これにより、より過酷な環境に耐えうる、新規材料の開発が期待されます。

また、医療分野で利用される放射性同位元素（RI）の製造にもMYRRHAは活躍します。MYRRHAで生成される中性子を特定の原子核に照射することで、診断や治療に有効なRIを製造することができます。 MYRRHAは、特定のRIを必要に応じて製造できるオンデマンド型の製造システムとしての役割も期待されています。

さらに、高速炉や軽水炉の燃料の安全性や信頼性を向上させるための研究にもMYRRHAは利用できます。燃料に中性子を照射することで、燃料の劣化や挙動を詳細に分析することができます。 これらの研究は、次世代の原子炉の開発や、既存の原子炉の安全性向上に大きく貢献すると期待されています。

このように、MYRRHAは多岐にわたる分野への応用が期待されており、原子力分野の未来を担う重要な施設として位置付けられています。

MYRRHAの未来

ベルギーで開発が進められているMYRRHAは、革新的な原子力研究施設です。2008年までの建設を目指していましたが、現在も開発が続けられています。世界的に原子力への関心が高まる中、MYRRHAの完成に期待が寄せられています。

MYRRHAは、従来の原子力発電とは異なる方法でエネルギーを生み出す、加速器駆動システムを採用しています。このシステムは、核分裂の連鎖反応を抑えながらエネルギーを生み出すため、より安全性の高い原子力利用を可能にします。また、MYRRHAは、高レベル放射性廃棄物の処理や、医療用アイソトープの製造など、原子力の平和利用にも貢献することが期待されています。

MYRRHAの研究開発は、世界中の研究機関と連携しながら進められています。日本もその一翼を担っており、材料開発や安全評価などの分野で貢献しています。MYRRHAが実現すれば、より安全でクリーンなエネルギー源として、世界に貢献することが期待されています。今後の研究開発の進展に、世界中の注目が集まっています。