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宇宙での原子力利用の科学、技術、そして落とし穴

米国は最近、月核分裂表面発電プロジェクトに基づき、2030年代初頭までに小型原子炉を月に配備する計画を発表した。これは地球周回軌道を越えて恒久的な原子力発電所を確立する初の試みとなる可能性があり、宇宙における新時代の始まりを告げるものとなるだろう。太陽エネルギーは月を使った単純な活動に電力を供給することができますが、2週間にわたる月の夜と極地での太陽光の不足によって制約を受けます。したがって、月と火星の存在を維持するには、人間のエネルギーの独立性が重要な実現要因となります。これが米国の月核計画が注目に値する理由でもある。原子力発電の約束地球上のこのテーマに関する会話では、コンパクトで高密度、信頼性の高い代替手段として原子力がよく取り上げられます。放射性同位体熱電発電機 (RTG) と呼ばれる装置は、ボイジャー宇宙船の太陽系を巡る旅に電力を供給してきました。それらはプルトニウム 238 原子核のゆっくりとした崩壊によって放出される熱を電気に変換し、塵や暗闇の影響を受けません。しかし、RTG が生成する電力はわずか数百ワットであり、機器には十分ですが、人間の居住地や産業活動には不十分です。コンパクトな核分裂炉は次の飛躍です。輸送コンテナほどの大きさのこれらの原子炉は、数十から数百キロワットを生成でき、生命維持装置、研究所、製造部門に電力を供給できます。需要面での次の飛躍は、火星の水の氷をロケット燃料と酸素に変換できる現場資源利用などの産業活動であり、これには1MWを超える継続電力が必要です。太陽光だけでは、地球の軌道を越えてこの大きさの光を確実に供給することはできません。ここが原子力発電所の魅力です。火星では、レゴリスの下に埋められた原子炉が自然の遮蔽を利用して、大量のエネルギーを生成しながら機器や住民を宇宙放射線から守ることができる。このような原子炉を月面に配備するというアイデア自体は儲かり、探検家たちの暖かい生息地を維持したり、氷を加工して水やロケット燃料を製造したり、地上移動車両のバッテリーを充電したりするのに役立つ。原子力発電の漸進的な進歩により、かつては SF の世界に限定されていた新しい技術が可能になりました。 RTG を超えて、現在では核熱推進があり、推進剤が核崩壊によって加熱されてノズルから放出されます。米国の DRACO プログラムは、2026 年までにこの技術を月周回軌道でテストする予定です。それが成功すれば、火星への旅行が数か月短縮され、乗組員の銀河宇宙線への曝露が削減される可能性があります。原子力電気推進では、原子炉で生成された電気が推進剤をイオン化し、深宇宙探査や貨物輸送ミッションに効率的な推進力を何年も提供します。法的空白宇宙における原子力に関する国際枠組みは、1992 年の宇宙における原子力電源の使用に関する国連原則 (UNGA 決議 47/68) に基づいています。これらの原則は、発電に使用されるシステムの立ち上げ状態にいくつかの手順および安全上の義務を課します。特に 3 つの原則が関連します。第 3 号は、通常時と緊急時において放射性物質の放出を防ぐために原子力発電を設計し、建設することを義務付けている。 No. 4 では、偶発的な放出の可能性が許容範囲内に低いことを確認するために、厳密な発射前の安全性分析が必要です。第 7 号は、放射性物質を伴う機能不全や大気圏再突入が発生した場合に、影響を受ける可能性のある国への迅速かつ明確な緊急通知を義務付けることで、既存の宇宙条約とさらに整合しています。ただし、この枠組みには限界があります。この原則は、発電を目的とした RTG および核分裂炉のみを対象としており、核熱/電気推進システムは対象としていません。また、安全性評価は求めているものの、原子炉の設計、運転限界、使用済み廃棄に関する拘束力のある技術基準は確立していない。重要なことは、総会決議として、原則には拘束力がないこと、つまり指針は提供するものの、強制力を与えるメカニズムがないことを意味します。これにより、ガバナンスに大きなギャップが残ります。さまざまな可能性の中でも、各国は安全性への取り組みを強いられることなく、地球軌道をはるかに超えて運転できる小型核分裂炉や推進炉の試験を開始することができる。これらの原則を超えて、宇宙条約、賠償責任条約、核不拡散条約は、合わせても部分的な保障しか提供していません。例えば、それらをすべて一緒に考えたとしても、天体の放射能汚染を防止したり、ミッション終了時に投棄される原子炉を管理したりするための拘束力のあるプロトコルは存在しない。このようなプロトコルがなければ、人類が地球外環境を完全に理解するずっと前に、核汚染によって自然のままの地球外環境が不可逆的に変化してしまう可能性があります。安全と国際アクセスとの間の緊張も最も重要です。として欧州宇宙機関の政治問題特別顧問カイ＝ウヴェ・シュローグル氏は、「天体の原子力発電所の周囲に『安全地帯』を設定することは、国家の流用や他の主体の使用の自由の制限につながってはならない」と指摘した。責任ある人種太陽系における人類の存在が拡大するにつれて、エネルギーは重要なものとなり、エネルギー源は戦略的なものになります。今のところ、宇宙条約は各国が地球軌道上に大量破壊兵器を設置することを禁じているが、平和目的での核推進については沈黙している。賠償責任条約は宇宙物体によって引き起こされる損害については扱っているが、月星間宇宙やそれ以降の原子炉に関係する事故については明確になっていない。こうした理由から、各国の技術力に見合った法的枠組みを早急に更新する必要があり、そうしないと州境を越えて長期にわたる影響をもたらす可能性のある事故のリスクが生じる。実際、そのような事故が起きた場合、第二次冷戦とは言わないまでも、有望な核の夜明けはすぐに核の黄昏に変わるだろう。インドの瞬間インド自体が戦略的な転換点に立っています。インド宇宙研究機関（ISRO）と原子力省の提携は強力な力となる可能性がある。国内で開発された宇宙炉は、永久に影に覆われたクレーターで月面活動に電力を供給し、火星の現場での継続的な資源利用を可能にし、総合的に深宇宙イノベーションにおけるインドのリーダーシップを実証する可能性がある。しかし、インドでも世界でも、責任ある原子力の未来は改革から始める必要がある。国連の 1992 年原則は、推進炉を明示的に含め、安全基準を確立し、使用済み廃棄基準を定義するために更新されるべきです。国連宇宙空間の平和利用委員会は、安全な打ち上げ、汚染の防止、核システムの廃棄を管理するための拘束力のある環境プロトコルを採用する必要がある。この目的を達成するために、国際原子力機関をモデルとした多国間監視メカニズムにより、設計を認証し、コンプライアンスを検証し、透明性を高めることができます。とはいえ、テクノロジーだけでは私たちの未来を守ることはできません。一貫した法的および倫理的枠組みがなければ、宇宙で原子力技術を拡大する取り組みは紛争に発展する可能性があります。特にインドは、安全な核の実践を擁護することで支援することができ、かつて非同盟外交で行ったことと同じことを宇宙エネルギーに関して行うことができる。つまり、野心と自制のバランスをとることで多極時代の規範を形成するということである。Shrawani Shagun は、環境の持続可能性と宇宙ガバナンスに焦点を当てている研究者です。 発行済み - 2025 年 12…