加速器駆動システム

原子力施設

未来の原子力:未臨界炉の仕組みと安全性

- 未臨界炉とは未臨界炉は、従来の原子炉とは異なる仕組みで核分裂反応を起こす、新しいタイプの原子炉です。従来の原子炉は、ウランなどの核燃料を炉心に密集させて配置することで、核分裂反応を連鎖的に起こせる臨界状態を作り出しています。一方、未臨界炉では、炉心単独では臨界に達しないように設計されています。そのため、仮に何らかの異常が発生した場合でも、核分裂反応が過剰に進むことを防ぎ、高い安全性を確保できるのです。では、どのようにして核分裂反応を起こしているのでしょうか。未臨界炉の運転には、陽子加速器という装置が重要な役割を果たします。陽子加速器は、文字通り陽子を光速に近い速度まで加速させる装置です。この加速された陽子を標的に衝突させると、大量の中性子が発生します。未臨界炉では、この中性子を未臨界状態の炉心に送り込むことで、制御された核分裂反応を継続的に起こしているのです。このように、未臨界炉は従来の原子炉とは異なる原理で動作するため、より安全性の高い原子力発電として期待されています。
原子力施設

次世代原子力システム:MYRRHAの可能性

- 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。
核燃料

原子力発電の未来を切り拓くADS技術

近年、原子力発電は安全性や廃棄物処理の問題など、さまざまな課題に直面しています。こうした中、従来の原子炉の欠点を克服し、より安全かつ効率的なエネルギー源として期待されているのが加速器駆動システム(ADS)です。 ADSは、その名の通り加速器を用いて中性子を発生させ、その中性子を核燃料に照射することで核分裂反応を起こし、エネルギーを生み出します。従来の原子炉では、ウランやプルトニウムなどの核燃料が連鎖的に核分裂反応を起こしますが、ADSでは加速器が中性子の供給源となるため、より精密な反応制御が可能となります。 さらに、ADSは高レベル放射性廃棄物の処理にも大きな期待が寄せられています。ADSでは、中性子を使って高レベル放射性廃棄物を短寿命の核種に変換することが可能であり、これにより、放射性廃棄物の量と毒性を大幅に低減できる可能性を秘めているのです。 ADSはまだ研究開発段階にありますが、その革新的な技術は原子力発電の未来を大きく変える可能性を秘めています。将来的には、より安全でクリーンなエネルギー源として、私たちの社会に貢献することが期待されています。
その他

原子力発電の未来: ADOPTプロジェクト

- ADOPTプロジェクトとは ADOPTプロジェクトは、原子力発電が抱える課題を克服し、より安全で持続可能なエネルギーシステムの実現を目指す、国際的な共同研究プロジェクトです。このプロジェクトは、ヨーロッパ連合(EU)から資金援助を受けており、原子力研究において世界をリードするドイツ、フランス、イタリア、スウェーデンなどの国々が参加しています。 ADOPTが焦点を当てるのは、加速器駆動システム(ADS)と呼ばれる革新的な原子炉の開発です。このシステムは、従来の原子炉とは異なるメカニズムで核反応を制御するため、より高い安全性が期待されています。さらに、ADOPTプロジェクトでは、このADSを用いて、使用済み核燃料に含まれる超ウラン元素の核変換処理の実験を行う計画です。 従来の原子力発電では、ウラン燃料の使用後に発生する超ウラン元素は、放射線を出す性質が非常に長く続くため、放射性廃棄物として厳重な管理のもとで長期間にわたり保管する必要がありました。しかし、ADOPTプロジェクトで開発が進められているADSを用いることで、この超ウラン元素を核変換処理し、より短期間で放射線を出す性質が弱まる核種に変えることが可能となります。 この技術が確立されれば、放射性廃棄物の量と危険性を大幅に減らすことができ、原子力発電の安全性と環境への負荷を大きく改善できる可能性を秘めているのです。