STEPコンポーネント、チェコの研究炉で試験を受ける : New Nuclear

2024 年 5 月 2 日

英国原子力庁（UKAEA）と研究センターŘež との間の協定の締結後、英国のプロトタイプ核融合発電プラントで使用する高温超電導（HTS）テープがチェコの研究炉で試験される予定です。

研究炉LVR-15（画像：CVŘ）

UKAEAは英国政府に代わって核融合エネルギー研究を実施し、MASTアップグレード（メガアンプ球形トカマク）実験を含む同国の核融合プログラムを監督するほか、最近閉鎖されたカルハムでの共同欧州トーラス（JET）を主催している。ヨーロッパ各地から集まった科学者たち。 また、同社は独自の核融合発電所の設計も開発中で、ノッティンガムシャーのウェスト・バートンにSTEP（エネルギー生産用球形トカマク）として知られるプロトタイプを建設する計画で、2040年までに運転を開始する予定だ。

複数年の施設使用契約に基づき、UKAEA とジェジュ研究センター (CVŘ) は、超電導体の効果に関するデータを提供するために、Hi-CrIS (高中性子フルエンス超電導体の極低温照射) と呼ばれる初めての試験装置を開発します。 HTS テープの超電導特性に関する核融合関連中性子スペクトルの解析。 これらは、太陽の核（摂氏約1億5000万度）の10倍の温度に達する可能性がある核融合プラズマを閉じ込めるために、STEPプロトタイププラントで使用される。

このリグは 2026 年に稼働する予定で、STEP の超電導磁気コンポーネントの設計と寿命を知るのに役立つテスト結果が得られます。 これらのコンポーネントは極低温で動作し、核融合プラズマに非常に近いため、高エネルギー中性子の高束にさらされます。

実験中、CVŘのLVR-15軽水タンク型研究炉を使用してサンプルに高エネルギー中性子が照射されます。 その後、試験装置内で輸送および測定される間、それらは -253°C に保たれます。

Hi-CrIS テスト装置を使用すると、HTS テープのサンプルを STEP の超電導磁石に期待されるのと同じ極低温まで冷却できます。 照射、輸送、測定中にサンプルの温度を維持することは、HTS テープが動作環境内でどのように劣化するかを理解する上で重要です。

STEPビルの様子（画像：UKAEA）

「私たちは、CVŘ社のLVR-15研究炉を使用した複雑な試験リグの構築と運用について、この合意に達することができて大変うれしく思っています」とUKAEAのSTEP Hi-CrIS技術リードのフィオナ・ハーデン氏は述べています。 「Hi-CrIS の目的は核融合発電所の設計にとって極めて重要であり、この重要性はこの協定を締結するために私たちと率直に協力してきた私たちのパートナーによって認識されています。

「我々は、UKAEAのカルハム・キャンパスにCVŘの代表者を迎えられることを嬉しく思い、この協定が生み出す多くの副次的利益を最大化しながら、目的を達成するためにUKAEAとCVŘの双方の緊密な協力アプローチを促進しました。」

CVŘ ビジネス開発マネージャーのマレク・ミクロス氏: 「STEP チームと協力して取り組むことは、核融合エネルギープラントのプロトタイプを開発する英国の世界をリードするプログラムをサポートする素晴らしい機会です。Hi-CrIS 試験装置はさらなる材料研究に多くの機会をもたらします。」融合用途向け。」

UKAEAは、Hi-CrISは超電導コンポーネントの試験に加えて、将来の核融合発電所の開発の可能性のための代替材料の試験も可能になる可能性があると指摘した。

STEPの第1段階の作業の目標は、今年末までに「コンセプトデザイン」を作成することだ。 英国政府はこの部分に 2 億 2,000 万ポンド (2 億 2,700 万米ドル) の資金を提供しています。 作業の次の段階には詳細なエンジニアリング設計が含まれ、プロトタイプの構築に関連するすべての許可と同意が求められます。 最終段階は建設で、2040年頃の操業開始を目指しています。目標は、2032年までに完全に進化した設計と建設承認を得て、建設を開始できるようにすることです。

STEP の技術的目標は次のとおりです。100 MW を超える予測可能な正味電力を供給すること。 発電を超えて核融合エネルギーを活用するための革新を図る。 トリチウムの自給自足を確保する。 適切な溶融条件下で材料とコンポーネントを認定する。 そしてライフサイクルコストを手頃な価格にするための実行可能な道を開発することです。

World Nuclear News による調査および執筆