【科学】濃縮ウラン燃料棒を使わない次世代原子力発電「トリウム熔融塩炉」の実現に向けた実験がヨーロッパでスタート

**しじみ ★** · 2019/08/25(日) 14:23:39.91

従来の濃縮ウラン燃料棒を使わず、液体の溶融塩にトリウムと核分裂性物質を混合した液体燃料を用いるトリウム熔融塩炉は、放射性廃棄物が少なく、安全性も高いエネルギー源として50年以上も前にその概念が提唱されてきました。しかしさまざまな問題が立ちはだかって実現には至ってこなかったのですが、オランダに拠点を置く原子力研究関連企業のNRG (The Nuclear Research & consultancy Group：原子力研究・コンサルタントグループ)が実際の施設を使った実証実験を開始しています。

Thorium is a natural element that can power the world for millenniums to come! You can hold your entire life's energy supply in the palm of your hand with thorium!
http://www.thoriumenergyworld.com/news/finally-worlds-first-tmsr-experiment-in-over-40-years-started

トリウム溶融塩原子炉(TMSR)は、核分裂性物質を含むトリウム溶融塩を燃料と冷却剤の両方として使用する仕組みの原子炉です。原子炉の中には中性子を反射する「黒鉛反射材」のトンネルが設置され、その中に液体化したトリウム溶融塩がポンプの力で圧送されます。反射材のトンネルを通過する際には、トリウム溶融塩に含まれる核分裂性物質が核分裂反応を起こし、膨大な熱を発生させます。トリウム溶融塩は発生した熱エネルギーをそのまま自らが冷却剤として熱交換器へと移動させ、水蒸気を発生させることでタービンを回して発電を行います。
https://i.gzn.jp/img/2017/08/24/salient/100_m.png

現在世界中で稼働している原子力発電所は、燃料となるウランを固めた「ペレット」を固形核燃料として用いています。しかしペレットはその原理上、どうしても燃料を使い切ることができず、未反応の核物質が残されてしまいます。これが主な放射性廃棄物、つまり「核のごみ」となるのですが、高速増殖炉計画が頓挫している現在、核のごみは行き場を失って世界各国が処分に頭を悩ませています。

このペレットを使わないTMRSは廃棄物となる放射性物質が従来の原子力発電に比べて格段に少なく、事故が起こった際にも一定の自己安定能力を備える「夢の次世代原子力発電」のエネルギー源として50年以上も前からその概念が提唱されてきました。すでに1960年代にはアメリカのオークリッジ国立研究所で研究が進められ、原子炉の設計が行われましたが、実際の建設は行われないままとなっていました。

このTMRSを実際に建設して稼働させる実験を開始したのがNRGというわけです。SALIENT (SALt Irradiation ExperimeNT)と名付けられたこのプロジェクトは、SALIENTE-1とSALIENTE-2という2つの段階によって構成されているとのこと。SALIENTE-1ではまず、フッ化リチウム(LiF)とフッ化トリウム(ThF4)の混合物を用いた実験が行われます。同心状に配置された高さ50cmの金属管の中にLiF/ThFを入れ、高中性子束炉の中に入れて中性子を照射します。すると、トリウムが反応してウランへと変化し核分裂を始めます。その段階で、ニッケル製のスポンジ状の物質や薄膜を入れ、その表面に核分裂の副産物となる貴金属が付着することを確認することで、理論どおりの反応が行われるかどうかを検証するとのこと。
https://i.gzn.jp/img/2017/08/24/salient/770180349_m.jpg

次に、SALIENTE-2では溶融塩型原子炉で一般的に想定されている、ベリリウムを含むフッ化物熔融塩「フリーベ (FliBe)」を用いた実験が行われる予定。ここでは、内容物の反応の状態がさらに詳細に調査されるほか、腐食性が高い溶融塩による影響も調査される予定。一般的に溶融塩は配管の金属に強いダメージを与えるために実用化が難しいとされてきたのですが、新素材を投入することでこの問題をクリアできるのか、検証が行われることになっています。

トリウム溶融塩原子炉は、環境への影響が少ない原子炉として世界的に注目を集めています。今後の人口増大によるエネルギー窮迫が懸念される中国でも開発が進められており、インドやインドネシアでも同様の研究が進められています。

中国、次世代原子炉の開発急ぐ　「トリウム」に脚光　　：日本経済新聞
http://www.nikkei.com/article/DGXNASDD120T8_T10C13A6X21000/

一方、その実現性や原理に懐疑的な見方を示す声も存在しています。前述のように高い腐食性を持つことや、処理の段階で放出される極めて強いガンマ波などの問題が懸念されています。

トリウム溶融塩炉は今世紀中には無理ーBB45_Coloradoさんの解説 - Togetterまとめ
https://togetter.com/li/256264

NRGでは、一足早くTMRSに先鞭を付けることで、今後のエネルギー開発をリードする存在を目指しているとのことです。

http://gigazine.net/news/20170824-salient/

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 21:18:03.41

小泉ぼくの目標が

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 21:25:37.94

>>201
高速増殖炉はやばいｗ
やるなら南鳥島とかでやって欲しい。

>>202
ナトリウムは侵食性がやばい。
黒鉛は空気と反応して良く燃えるのが難点。
高温ガス炉は核暴走しにくいのが一番の利点に挙げられるが
ヘリウム逃げて空気入って来たら黒鉛燃えてやばくね？
って指摘したサイトがあった。
http://oceangreen.jp/Arikata/140723-KouonGasRo-RitenMondaiten.html

まあでも、これ見ても軽水炉よりは事故ってもマシ（安全出力密度が軽水炉よりもずっと低い）じゃないかな。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 21:37:44.63

>>203
日本では停滞してるようだけど、他国では発電もしてるし
比較的安全性の高い有望な発電方式だと思うよ。

＞熱膨張では、そこまでの圧力にならないと思うんだよね
そんなことないだろ。
今の火力発電で主流のガスタービン発電は空気の膨張を利用してるし
ジェットエンジンだってそうじゃん。

>復水の必要は無いけど、冷却して低圧化する必要は有るんじゃね？
タービン廻すことでエネルギー使うから、なしでも理屈上はいけるはず。。。
ただ効率悪いかな？
そうなると冷却水でも発電を行うコンバインド発電に落ち着きそう。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 21:39:33.02

高速増殖炉がヤバいと言うより、ナトリウム冷却がヤバいんだよな
廃炉が決まったもんじゅは、新たな問題を提起してる
ナトリウムの抜き方に目途が立ってねぇｗ

東芝の４Sも話を聞かなくなった
アレも基本はナトリウム冷却なので誰も相手にしない

今後、ナトリウム冷却が検討される事は無いんじゃね？

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 21:42:18.39

>>206
高温ガス炉で発電してる例が有るのか？
俺は知らんなぁ・・・

ガスタービンは単なる熱膨張じゃないだろ
液体燃料の爆燃という現象で高圧を得てる

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 21:42:48.73

>>1
黒鉛反射材が自己の熱で溶融してトリウム溶融塩が漏出
炉内で気化して爆発する

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 21:45:19.38

物づくり大国日本はダメダメかよ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 22:00:08.21

>>208
まあ試験炉でだけど・・・
てか日本も2001年に発電に成功してるんだね・・・

>液体燃料の爆燃という現象で高圧を得てる
そう言われるとそうかｗ
熱膨張率が低いとなると、その分大量のヘリウムを使って熱を吸収するってことになるのかな？
軽水炉と比較すると、燃料棒の密度がかなり低いのかもね。
そのくせ熱効率が軽水炉より良いってのがわからんが・・・

軽水炉と比較して大型化と経済効率がネックってのはその辺が原因かもね。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 22:10:56.44

>>211
自己レス。
気化による熱膨張はないけど、1000℃近い高温になるので蒸気タービン以上の効率を得れる。
>>189に自分で書いてたｗ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 22:12:08.39

>>211
ガスの温度自体は軽水炉の一次冷却水より遥かに高温だからね
水蒸気タービンの場合は高温・高圧な程、発電効率は高いので、
記事書いた奴の科学的リテラシーが低ければ、原研の言い分を鵜呑みするだろうさ

問題はガス故の熱容量の低さと、熱膨張による体積増加が相変化や燃焼よりずっと小さい点だ
そこに気が付けば高温ガス炉での発電が容易ではないと普通は気が付く

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 22:26:55.56

>>213
出口温度が1000度越えてるんじゃなかったか？
カスタービン発電の温度より少し低いくらいあるから、十分発電できるよ
水素製造するのが主目的みたいだけど

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 22:27:56.28

>>15
俺もそう思うわ
ぜひ実現してくれ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 22:30:06.33

>>214
温度は高いけど圧力はどうよ？
重要なのは圧力だぜ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 22:39:19.11

>>213
なにおｗ
まあ、発電自体は目処が立ってて実際2010年までは日本でこつこつやってた。
安全性は高いけど、経済的には軽水炉に劣るって感じだな。

利点
炉心溶融しにくい。暴走しにくい。爆発性がない。腐食性がない。
メンテナンス性がよい。放射化の影響が小さい。使用済み核燃料が少ない
欠点
SMRであるため、大型化できない。複数のプラントにおける問題。
建設地が大きくなる。建設コストは高い。

しかし、>>1は効率は良いのかもしれんが管理の難しさと事故った時の被害が・・・
もんじゅと大して変わらんだろ。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 22:50:15.20

>>217
> まあ、発電自体は目処が立ってて実際2010年までは日本でこつこつやってた。

しかし、発電実績はまだ無いし、発電システムに関する記述も無い
要は進捗の問題なのさ、８年間も何をやって遊んでたんだ？ｗ

大型化できない→大電力を得るには複数基必要→事故リスクアップ
これが一番のネックじゃね？
原発事故の場合、一基が致命的状況に陥ると現場から撤退する事になる可能性も有るだろ
事故の連鎖も考えないとな

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 22:57:14.20

>>216
https://scienceportal.jst.go.jp/news/newsflash_review/review/2015/11/20151111_01.html

>黒鉛を減速材とするガス冷却炉の弱点は、最大出力が軽水炉の4分の1程度であるにもかかわらず
>炉心が大きいため、発電コストが高いと思われていることだ。

発電量は同レベルの大きさの軽水炉の4分の1程度ってことやね。
軽水炉のほうが経済的なのが普及に際してのネックだなあ。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:04:27.41

>>218
https://www.jaea.go.jp/04/o-arai/nhc/jp/data/data_04.html

上にあるように、30Mwの発電はしてるよ。
喪失実験もしてる。

>2010年に目標のセ氏950度で連続50日の運転も実施済みだ。
>同年の12月には、重要な試験で期待通りの結果を得ている。
>炉心で冷却材であるヘリウムの流れが止まっても、
>自然に炉停止の状態になることを確かめる高温ガス炉ならではの安全性実証試験だ。

>ただし、この試験は出力が30%で行われた。
>100%出力で試験しようとしていた矢先の2011年3月、東日本大震災に見舞われる。

だいたい福一のせい。
止むを得ないところだろうけど、これは安全性を高める試みだから継続して欲しかった。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:12:03.31

>>218
>大型化できない→大電力を得るには複数基必要→事故リスクアップ
>これが一番のネックじゃね？
クラスター化はリスク増大するだろうけど、仮に事故っても大事にならないってのは大きいやろ。
てか、軽水炉だった福一も結局全部㌧だし・・・。
一番のネックは軽水炉および他の発電と比較しての経済性だろうね。

>原子力研究開発機構の試算では、発電効率が10%以上も高く、
>安全設備や水・蒸気系の設備が簡素化できることを考慮すると、
>大型軽水炉と十分に競合できる経済性を有する

ってことらしいけど・・・

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:17:22.18

>>220
それは発電ではないよ
30MWの熱出力を実現したというだけの話だ
詳しく調べてみると良い

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:19:31.35

>>221
一個飛んだら全部飛ぶ可能性が有る
基数が増える事で、一基飛ぶ可能性が高くなる
基数が多い事は事故発生の確率を上げてしまうのさ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:31:29.35

>>222
おうふｗそれは失礼。
まあ、３・１１以降停滞してる。
それとそもそも電力会社が興味ないらしい。
儲からないと考えてるんだろうな。

>>223
そりゃそうだが、勝手に停止するなら少なくとも安全性では軽水炉や超高温炉よりは上だろ。
クラスター化せず各都市一つとか分散して建設する手もある。
ちょっとした火力発電代わりにしたらいい。
立地と費用が問題になるだろうけど、それは頑張ってくれｗ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:33:26.55

>>2
うんこからメタンガスを取り出すのか？
そしてメタンガスを利用し昼食を作り・・・・・　オェ～

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:35:19.51

もう馬鹿でっかいジェネレーターで発電して送電線で送るような仕組みは古いだろ
使う所で、小型の発電機を使えばいい。ガス火力とか太陽光とか、ケースバイケースで

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:36:37.22

>>224
電力会社が興味を示さないのは、まだまだ開発途上だからだろうな
やってるのが原研なので信用できねぇしｗ

原発の分散立地とかアホ臭くて話にもならんだろ
自治体に払う金で大赤字になるわ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:48:15.74

>>227
てか、仮に物になっても軽水炉の方が経済的だから欲しくはないんだろ。

>自治体に払う金で大赤字になるわ
これまでの原発みたいに自治体に金払うのじゃ無理だろうけど
非常に事故が起こりにくい原発なんだから、補助金なしで建設するようにしていくしかなかろ。
どのみち最初はクラスター化はしない単体炉なんだから、そこから実績積み上げていくことになる。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:51:35.44

>>15
電磁誘導なら出来るけど、効率が今一だな。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:53:14.27

>>228
補助金無しで受け入れる自治体が有ると思うか？ｗ

その土壌を作る為には、１号機を東京に作るしかないだろうな
どんな反対運動が起きるのかは知らんけどｗ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:53:41.50

超高温ヘリウム冷却ガスタービン複合発電高速炉

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/25(日) 23:54:35.50

>>226
送電によるロスってほとんどないからなあ。
個々で発電したりガソリン使うよりは、それ専用のタービンで発電したほうが
送電ロス考慮しても効率的ってのがある。

まあでも、個々で発電するほうが効率は悪くても災害には強いわな。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 00:33:51.97

＞水蒸気を発生させることでタービンを回して発電を行います。

だから、この二世紀も前の発想を捨てろｗｗｗ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 00:45:50.99

>>233
そうだな。そろそろ電気を超える便利なエネルギー形態を考えないとダメだな

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 00:47:17.69

フライホイールがどれくらい回せたら飛ぶんだろうな

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 08:14:51.08

>>226
戸建住宅は4kWほどのソーラーと蓄電池で賄えるからね。
船舶用のDC24Vの照明器具を使用すれば、更に減る。

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 08:25:56.65

放射能漏れまくりの奴じゃんこれ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 11:37:24.36

>>202
管理の問題だけど
日本の場合は管理する人間よりも立場の上の人間が
効率やコストカットを厳しく求めてくるから
現場がいたたまれないのよ
危険物管理に金は惜しむなだけど
これが貧乏人よろしく惜しみまくるんだわ
その手柄を自分の懐に還元させる輩ばかりだから
東電のようにガラガラポンになってしまう

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 11:44:06.39

東電の清水社長の様なそろばん屋のコストカットだと
事故ったときに何の技術的な裏付けが無いものだから
巨大なシステムの前では全くの無力で
無慈悲の神々にいいようにやられっぱなしになってしまい
膨大な被害に見舞われてしまう
はっきり言って地球的な災害になっているんだよ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 11:45:22.70

核融合よりこっちの方が現実的に気がする

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 11:45:56.81

シムシティの発電所の最終形態はまだ実現できてない？

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 11:49:19.59

事故したときのダメージがやばい原子力はやめろよな

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 12:08:17.16

よくわからんが
これ安全なのに若干コスト高だから開発されてこなかった物なのかな
全く分からん
液体ていっても事故などでは硬化しないのかな

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 13:01:22.21

日本ではもはや
原子力研究＝軍事研究
とされていてどこもまともに研究できない状態

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 20:27:37.81

>>81
この方式だと、核兵器に使える物質が出来ない

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 20:29:55.31

>>90
地下の施設で、99%の「持たざる者たち」が
残り1％の「持てる者たち」の為に……

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 20:33:49.70

>>122
不破氏の言う事を否定するつもりは全くない
震災直後の共産党は「原発ゼロ」とは言ってなかった

表向きのウケが悪いから引っ込めたんだと思う

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 20:35:46.86

>>224
高温ガス炉は勝手に停止するだろ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 20:40:21.93

「原発安全革命」(文春新書)って本が
本件についての「入門書」だと思う

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 20:47:15.28

選択肢が多いのはいいこと
死の灰はでるけど、しゃーない

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 21:00:29.29

水以外の冷却材を問題なく扱えたら、もんじゅが成功しているんじゃないの？

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 21:11:50.46

水は火力発電なんかにも使っていて使い慣れたものだからな
産業革命からだから200年以上か
新型原子炉は水じゃない冷却材だから、極端な話、パイプ一本でも今までの素材とは違う物が必用になるんだろうな

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 21:19:20.38

>>251
ナトリウムとトリウムは全くの別物だぞ

**名無しさん＠１周年** · 2019/08/26(月) 21:22:12.33

配管詰まって冷却できなくなりポポポーン！