中国はゴビ砂漠の端に、溶融塩を燃料媒体および冷却材として使用する世界初の原子力発電所を建設する計画を立てている。
また、この原子炉は、従来原子炉で使用されてきたウランの代わりに、北欧神話の神にちなんで名付けられた放射性金属元素トリウムを燃料源として使用する初めての原子炉となる。
溶融塩炉は従来の水冷却炉よりも「本質的に安全」であると考えられているが、過熱された放射性塩によって引き起こされる腐食や廃棄物処理の問題など、さらなる課題に直面している。
トリウム溶融塩炉（TMSR）の計画 サウスチャイナ・モーニング・ポストが最初に報じたは、上海応用物理研究所（SINAP）のウェブサイトに短期間掲載されたが削除された環境評価報告書に詳しく記載されていた。
TMSR建設予定地の航空写真。（提供：上海応用物理研究所）
報告書によると、同じ場所にあるTMSRの試作型は、2メガワットの熱エネルギーを生成するように設計されていたが、実際の電力は生成せず、昨年10月に臨界に達した。
この新しい施設は、プロトタイプの成果を基に、60MWの熱を生産し、より大規模な再生可能および低炭素エネルギー研究ハブの一部として、10MWの電気と水素を生成するために使用されます。
報告書によると、このプロジェクトは「多数の材料と高性能機器製造技術の開発を推進する」ことになるという。
同報告書は、溶融塩炉の利点として「高い固有の安全性、核廃棄物の低さ、核拡散の物理的防止、優れた経済性」などを挙げた。
また、TMSRは水を必要としないため、地下や乾燥地帯にも建設できるとも述べられている。
TMSRはゴビ砂漠の端の敷地に建設される予定。（提供：上海応用物理研究所）
建設は来年、中国北部甘粛省武威市近郊で開始され、2030年に全面稼働する予定だ。
原子炉からの廃棄物はゴビ砂漠の地下に保管される予定だ。
SINAPはABCのコメント要請に応じなかった。
このプロジェクトは、2060年までにカーボンニュートラルを目指す中国のキャンペーンの一環であり、北京は新型の大型原子炉や小型モジュール炉（SMR）を含むさまざまな低炭素エネルギー技術の研究に資金を提供している。
原子炉は伝統的な民生用エネルギー目的で使用されるが、 軍艦、航空機、さらにはドローンの動力源としても使用できると示唆する人もいる。。
中国の造船所は昨年、 小型TMSRを使用する巨大な原子力コンテナ船。
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従来の原子炉よりも「本質的に安全」
従来の水冷却原子炉は、水が蒸気にならないように、巨大な圧力鍋のように高圧で運転する必要がある。
溶融塩ははるかに高い温度で蒸発するため、原子炉を同じように加圧する必要はありません。
また、システムが過熱したり電力を失ったりした場合に溶けて溶融塩が貯留層に流れ込み、そこで冷却されて固まり、核反応を止めるよう設計された「凍結」塩プラグも含まれる。
専門家は、これは福島やチェルノブイリのような壊滅的なメルトダウンが起こる危険性が低いことを意味すると述べている。
もともと米国エネルギー省が開発した溶融塩原子炉の設計図。(ABC ニュース: ジャロッド・ファンクハウザー)
オーストラリア原子力協会のマーク・ホー会長は、溶融塩炉は加圧する必要がないため、水冷式原子炉よりも小型化できると述べた。
ホー博士は、ディーゼル発電機が電力の大半を供給している太平洋諸島諸国に、中国はこうした「小型」原子炉を提供できる可能性があると述べた。
「加圧されていないコア [also] 「本質的により安全な設計を意味する」とホー博士は語った。
同氏は、中国の溶融塩炉計画の初期の成功は、オーストラリアが先進的な原子力発電技術でいかに遅れをとっているかを示していると述べた。
「原子力発電の禁止によって状況は改善されない」と彼は語った。
一方、トリウムはウランよりも短寿命の放射性廃棄物を生成でき、核兵器への使用がより困難であるため、燃料としてはウランよりも潜在的な利点がある。
また、特に中国ではウランよりもはるかに豊富に存在します。
トリウムはウランよりもはるかに豊富で、オーストラリアは世界でも最大級の埋蔵量を誇ります。(ウィキメディア コモンズ: W Oelen)
SINAPの報告書によると、中国のトリウムの工業用埋蔵量は約28万トンで、インドの約34万トンに次ぐ規模だ。
これは中国の2万年分のエネルギー需要を満たすのに十分だと言われている。
このニュースは科学界に興奮を巻き起こした。なぜなら、中国の研究者らが、これまでTMSRの実現を不可能にしていた技術的課題を克服することに少なくともある程度成功したことを示唆しているからだ。
それには、放射性過熱塩の腐食性や、核分裂性ではなく核分裂親核種であるトリウムで核分裂を起こすことの難しさなどが含まれます。
トリウムは照射されてウラン233に変換される必要があり、ウラン233は原子炉で燃焼できる核分裂性物質です。
オーストラリア国立大学の名誉准教授で原子力技術者のトニー・アーウィン氏は、TMSRは「大きな可能性を秘めた興味深い技術」だと語った。
彼は、より高い動作温度は工業用途のプロセス熱の供給にも使用できると指摘した。
「[Chinese researchers] 「非常に保守的なステップを踏む傾向がある」と彼は語った。「ゆっくりと始めて、デモンストレーションを行い、次に進んでいく」
同氏は、この発電所が商業用発電所の耐用年数として予想される60年間にわたって確実に耐えられるかどうかが依然として大きな課題であると述べた。
「しかし、材料に関しては大きな進歩が遂げられている」と彼は語った。
オークリッジ国立研究所の溶融塩トリウム原子炉は 1969 年に閉鎖されました。(ウィキメディア コモンズ: ORNL)
もともと航空機向けに設計された
米国の科学者たちは、1940年代に初めて溶融塩炉の研究を開始し、航空機に搭載できるほど小型化できることを期待していた。
機能するTMSRはテネシー州のオークリッジ研究所に建設されたが、一連の問題と故障に耐え、1969年に閉鎖され、トリウムは事実上放棄され、ウランが採用された。
ゴビ砂漠に建設された2MWのTMSRは、それ以来持続的な核分裂を達成した最初のものとなった。
近年この技術に取り組んでいるのは中国の研究者だけではない。
世界最大の埋蔵量を誇るインドは長年、トリウムを動力源として開発しようと努めており、インドネシアなどの国々もTMSRに関心を示している。
原子力エネルギーとは何ですか？どのように機能しますか？
多くの民間企業も、商業用のトリウム原子炉や溶融塩原子炉を最初に稼働させようと競い合っている。
その中には、ビル・ゲイツのテラパワー社も含まれており、同社はワイオミング州に高濃縮低濃縮ウランで稼働する345MWの溶融塩化物塩冷却炉の建設を計画している。
しかし、TMSR の可能性を誰もが信じているわけではありません。
研究者らは、溶融塩炉を含むSMRからの廃棄物が 従来の原子炉から出るものよりも有害で処分が難しい可能性がある。
「溶融塩炉が建設されたとしても、確実に稼働する可能性は低い」と物理学者MVラマナ氏は言う。 原子科学者会報に書いた。
「溶融塩炉への投資はコストや労力に見合わない。」
オーストラリアへの影響は?
連邦野党は最近、次回の選挙に勝利すれば一連の原子力発電所を建設すると発表した。
しかし、アーウィン教授は、オーストラリアにとって溶融塩炉の導入を検討するにはまだ遠いと述べた。
「現時点ではそれが商業的な道だとは思わない」と彼は語った。
「これは明らかに誰もが注目し監視しているものだが、現時点での商業化の道筋は、より迅速な導入を目的とした大型または小型の軽水炉のままだ。」
カーティン大学の物理学准教授ナイジェル・マークス氏は、溶融塩炉が商業的に実現可能だと証明されれば「大きな瞬間」となるだろうと語った。
「オーストラリアが核兵器保有を決断すれば、地政学的な事情にかかわらず、我々は間違いなくそれを検討すべきだ」と彼は語った。
彼は、トリウムの用途を見つけることはオーストラリアの鉱業にとって素晴らしいことだと述べた。
「オーストラリアは世界のトリウムの10～15％を保有している」と彼は語った。
「ライナスのような希土類元素の採掘者にとって、トリウムは（軽度の）放射能を帯びた廃棄物を生み出すため、悩みの種となっている。」
カナダの原子力地域
同氏は、もしトリウムが「行き過ぎ」であるならば、ウランを使用する溶融塩炉は、廃棄物の寿命が長くなることを除けば、安全上の利点はすべて同じであるだろうと述べた。
同氏はさらに、核廃棄物の処分問題は、フィンランドやスウェーデンなどの国々がそれを地中深くに埋める計画で「解決」したと付け加えた。
「オーストラリアには、核廃棄物貯蔵の素晴らしい選択肢があります。世界最古かつ地質学的に最も安定した岩石があるだけでなく、ANSTOで開発された優れた技術もあります。 [Australian Nuclear Science and Technology Organisation]」と彼は言った。
マークス博士は、より広い視点から見ると、中国のTMSRの進歩は「科学と工学における革新の力」を示していると述べた。
「原子力反対派はSMRを指摘する [Small Modular Reactors] 「リードタイムが長く、まだ商業的に実証されていない」などと言いますが、これらはすべて真実です。
「しかし、核兵器の脅威を取り除く方法はたくさんあるという点を見落としている。各国が10年ほど投資する忍耐力さえあれば、解決策は見つかるだろう。」
「結局のところ、電気（および熱と水素）のグリーンソリューションを見つけることは、何世代にもわたる課題であり、良い道を見つけるために5年から10年待つことは大したことではありません。」
#中国ゴビ砂漠に初のトリウム溶融塩原子力発電所を建設へ