① SDGs「原子力」これからの原子炉はどんな姿??
キーワードは・小型化・モジュール・多目的⇒「小型モジュール炉」(SMR(Small Modular Reactor)です。
・温暖化の原因になるとされる温室効果ガスの排出量を低減する「脱炭素化」に向け、原子力も、脱炭素化の選択肢として例外ではありません。安全性の向上はもち ろんのこと、再生可能エネルギーとの共存や、水素の製造、熱エネルギーの利用といった多様なニーズにこたえる原子力技術のイノベーションが進められている。米国では、あのビル・ゲイツ氏が会社を立ち上げたり、ベンチャー企業が開発に参入 したりと、これまでにない原子力技術への挑戦が繰り広げられています。また、日本でも、原子力イノベーションに向けた取 り組みが進められています。
革新的な原子力技術とはどんなもの?どんなことを可能にするの?研究の現状は?
・求められているのは、これまでにない「使いやすくて安全な原子炉」
「原子力」には、みなさんもご存じの発電だけではなく、医療、工業、農業、科学などさまざまな用途があります。そこで「革新的な原子力技術」の姿とはどのようなものなのでしょうか。
・代表的なもののひとつが、「小型モジュール炉」です。SMR(Small Modular Reactor)とも呼ばれ、世界各国で開発が進められています。その特徴をキーワードであらわすとすれば、「小型」「モジュール」「多目的」の3つがあげられます。
・原子炉を「小型」にすると、大型の原子炉よりも冷えやすくなります。技術的に言えば、小型炉は体積の割に大きな表面積を もっているために起こる現象なのですが、たとえて言うなら、「同じ運動をしても子供や痩せている人のほうが体温を外へ逃 がしやすい」というイメージでとらえればいいでしょう。この特性を突きつめていくと、原子炉に水をポンプで入れて冷やさ なくても自然に冷えてくれる、といったことも可能になります。実現すれば、安全性が高まるうえに、原子炉全体を簡単な構 造にすることができ、メンテナンスもしやすくなります。その結果、コストの削減ができ、経済性も向上する可能性がありま す。
・「モジュール」については、「モジュール建築」、いわゆるプレハブ住宅をイメージして考えてみるとわかりやすいでしょ う。プレハブ住宅とは、規格化された部材一式を工場で生産し、さらに組み立てユニットまで作ってしまうもの。現地ではこ のユニットを、ブロックを積み立てるように設置します。自然条件に左右される現地でゼロから作るのではなく、ある程度の ところまでを工場で生産・管理することで、高い品質管理や短い工期、コスト低減を実現している工法です。
規格化された部材一式を工場で生産し作った組み立てユニットを、現地で積み立てるように設置するプレハブ住宅のイメージです。これまで、原子力発電所の建設は、ひとつひとつが1点ものとして現地で建設されており、そのため工期が長くなりがちでし た。また、品質保証のために何重もの確認・認可試験を経てつくられてきました。そこで、モジュール建築の手法を最大限取 り入れようというアイデアが生まれています。「型式認証」という方法で設計認可を取得しておき、全体を一括で「工場生産 +組み立て+輸送+設置」するという手法です。こういった手法が、「小型」の原子炉であれば可能となります。この場合、 まず先に、輸送できるサイズ(米国なら鉄道や高速道路、欧州なら内陸運河)まで「小型化」し、それから原子炉の出力を決めるという流れになるでしょう。
・「多目的」に関するものとしては、「発電」の用途以外に、「水素の製造」、「熱エネルギーの利用」「遠隔地でのエネルギ ー源」、「医療」などに特化した原子力技術を開発しようという動きがあげられます。「遠隔地」では、離島や極地、はては宇宙での利用がターゲットに想定されることもあります。一方「医療」では、放射性物質を使ったがん検査や治療に特化した 技術開発が進められています。ほかにも、材料改質を目的とした原子力技術の産業利用についても研究が活発化しています。
次回、どんな技術が開発中なの?を調べてみたいと思います^^