核増殖炉とは何ですか？

増殖炉は、消費するよりも多くの核分裂性物質（核燃料）を生成するために特別に設計された一種の核です。 原子炉の増殖比に応じて、新しい燃料をより速い速度またはより遅い速度で生成できます。 増殖比は、各核分裂イベントに対して作成された新しい核分裂性原子の数を表します。 増殖比の理論上の上限は1.8ですが、ほとんどの増殖炉は消費するのとほぼ同じくらいの核分裂性物質を生産するように設計されています。 原子力発電の進歩が続くにつれて、増殖炉が現行世代の従来型原子炉に取って代わることが期待されています。

従来のほとんどの原子炉では、動作時に追加の燃料が生成され、燃料効率が向上します。 原子力産業の発展に伴い、これらの比率はますます高くなり、燃料経済の改善につながっています。 費用対効果の高い増殖炉の開発には依然として技術的なハードルがありますが、増殖炉は、従来の原子炉ではできない多くの利点を主張できます。 最大の利点は、濃縮ウランまたはプルトニウムの初期装填後、増殖炉はその後、濃縮されていない（天然）ウランまたは（別の種類の増殖炉）トリウムの定期的な装填によって電力を供給できることです。 トリウムは、ウランよりも地球の地殻に約4倍多く存在し、兵器化のリスクはほとんどなく、核廃棄物を生成します。核廃棄物の強度は、従来のプラントからの廃棄物よりもはるかに速くバックグラウンドレベルまで低下します。

増殖炉の懸念の1つは、プルトニウムなどの爆弾に対応した核燃料を製造することにより、核兵器のリスクが生じることです。 この問題は、キュリウムやネプツニウムなどの他の元素がプルトニウムに微量添加される核前処理の段階で対処されます。 この形態の処理は、原子炉燃料としてのプルトニウムの使用には影響を与えませんが、非常に洗練された設計を使用しても、原子爆弾を作成するために材料を使用することは非常に困難です。

提案されている増殖炉には2つのタイプがあります。 最初の高速増殖炉はプルトニウムの初期燃料チャージを使用し、その後はエネルギーに天然ウランのみを必要とします。 いくつかのプロトタイプが高速増殖機で構築されており、日本、中国、韓国、ロシアはすべて、継続的な開発に向けて資金を投入しています。 2番目のタイプの増殖炉は熱増殖炉で、濃縮ウランの初期燃料チャージを使用し、その後トリウムのみを使用します。 熱増殖炉はこれまで小規模でしか建設されておらず、インドは2006年に始まった工業規模の開発に向けた第一歩を踏み出しました。