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(回答先: radical reactor(2)[ nature 2012.12.5] 投稿者 脳天気な 日時 2013 年 1 月 13 日 19:27:10)
ぶろぐ：法螺と戯言
http://blog.livedoor.jp/oibore_oobora/archives/51827418.html
＋＋＋＋＋完璧な原子炉（３、nature 12.21.2012号）
科学誌に掲載された記事紹介の最終回分です。前回は、偶々、軽水炉で世界が出発してしまったため、高速増殖炉の利点がきちんと評価されてこなかったかの如くを書いていました。専門知識の無い私には其の当否はわかりません。しかし、日本では「文殊」が大苦戦をしています。世界でも、うまく行った事例はないようです。これをどう説明するのでしょうか？
最終回は、溶融塩炉こそが「使用済み燃料の地中埋めたて問題」の解決であると説明しています。記事は文末で「福島事故」が、原発の新しい視点からの技術開発を促すきっかけとなっていると、書きます。「福島事故」は原発への「訣別」のきっかけと思うのですが。
％％％％％ nature 2012.12.5 号記事転載（２）
Molten-salt reactors （溶融塩炉）
The great virtue of solid reactor fuel is its predictable geometry. The great drawback is its complexity. The intensity of neutron bombardment, the distribution of fission products, the radiation damage to the fuel's crystalline structure: everything varies from point to point. This is a constant headache for designers trying to ensure that the reactor operation is stable — and trying to convince regulators that even the worst meltdown won't allow any part of the fuel to collapse into a critical mass.
固体の原子炉燃料の大きな価値はその予測可能な幾何形状だ。大きな欠点はその複雑さだ。中性子衝撃、核分裂生成物の分布、燃料の結晶構造への放射線障害の強度:すべては場所ごとに変ってくる。これらが原子炉の安定稼動を確保しようとする設計者の変らぬ頭痛のタネだ。そして、最悪の炉心溶解が燃料のどんな部分も臨界崩壊させないと規制者を納得させることもそうだ。
But all these concerns go away when the fuel is already a liquid — one major reason why Oak Ridge wanted to develop the molten-salt reactor back in the 1960s. 'Molten-salt' refers to the fuel, usually uranium tetrafluoride, which is liquid at operating temperatures when blended with 'FLiBe': a mixture of lithium fluoride and beryllium fluoride that serves as a coolant. “It's a pot — a big, dumb, pot,” says Forsberg. “You throw fuel in, it's mixed, and the overall composition changes not at all.”
しかし、燃料が液体であれば、こうした関心事は消失する-オークリッジが1960年代に溶融塩炉をカムバックさせたかった、主な理由である。「溶融塩」とは通常ウラニウム四弗化素燃料を指す。「FLiBe」と混合された時、しかるべき温度では液体だ。「FLiBe」とは冷却液として役立つフッ化リチウムおよびフッ化ベリリウムの混合物だ。「それはポットだ-1つの、大きなdumb（訳不能：管理人注）ポット。」と、Forsbergは言う。「燃料を中へ投げこむ。それは混ざる。そして全面的な組成変化は全くない」
Liquid fuel has another big advantage, says Sorensen: “You don't have to remove it from the reactor until it's completely consumed.” Instead, the fuel is circulated through an external recycling unit that extracts the fission products continuously, keeping the fuel from being poisoned. The design also allows for an elegant approach to safety, says Sorensen: at the bottom of the reactor is a hole, plugged with a chunk of fuel that is kept solid by a refrigeration unit. If the reactor loses power in an emergency, the refrigeration will cease, the plug will melt and the fuel will safely drain into underground holding tanks. Finally, the molten-salt design can accommodate a variety of fuels, ranging from conventional uranium to raw nuclear waste or thorium — an element that is roughly three times more abundant than uranium.
For all of that, reviving the molten-salt reactor after a four-decade hiatus is a daunting task. “We have to rebuild a knowledge base that has largely gone away,” says Sorensen. He founded Flibe Energy to try, though. The company is developing a 40-megawatt reactor that might be used on military bases so that they can operate independently of the grid.
液体燃料はもう一つの大きな長所を持つ、とSorensenは言う:「それが完全に燃え尽きるまで、炉からそれを除去する必要が無い」。そうではなく、燃料は外部の再利用ユニットの中を循環する。、ユニットでは燃料が損なわれないようにしつつ、核分裂生成物を連続的に抽出するのだ。その仕様は安全性を巧みに実現する、とSorensenは言う：炉の底に穴があり、冷却ユニットによって固体にされた燃料塊でふさがれている。リアクターが緊急時にパワを喪失すると、冷却も止み、プラグは溶け、燃料は安全に地下の槽へ流出する。最後に、溶融塩仕様はこれまでのウラニウムから生の核廃棄物あるいはトリウムまで多様な燃料に対応できる。それはウラニウムよりおよそ3倍にもなる。
40年間もの中断の後での溶融塩炉の復活はやる気をなくさせる。「大部分失われた知識ベースを再建しなければならない」とSorensenは言う。しかしながら、彼は、試みるべきFlibe Energyを設立した。その会社は、それらがグリッドと無関係に作動することができるように、軍事利用40メガワットの原子炉を開発している。
Solid chance （具体的機会）
In September 2011, Forsberg, Peterson, MIT's Lin-wen Hu and Todd Allen, a nuclear engineer at the University of Wisconsin-Madison, became principal investigators on a 3-year, DOE-funded project that could be a step on the way to the molten-salt reactor: a FLiBe-cooled high-temperature reactor. “No one has ever built a salt-cooled solid-fuel reactor,” says Peterson. But if the project works, the reactor core could be four to five times smaller than those in other designs and, because of the stability of the FLiBe salt, it would “always be hundreds of degrees below the failure limits”, he says.
Peterson says that the company could have a test reactor within a decade, although “that assumes abundant resources”. That is a big assumption: the global economic crisis has made financing for all advanced reactors much harder to come by. Furthermore, notes Corradini, pointing to the sudden abundance of shale gas in the United States, “cheap fossil fuels have postponed many of the clean-energy projects in the United States, not just nuclear”.
2011年9月に、Forsberg, Peterson, MIT's Lin-wen Hu and Todd Allen, a nuclear engineer at the University of Wisconsin-Madisonは、DOE資金による溶融塩炉指向プロジェクトの3年間上の主任調査官になった:FLiBe冷却高温原子炉である。「誰も塩化物冷却固体燃料原子炉を構築したことはない」と、ピーターソンは言う。プロジェクトが旨く稼動すると、炉芯は他の仕様に比べて四-五倍小さくなる。そして、およびFLiBe塩の安定性のために「常に破損限度の数百度以下となる」と、彼は言う。ピーターソンは、「それは豊富な資源を仮定する」が、会社は10年間の内に試験炉を持つことができるだろう」と言う。それは大きな仮定だ:
グローバルな経済危機はすべての高度な原子炉への融資を困難にしている。更に、アメリカでシェールガスの突然の有り余るほどの量の発見に言及して、Corradiniは指摘する。「安い化石燃料は、まさに核エネエルギでなくて、アメリカでのクリーンエネルギー・プロジェクトの多くを延期させる」と。
Paul Genoa, director of policy development for the Nuclear Energy Institute trade group in Washington DC, takes the long view. “We did the light-water reactors first, to get going,” he says. Next, in the 2020s, will come advanced light-water reactors for increased safety, followed closely by high-temperature reactors that expand the attack on carbon emissions. “And then we build fast reactors to consume the waste.”
Molten-salt reactors are something of a wild card, says Genoa, but are worth developing. Some even wilder cards are under investigation: one notable example is the accelerator-driven reactor, which would drive fission reactions using neutrons from a high-energy particle accelerator. It could be fuelled with thorium, and shut down instantly by switching off the accelerator.
But will nuclear energy really evolve? Those in the field see reason for optimism, particularly if the increasingly tangible consequences of climate change force governments to put a price on carbon. Even the Fukushima disaster could ultimately spur new nuclear technologies, says Genoa. “It scared people and made them concerned about nuclear energy,” he says. But as people looked more closely, “they said, 'Hey, those were 30-year-old plants'”. In time, he says, smart, new reactors will look a whole lot more appealing.
Paul Genoa（ director of policy development for the Nuclear Energy Institute trade group in Washington DC）は、長期的展望している。「我々は一歩すすむべく軽水炉を最初に行った」と彼は言う。まずは、炭素放射を抑制する高温原子炉、そしてすぐ後の、2020年代に、安全性を高めたハイテク軽水炉になるだろう。「そして、その後、私たちは、使用済み燃料を燃やす高速炉を構築する。」
溶融塩炉はワイルドカード風であるが発展させるる価値がある、とGenoaは言う。もっとワイルドなカードは調査中だ:顕著な1つの例は加速器駆動型反応炉だ。それは高エネルギー粒子加速器からの中性子を使用して、核分裂反応を加速するのだ。それはトリウムでそれに燃料を供給することができ、加速器のスイッチを切ることにより即座にシャット・ダウンすることができる。
しかし、核エネルギーは実際に進化するのだろうか？この分野の人たちは楽観的のようだ：とりわけもし気候変動の目に見える結果が政府をして炭素価格動向に突き動かすならばの話ではあるが。福島災害でさえ結局新しい核技術に拍車をかけるかもしれない、とGenoaは言う。
「福島事故は人々を脅えさせ、核エネルギーについて関心を持たせた」と彼は言う。しかし、人々がより注意深く見たように、「ヘイ、それらは30年来のプラントだったからだ。」
そのうちに、スマートで新しい原子炉が人々に受け入れられるようになるのだろう。
％％％％％nature記事転載おわり
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