東日本大震災記録コミュの674、トリウム溶融塩炉 安全、安価で小型

軽水炉と太陽光の弱点補うトリウム原子炉（2）
　溶融塩炉は、高温で溶かした塩にトリウムやプルトニウムを混ぜた液体燃料を用いる。溶融塩炉の安全性が高いのには、いくつかの理由がある。たとえば圧力容器が必要ない。（a）軽水炉が沸点100度の水の熱効率を高めるために160気圧（加圧水型）もの圧力をかけているのに比べて、溶融塩炉ではわずか5気圧に過ぎない。それでも、熱効率は44％に及ぶ。装置の圧力が低いことは、製造面でも、運用面でも安全性の向上に貢献する。燃料棒を使わない─実はこれが、需要の変化に応じて出力を変化させる負荷追従運転を可能にする。軽水炉でも出力を変化させることはできるが、熱疲労で被覆管が破損する恐れがある。そのため、日本では一定出力で運転している。損傷する被覆管がない溶融塩炉ならではの特徴だ。被覆管がなければ、水素発生の原因となるジルコニウムもない。燃料棒を使わないため、その製造も毎年の交換も不要である。燃料にまつわるコストは大幅に削減される。燃料交換に伴う廃棄物の量も減少する。

　ちなみにトリウム溶融塩炉で外部電源が喪失した場合にどうなるか。炉心の真下には、高温で溶けるフリーズバルブが設けられている。ポンプが停止して冷却機能が失われた場合、炉心は高温になるが、同時にフリーズバルブが自動的に開く。液体の燃料は、重力で自動的に下部の排出タンクに落ちる。ここには減速材の黒鉛がないので、核分裂も止まる。崩壊熱は、周辺の空気循環によって除去される。

　これらの点は、原子炉の小型化を図る上で重要である。小型にしても経済性を高くできるためだ。このことは、同じ小規模分散型であるが、しかし出力が不安定な再生可能エネルギーの“補助”としてきわめて大きな可能性を有している。再生可能エネルギー中心のエネルギー供給ビジョンを描く際には、需給ギャップは必ず時間変動値として生じるが、負荷追従できる溶融塩炉であれば、これを補うことができる。それが必要な国は、広い世界において、高度に産業が発展し、1億人以上の人口を抱え、世界随一の地震国である日本を除いてほかにはない。

　トリウム溶融塩炉は、第4世代原子炉の一つに加えられているが、ゼロからのスタートではない。すでに1960年代に米国で実験炉が成功している。ただ、当時はすでに軽水炉が実用化していたこと、冷戦下では核兵器に向かないトリウム利用に関心がもたれなかったこと、そしてそもそもトリウムを燃やすためのプルトニウムがまったく足りなかったことなどから、その後は本格的な実験炉が造られることはなかった。今は違う。これらの要因のすべてが転換した。軽水炉導入から50年以上を経て次世代炉を目指す時代に入り、冷戦はすでに終結し、なによりもプルトニウムは困るほど余っている。

　国を挙げて推進を決めた中国を筆頭に、米国やカナダでの民間企業による開発、欧州ユーラトムによる研究などさまざまな取り組みが進められている。基盤技術が確立しているゆえだ。溶融塩炉は高温で運転され、溶融塩による腐食もある。あまり知られていないが、耐食材料は70年代に開発されている。ただ、数十年のブランクを踏まえれば、実験炉の運転も含めて実用化には10年程度は見ておくべきだろう。また、トリウムを利用すれば高エネルギーの（b）ガンマ線が発生する。その遮蔽も含めて検証が必要だ。

2011年09月27日（Tue）
http://wedge.ismedia.jp/articles/-/1509

　溶融塩炉の実用化までには、軽水炉にトリウムを導入することもありうる。そのような動きは国内外にある。筆者らの取り組みは、（c）可搬型超小型トリウム溶融塩炉の実用化に焦点を絞っている。概念設計はすんでおり、基本設計に1年、メーカーと共同で進める詳細設計に1年、製造・運転・解析にそれぞれ1年ずつを見込んでいる。この5年間でプロトタイプが完成できる。これに並行して溶融塩による配管の腐食試験や高温・高放射線環境下での計測機器の開発を実施しつつある。単に1000キロワットのプロトタイプを一基造るだけであれば10億円もあれば足りる。これに5年間の運転・試験費用を加味しても、50億円もあれば十分だ。チューンアップするのであれば、さらに5年をかけて取り組めばよい。

トリウム＋レアアース＝電気自動車の“材料と燃料”

　ほとんど意識されることはないが、太陽光パネルにも風力発電にも（d）レアアースが使われる。電気自動車はいうまでもない。再生可能エネルギーが拡大すればするほど、副産物のトリウムは発生する。日本で導入すれば導入するほど、世界のどこかでトリウムを発生させる。責任感のある人や国は、このトリウムを放置せずに、活用することで環境汚染を回避しようとしている。中東ではどうか。マスダール計画はよく知られている。中心となるのは再生可能エネルギーだ。そこでも“併せて”検討されているのが原子力である。湾岸協力機構の原子力コンサルタントを務めるのは、トリウム軽水炉を開発する米ライトブリッジ社だ。フクシマ後の6月、カナダで2030年のエネルギービジョンを議論するグローバル・サイエンス・イニシアティブなる国際会議がひらかれた。その柱は再生可能エネルギーだが、そこにもトリウムが登場している。

　トリウム溶融塩炉は、それ単体で世界の環境・エネルギー問題を解決するものではない。しかし、既存のウラン軽水炉の円滑な運用の支援にも、核なき世界の実現にも、レアアースの健全な確保にも、途上国の支援にも欠かすことはできない。中国は今年1月にその開発を表明した。米エネルギー省はバックアップを約束している。インドは50年前からトリウム原子力を開発しているが、溶融塩炉も選択肢から排除していない。昨年の9月、筆者はトリウムが豊富なケララ州トリバンドラムで開催された持続可能な社会構築に関するシンポジウムに招かれた。IPCCのパチャウリ議長の主催だ。インドは、再生可能エネルギーとトリウム原子力を両輪で導入している。筆者は、トリウム原子力に関する講演を依頼された。再生可能エネルギーの議論の場でトリウムが出てこないのは、筆者の知る限り、日本だけだ。

　原子力をどうするかについて、現政権は場当たり的な対応に終始している。太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーについても、場当たり的な対応にしかなっていない。場当たり的な対応となる理由は、ひとえに今まで何も考えていなかったからだ。本来であれば、原子力をどうするかも、再生可能エネルギーをどうするかも、福島原発事故とは無関係に、腰をすえて長期的な視野で捉えて取り組んでいてしかるべきものだった。

　現政権は、福島原発事故の直前までは、世界中に原子力発電所を輸出し、これを成長戦略の柱にしようとしていた。足元の現実を見れば、その実現には多くの課題があることに気がついたであろうが、そのような気配はまったく見られない。

　素直に言えば、今後も引き続き日本が世界の軽水炉ビジネスに参入できるかは分からない。軽水炉の圧力容器は、世界シェアの8割を日本製鋼所が握っている。10年3月、日本製鋼所は800億円を投資して12年までに製造キャパシティを3倍に拡充すると発表した。この決断が日本製鋼所自身によるものかは分からない。軽水炉の受注が止まれば、投資の回収はおぼつかないからだ。3月11日まで同社の株価は900円近くで推移していたが、原発事故直後に500円近くに下落、その後やや持ち直したが6月には再び500円近くに至った。そして、7月4日には米ファンド会社が筆頭株主になった。ちなみに09年にロシアのアルミ王デリパスカ氏が同社の買収を試みた時は産官総出で阻止したが、今、そのような動きは微塵も見られない。何が日本の強みであるかを認識し、これを守らなければ単なる幻想に終わる。

　もちろん、軽水炉は、製造技術、運用プロセス─事故対応は不明だが─が確立した発電手法だ。今回、福島では大きな事故となったが、これは軽水炉であればすべて一律に同じ結果をたどることを意味しない。女川原子力発電所に見るように、津波の到来を想定して高台に建設すれば、「止める、冷やす、閉じ込める」は達成できる。むろん、だからといって軽水炉は安全だと安易にいうべきではないが、ただ、少なくとも現場の一人ひとりは決して安易には考えていない。

　日本のエネルギー政策にとって今、もっとも避けなければならないことは“場当たり的に”トリウム溶融塩炉に取り組むことだ。再生可能エネルギーを過信して、良い面をつぶしてしまいかねないのと同様に、トリウム溶融塩炉も適切に理解して取り組まなければ失敗する。人口増加や温暖化対策に資する規模で導入するのであれば、着火材のプルトニウムを供給するためのウラン軽水炉も必要となる。今は落ち着いて未来のビジョンを描く余力は乏しいかもしれない。しかし、時間も世界も、それを待ってくれるわけではない。現状を認識し、世界の動向を注視し、自らの進むべき道を冷静に検討すべきだ。（第3回へ続く）

http://wedge.ismedia.jp/articles/-/1509?page=3