核燃料 原子力発電の心臓部：BISO型被覆燃料粒子
- 高温ガス炉の燃料高温ガス炉は、従来の原子炉よりも高い温度で運転できるため、熱効率に優れ、より多くの電力を生み出すことが期待されています。また、安全性についても高いポテンシャルを秘めています。この高温ガス炉の心臓部で熱を生み出す燃料には、過酷な環境に耐えうる特別な工夫が凝らされています。その一つが、BISO型被覆燃料粒子と呼ばれる小さな球状の燃料です。BISO型被覆燃料粒子は、直径わずか1ミリメートルにも満たない小さなカプセルのような構造をしています。中心部には、ウランやトリウムなどの核分裂を起こす燃料物質が詰め込まれています。この燃料物質を覆うように、何層にも異なる材料でできた被覆層が作られています。それぞれの層が重要な役割を担っており、高温や放射線による損傷から燃料物質を守っています。まず、燃料物質に直接接する内側の層には、熱伝導率が高く、化学的に安定した黒鉛が用いられています。これは、核分裂によって発生する熱を効率的に外側へ伝えるとともに、燃料物質と化学反応を起こさないようにするためです。その外側には、炭化ケイ素で作られた層があり、これは核分裂で生じる放射性物質を閉じ込めておくための重要な役割を担っています。さらに、その外側にも数層の黒鉛層があり、強度を高めるとともに、燃料粒子が互いに接触して破損することを防いでいます。このように、小さなBISO型被覆燃料粒子には、高温ガス炉の安全性を高め、効率的な運転を実現するための高度な技術が詰め込まれています。この技術は、将来のエネルギー問題解決への貢献が期待される高温ガス炉の開発において、重要な鍵を握っていると言えるでしょう。
