高速増殖炉もんじゅ単語

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高速増殖炉もんじゅとは、福井県敦賀市にある日本原子力研究開発機構の発電実験プラントで、高速中性子増殖炉(高速増殖炉)の原炉のことである。

名称の由来は知恵の徴である文殊菩薩

高速増殖炉とは

何が高速?

現在日本で稼動している商業用原子炉はすべて軽炉という種類で、中性子を減速させる減速材と熱エネルギーを取り出す冷却材に(軽)を使用している。減速した中性子(熱中性子)を用いて核分裂を行う。

これに対して高速増殖炉は減速材を使用せず、冷却材に液体ナトリウムを使用している点が異なる。
減速しない中性子、つまり高速中性子を用いた核分裂を行っている。

何が増殖?

炉では核燃料にウランを用いる。
ウランには分裂しやすいウラン235と分裂しにくいウラン238があり、天然ウランにはウラン235は0.7しか含まれていない。軽炉ではウラン235の濃度を2~5まで高めた濃縮ウランを使用する必要がある。
ちなみに、核爆弾ウラン235の濃度を90以上まで濃縮したものを使用する。

これに対して高速増殖炉では、プルトニウムウラン238からなるMOX(Mixed Oxide:ウランプルトニウムの混合化物)燃料を用いる。
希少なウラン235を起動時にしか必要とせず、またプルトニウムは軽炉で使用した使用済み核燃料から取り出すことができる。その上、核分裂を起こしたプルトニウムから放たれた高速中性子はウラン238に吸収され、ウラン238をプルトニウム239に変化させる。プルトニウムが消費される以上のペースウラン238がプルトニウム239に変化するため、ウラン事実上数十倍に増殖して燃やすことができる。

利点

現在流の軽炉と較した場合、以下のような利点がある。

  • ウランの有効活用      
    利用方式 利用効率 利用可年数
    炉(一回で使い捨て 0.5 85
    炉(プルサーマル 0.75 100
    高速増殖炉 60 数千年
    利用されなかったウランは放射性廃棄物として、処理されることになる。
    この数値からわかるように、軽炉はウランの利用効率が悪く、99%以上が駄になる。
    高速増殖炉が実用化されれば、エネルギー枯渇の問題から当面解放されることになる。
  • 原子炉の小化、高効率発電
    高速炉は出密度が高いため、同出の軽炉にべて炉心を小化できる。 また、軽炉にべ高い蒸気温度で運転できるため、発電効率自体も軽炉より高い。
  • ECCSや電がなくとも除熱が可
    炉では高温高圧のを冷却材として利用する。そのため、配管などには耐圧性がめられ、分厚くなる。また、配管に損傷が発生した場合、圧差による噴出と急な減圧に伴う蒸発で冷却材が急速に失われる。失われた冷却材を補充するためには、ECCSと呼ばれる非常用冷却装置が必要になる。
    対して高速炉では液体金属を冷却材として利用する。液体金属は沸点が高いため、常圧のまま利用できる。従って、配管に損傷が発生したとしても、緩やかに漏れるだけである。そこで、漏れた冷却材を二重の容器で受け止めておけば、十分な冷却材を確保することができる。 よって、冷却材が失われることもないため、ECCSも必要ない。
    また、液体金属は熱伝導性がよりも高く、効率の良い除熱が可である。
    冷却材の喪失が起こらないことと、効率の良い除熱が可なことから 全電喪失が発生しても、自然対流と冷による除熱が可である。(電が使えるに越したことはないが)

問題点

そんな都合のいいことばっかりではもちろんなく、高速増殖炉は何十年にもわたって研究されているにもかかわらず、いまだ実炉は存在しない。技術的な困難はもちろん、経済的・行政的な問題もあるためである。

もんじゅの現在

2005年良工事が福井県認可され、2010年5月に運転を再開したものの、8月26日の炉内中継装置落下事故により運転停止。修理費として9億4千万円が必要になり、また2011年の操業再開をしていると報道された。

よくわからん。3行で

原発で使った燃えカスから燃料を作ることができる
日本には喉から手が出るほど欲しい技術
でもなんやかんやであんまりうまく行ってない

その他

早口言葉の言いにくい単として有名。フジテレビ系列27局のアナウンサー336人にアンケート調した結果、75票獲得し1位いた(「トリビアの種」より)

仕様

原子炉の形式 ナトリウム冷却高速中性子増殖
熱出 71.4万kW
電気 28万kW
燃料の種類 プルトニウムウラン混合化物(MOX燃料)
製造メーカー 日立製作所東芝三菱重工業富士電機

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最終更新:2021/02/26(金) 07:00

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