ATR

原子力施設

ふげん:日本の原子力開発を支えた原型炉

- 「ふげん」とは「ふげん」は、福井県敦賀市に建設された、実際に発電を行うことを目的としながら、同時に新しい技術の実証炉としての役割も担った原子炉です。正式名称は「新型転換炉ふげん」といい、1979年から2003年までの24年間にわたり運転されました。一般的な原子炉では軽水と呼ばれる普通の水を使用しますが、「ふげん」は重水と呼ばれる、水素よりも重い重水素を多く含む特殊な水を使用するのが大きな特徴です。重水は中性子を減速させる能力が高いため、天然ウランを燃料として利用し、プルトニウムを生成する転換炉の運転に適しています。「ふげん」はこのような特性を持つ重水を利用することで、ウラン資源の有効利用や、将来のエネルギー源として期待される高速増殖炉の技術開発に貢献することを目指していました。「ふげん」は電力会社ではなく、動力炉・核燃料開発事業団(現日本原子力研究開発機構)によって建設、運転されました。これは、「ふげん」が単なる発電施設ではなく、国のエネルギー政策の一環として、原子力技術の高度化を目的とした重要な国家プロジェクトだったことを示しています。24年間の運転期間を経て、「ふげん」は2003年にその役割を終え、現在は廃炉作業が進められています。
核燃料

原子炉の設計図:格子ピッチとは?

原子炉の心臓部である炉心には、核分裂を起こす燃料が集められています。この燃料は、ウランなどをセラミック状に加工して円柱形に焼き固めた燃料ペレットと呼ばれる小さな塊になっています。燃料ペレットは、金属製の円筒形の容器である燃料棒に収納され、原子炉内に規則正しく配置されます。 燃料棒の配置は、原子炉の性能と安全性を左右する重要な要素です。原子炉の種類や設計によって最適な配置は異なりますが、共通しているのは、核分裂反応を安定して制御し、過熱や放射線の漏洩を防ぐように設計されていることです。 燃料棒の間隔が広すぎると、核分裂反応が持続しにくくなります。反対に、間隔が狭すぎると、核分裂反応が過剰に進んでしまい、原子炉の温度が制御不能になる可能性があります。そのため、燃料棒の配置は、コンピュータシミュレーションなどを用いて綿密に計算され、最適な状態に保たれます。 このように、燃料棒の配置は、原子炉の安全かつ効率的な運転に欠かせない要素の一つです。
原子力施設

原子力発電の未来を切り拓く: ATRとは

- ATR 新型転換炉という革新 ATRは、「新型転換炉」を意味する「Advanced Thermal Reactor」の頭文字をとったものです。従来の原子炉と比較して、経済性、燃料の効率性、そして燃料の種類の豊富さという点で優れた、次世代の原子力発電技術として期待されています。 ATRが注目される大きな理由の一つに、ウラン燃料の使用効率の高さがあります。従来の原子炉よりも多くのエネルギーを取り出すことができるため、資源の有効活用に繋がります。さらに、プルトニウムを燃料として使用できるという点も大きな特徴です。プルトニウムはウラン燃料の使用済み燃料から取り出すことができ、これを燃料として活用することで、核燃料資源をより有効に活用することが可能となります。 このように、ATRは高い安全性と経済性を両立し、資源の有効活用にも貢献する、将来性のある原子力発電技術として、更なる研究開発が進められています。
核燃料

原子力発電の要:クラスタ型燃料とは?

原子力発電の心臓部である原子炉には、燃料としてウランが使われています。ウランは、そのままでは燃料として使えないため、小さなペレット状に加工されます。このペレットは、直径1センチメートル、高さ1.5センチメートルほどの大きさで、多数が金属製の燃料棒に隙間なく封入されます。そして、この燃料棒を、原子炉の種類や設計に応じて、束ねて配置します。 燃料棒の束ね方、配置の仕方は、原子炉の効率や安全性を左右する重要な要素です。その中の1つに、「クラスタ型燃料」と呼ばれるものがあります。これは、数十本の燃料棒を束ねて、正方形や六角形などの形状に配置したものです。原子炉には、このクラスタ型燃料が、数百体から数千体も装荷されます。 クラスタ型燃料は、燃料棒同士の間隔を適切に保つことで、冷却水の循環をスムーズにし、原子炉内の熱を取り除きやすくしています。また、燃料棒の配置を工夫することで、原子力反応の効率を向上させることも可能です。このように、原子炉の燃料は、単にウランを燃やすだけでなく、高度な技術によって加工、配置され、安全かつ効率的な発電を支えているのです。