次世代原発担う「高温ガス炉」 電源喪失でも炉心溶融の危険なし

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   福島第1原発事故の深刻さがますます明らかになる中で、安全性が高いといわれる「次世代型原子炉」に注目が集まっている。中でも有力なのが、電源が一切失われても炉心溶融の危険性がないとされる「高温ガス炉」だ。

冷却材はヘリウムガス

   国内の原発の多くは、冷却材に水を使う「軽水炉」を採用している。そのため、核分裂が止まった後も炉心溶融を防ぐため、電気を使って冷却水を注入し続けなければいけない。これが今回の事故で最大のネックになった。そこで浮上しつつあるのが高温ガス炉だ。

   日本原子力研究開発機構(JAEA)によると、高温ガス炉は、炉心にセラミック材料などを使用し、冷却材にヘリウムガスを用いた原子炉だ。軽水炉では原子炉から取り出せる熱は300℃程度に制限され、発電効率も30%程度だが、高温ガス炉では1000℃近い熱が取り出せ、45%以上の発電効率を得られるという。

   冷却が止まっても、炉心で放出される熱は原子炉の容器表面から放熱されて自然に除去される。そのため、炉心溶融や大量の放射能放出事故起きる恐れのない「きわめて安全な原子炉」とされ、各国で研究開発が進んでいる。

   技術評論家の桜井淳(きよし)氏も2011年5月9日放送のTBS系「朝ズバッ!」内で、炉心冷却喪失の対策を非常用発電機のみに頼っている国内の原発の現状を批判し、冷却水が止まっても炉心を安全に維持できる新技術として、「高温ガス炉」を紹介した。

   日本でも、JAEAの大洗研究開発センター(茨城県大洗町)にある高温ガス炉試験研究炉「HTTR」で実用化に向け研究が続いている。2004年4月には世界で初めて950℃運転を達成し、10年3月には950℃で50日間の連続運転を成功させた。2011年1月には炉心冷却が喪失された場合の安全試験を成功させている。

海外は小型モジュールタイプの実用化進む

   非常に高い熱を取り出せるため、高温ガス炉は発電以外の用途への利用も期待されている。日本原子力産業協会(JAIF)のウェブサイトには、「将来は、コジェネレーション (熱電併給)、水素製造用、石炭液化など化学プラントのための熱源として、また、低温部分(~200℃)では、海水脱塩や暖房などへの利用が期待されています」とある。

   JAEAは2008年にまとめた「2100年原子力ビジョン」で原発利用による低炭素社会を提案し、高速増殖炉、核融合炉に加え、水素製造などの用途にも使える高温ガス炉の利用を盛り込んでいる。

   海外での研究について、JAIFのサイトでは、「世界的に、小型モジュールタイプの原子力発電へと開発の方向が変わってきています」と説明している。

   実用化にもっとも力を入れてきた中国は、09年に山東省で商用炉の建設に着工し、2013年の運転開始を目指している。将来は38基の高温ガス炉を建設する方針だ。米国はエネルギー省の主導で、21年度までに原型炉を建設する予定で、韓国でも22年の実証炉の運転開始を目指している。

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