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米国、「原子力ルネサンス」の一環として2026年に小型原子炉を稼働へ

ヴァラール・アトミックス社のウォード250原子炉が建設中ダリア・ナゴヴィッツ/ヴァラール・アトミックス 米国の発電量の5分の1近くを供給しているにもかかわらず、同国の原子力発電は数十年にわたり停滞している。規制の障害、国民の懐疑、安価なエネルギー源により、発電所の閉鎖や一時停止、新たな原子力技術への資金不足が生じました。しかし、主にデータセンターによる電力需要の急増が原子力の復活を促しており、エネルギー省は失われた時間を埋め合わせようとしているようだ。その原子炉パイロットプログラムは、最初の大きなマイルストーンを2026年半ばに設定し、先進的な原子炉設計の試験を急ピッチで進めている。 このプログラムは、2050年までにこの部門の生産量を4倍にすることを目指すDOE戦略の一環である。先進的な原子炉技術を開発している11社が参加するために選ばれ、目標は、そのうちの少なくとも3社が2026年7月4日までに臨界（核分裂反応が安定して自立する状態）に達することである。 「これは意図的に非常に野心的な期限となっている」と先進原子炉技術を専門とする原子力技術者のレスリー・ディーワン氏は言う。 「このパイロットの目的の 1 つは、現実世界の制約の下でどのコンセプトが実行可能であるかを実際に具体化することです。」 開発されている原子炉設計は、溶融塩および高温ガス原子炉から高速炉、ナトリウム冷却設計、加圧水システムまで多岐にわたります。最も進んでいると考えられている企業の 1 つは、カリフォルニアに本拠を置くヴァラー・アトミックス社であり、ウォード 250 と呼ばれる高温ガス炉 (HTGR) を開発しています。 高温ガス炉は、炭素とセラミックの層で覆われたウランの小さな粒子上で動作します。コーティングは各粒子を、極度の高温でも溶けない内蔵燃料ユニットに変え、放射性物質の漏洩を防ぐ内蔵の安全シールドを提供します。 燃料粒子はグラファイトブロックに装填されます。グラファイトブロックは原子炉のコアを形成し、ヘリウムガスが流れるチャネルを備えています。燃料の核分裂反応によってヘリウムが加熱され、その熱で水を沸騰させて蒸気を生成し、発電機を回して電気を生成します。その後、ヘリウムは反応器に戻り、再加熱されます。 ヴァラールは9月にワード250に着工し、建設を開始した2番目の会社となった（最初の会社はテキサスに本拠を置くアーロ・アトミックスで、8月に着工した）。ヴァラールは、熱を出力しない自立的な核分裂反応である低温臨界を初めて達成した。これは政府の試験施設で厳重に管理された条件下で行われ、炉心物理学を検証し、有用なデータを提供するものの、「独自の統合試験炉を建設して出力で運転することと同じではない」とデュワン氏は言う。 テキサスに本拠を置くナチュラ・リソーシズ社が選んだ設計の溶融塩炉は、非常に異なる方法で動作しますが、本質的に安全であるとも考えられています。ウランは溶融塩に混合され、燃料の核分裂反応によって加熱されます。ポンプは液体塩を熱交換器に移動させ、そこで熱を別のループに伝達し、蒸気を生成したりタービンを駆動したりします。塩が過熱すると膨張して緊急用の「凍結プラグ」が溶け、燃料が安全なタンクに排出され、連鎖反応が起こらなくなります。 「溶融塩炉は大気圧で動作するため、いかなる種類の事故もサイト自体に限定されます」とデュワン氏は言います。 「たとえすべての電力が失われたとしても、現場にオペレーターがいなくても、惰性で安全に停止することができるでしょう。」 ナチュラはまだ着工していないが、原子力規制委員会から1メガワットの研究用原子炉を建設する建設許可を獲得し、最近同じくテキサスに本拠を置くシェパード・パワーを買収した。同社のサプライチェーンと規制に関する知識は、ナチュラの技術を導入に向けて進めるのに役立つだろう。同社は「NRCと非常に前向きで協力的な関係を築いてきた」とデュワン氏は言うが、「溶融塩は腐食性があり、高温では放射性物質であるため、物質的な課題を過小評価すべきではない」という。 臨界期限まであとわずか約 6 か月であることを考えると、Valar、Natura、および試験プログラムに参加している他の 9 社は、臨界期限を守るためには前例のないペースで取り組む必要があるでしょう。ただし、これは企業がクリアする必要がある多くのハードルのうちの 1 つにすぎません。 「本当の証明ポイントは、制御された方法で原子炉の電源を入れて再度停止できるか、設計温度で何千時間も運転できるか、材料と燃料が期待どおりに動作していることを実証できるか、そしてNRCや将来の顧客がその設計を信頼できるほど確実にそれらすべてを実行できるか、というようなことになるだろう。」とデュワンは言います。 「私はこの 2026 年の日付が興味深いデータ収集期間の始まりであり、決してゴールではないと考えています。」 トピック:原子力エネルギー/2026 年のニュースプレビュー #米国原子力ルネサンスの一環として2026年に小型原子炉を稼働へ