高速増殖炉とは何ですか？

高速増殖炉は、核分裂を使用して、ウラン235原子の分裂の副産物としてプルトニウム239原子を生成する原子炉の一種です。 このプロセスは、プルトニウム239の形で使用するよりも多くの燃料を生成します。 これらのタイプの原子炉に付けられた名前は、追加の燃料を作成または「品種化」する能力によって説明されています。 高速増殖炉は、消費する燃料よりも最大30％多くの燃料を生成できます。

原子炉は、核分裂性燃料の原子、通常はウラン235を分割することによりエネルギーを生成します。これにより、自由中性子、原子核からの粒子が生成されます。 標準的な原子炉では、これらの中性子のほとんどは、通常水を媒体として使用する高度な冷却システムによって低エネルギーレベルに維持されます。 これは、中性子を核分裂反応の維持に適したエネルギーレベルに保つために行われます。

高速増殖炉では、冷却システムは意図的に効率が低下し、通常は液体ナトリウムで満たされています。 これにより、核分裂反応によって生成される中性子がより高いエネルギーレベルに維持されます。 これらの「高速」中性子は、高速増殖炉の一般名の他の部分を提供します。 高エネルギー中性子は、他の235原子の分裂にはあまり適していませんが、別の目的に役立ちます。

「高速」中性子は、ウラン235原子を分割する代わりに、ウラン238原子に吸収され、高速増殖炉の原子炉燃料の大部分を占めます。 ウラン238は核分裂には適していませんが、別の中性子を吸収した後、プルトニウム239に変換されます。プルトニウム239は核燃料として非常に適しており、核兵器の製造に使用できます。 いくつかのプルトニウム239原子は、原子炉の燃料としても使用されるウランの別の同位体、ウラン239に崩壊します。

プルトニウムはしばしば核兵器に使用されます。 このため、かつて稼働していた多くの高速増殖炉が停止しました。 これらのタイプの原子炉に関するその他の問題は、原子力プログラムを実施している国々での人気の低下の一因となっています。 プルトニウム239は核燃料の他の成分から抽出する必要があり、これは複雑で高価なプロセスです。 また、非常に危険であり、副産物として有毒な放射性廃棄物を生成します。