核燃料 未来の燃料？炭化物燃料の可能性と課題
原子力発電で使う燃料といえば、ウラン燃料を思い浮かべる方が多いでしょう。しかし、ウラン以外にも、トリウムやプルトニウムなども燃料として利用することができます。これらの燃料物質は、普段は酸素と結合した酸化物の形で利用されますが、炭素と結合させて炭化物の形で利用することも可能です。これを炭化物燃料と呼びます。
炭化物燃料は、酸化物燃料と比べて熱伝導率が高く、燃料温度を低く抑えられるという利点があります。熱伝導率が高いということは、燃料内で発生した熱を効率よく外部に取り出せるということです。そのため、燃料の温度上昇を抑え、燃料の溶融や破損を防ぐことができます。
炭化物燃料は、ウランの場合はUC（炭化ウラン）、UC2（二炭化ウラン）、トリウムの場合はThC（炭化トリウム）、ThC2（二炭化トリウム）、プルトニウムの場合はPuC（炭化プルトニウム）、Pu2C3（三二炭化プルトニウム）といった化学式で表されます。
しかし、炭化物燃料は製造コストが高い、空気中の水分と反応して劣化しやすいといった課題もあります。そのため、実用化に向けては、これらの課題を克服するための研究開発が進められています。