(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の耐震指針を大きく変えることなく2日間以降の事故進展を止められてかつ、再生可能エネルギーを強調した原子力発電施設を提供する。【解決手段】選択的使用済み酸化物核燃料を酸化物のまま再利用する再生核燃料集合体を使う。炉心にはジルコニウムを使わない。冷却材は気体にする。格納容器は第1格納容器、第２格納容器、核燃料集合体地下格納容器の3つに分ける。再生可能エネルギーを強調した原子力発電施設。【選択図】図５
2020183877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生酸化物核燃料（１００）は、ウラン酸化物及び超ウラン元素酸化物を主成分とする選択的使用済み酸化物核燃料を細粒化してなり、
再生核燃料棒（１１０）は、セラミック製被覆管（１０３）の中に上記再生酸化物核燃料（１００）を円柱形に整形してなる再生酸化物核燃料円柱（１０２）を多数個堆積してなり、
セラミック製部分チャンネルボックス（１０４）は、セラミック製の断面が正方形の筒であり、側壁に多数の貫通孔があり、
再生核燃料集合体（１２０）は、セラミック製チャンネルボックス（１０４）の中に多数本の再生核燃料棒（１１０）を正方格子状に配列してなることを特徴とする。
【請求項２】
十字型制御棒（２２０）は、4枚の制御翼（２１０）を十字型に成型してなり、
制御翼（２１０）は直方体の鍛造銀合金箱（２０３）の中に中性子吸収材板（２０２）を多数枚堆積してなり、
中性子吸収材板（２０２）は炭化ホウ素を板状に焼結してなることを特徴とする十字型制御棒（２２０）。
【請求項３】
多数本の正方格子状に配列された請求項２の十字型制御棒（２２０）と、当該十字型制御棒（２２０）に隣接させた請求項１の再生核燃料集合体（１２０）と、気体冷却材からなることを特徴とする再生的炉心。
【請求項４】
再生可能エネルギー的原子力発電施設は、
原子炉（４１０）と、第１格納容器内空冷管（４５０）とを内蔵した第1格納容器（４００）及び、
ガスタービン（５１０）と、冷却材空冷器（５２０）と、発電機（５３０）と、第2格納容器内空冷管（５４０）とを内蔵した第2格納容器（５００）及び、
新品の再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器と使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器とを仮置きする核燃料集合体地下格納容器（６００）からなり、
原子炉（４１０）は、請求項３の再生的炉心と、前記再生的炉心を内包する原子炉容器（４２０）と、気体冷却材を循環させる循環ポンプ（４３０）と、請求項２の十字型制御棒（２２０）を駆動させる制御棒駆動機（４４０）からなり、
原子炉容器（４２０）は、円筒状容器の上部に着脱可能な蓋を敷設してなる鋼製容器であり、
第1格納容器（４００）及び第２格納容器（５００）の外側面上部に、フィルタ付排気筒と外付分電盤が敷設され、
核燃料集合体地下格納容器（６００）は第1格納容器（４００）の外に隣接させた地下に敷設する乾式の格納容器であり、
第1格納容器（４００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Sクラスの強度を持ち、
第２格納容器（５００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Bクラスの強度を持ち、
核燃料集合体地下格納容器（６００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Cクラス以上の強度を持っていることを特徴とする再生可能エネルギー的原子力発電施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能エネルギーである原子力による発電に関する。
【背景技術】
【０００２】（公序良俗違反につき、不掲載）それらに何らかの事故等があった時日本に影響が及ぶ。原子力技術がなくなっていれば日本は対処の術がない。善人悪人老若男女を問わず、何らかの支援をしなければならない。そのためには、技術改良などにより原子炉を細々でも建設し続けねばならない。（公序良俗違反につき、不掲載）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
今迄の様な原子炉で大規模に原子力発電を続ける事は困難になっている。その結果、累積した使用済み酸化物核燃料の減少も困難である。仮に、再処理作業が可能となりウランとプルトニウムの分離が可能となりプルトニウムのプルサーマルが可能となっても、ウランをすんなりと地表・地中処分ができるのか疑問である。
原子力の良い面としては、再処理がうまくいけば再生可能エネルギーと見なしてもいいのではないか。福島のことを考えると、そのままではなく、多少目先を変え再生可能エネルギーであることを強調し、最初は小型炉に適用しゆくゆくは大型炉に取り入れられるようにしたい。
先の福島事故は悲惨ではあったが、原子炉は冷態停止状態になり、2日間くらいはなんとか持ちこたえていたように見受けられた。耐震設計は効果があった様に見受けられる。特に、耐震設計審査指針（昭和56年7月20日改定）に述べられているように、建設、運転段階における安全性の確保のために“残余のリスク（基準地震動を上回る地震動の発生によるリスク）”の可能性に対して払われていた考慮が係数として設計に織り込まれていた。
建物・構造物および機器配管系を最重要なSクラスから,Bクラス,Cクラスに分類していた。Sクラスのものに対しては、原子力発電所の耐震設計では、基準地震動Ssを次のように策定する。「敷地毎に震源を特定して地震動を策定する」「震源を特定せずに地震動を策定する」と２つ考える。その上で「水平方向の地震動を策定する。垂直方向の地震動も策定する」。
上記を踏まえて、設計時の地震力は以下のようにする。
水平方向の地震動の策定について。
Sクラスのものに対しては、基準地震動による動的な地震力の3倍および一般建築物で用いる静的地震力の3倍の係数を使って設計し建造していた。
Bクラスのものに対しては、一般建築物で用いる静的地震力の1.5倍の係数を使って設計し建造していた。
Cクラスのものに対しては、一般建築物で用いる静的地震力と同じとして設計し建造していた。
鉛直方向の地震動の策定について。
設計用水平地震力と適切に組み合わせて設計し建造していた。前記に加えて次の様にして弾性限界状態に留まることを把握する。
弾性設計用地震動SdはSsに基づいて工学的判断により策定する。Sdに対して概ね弾性限界状態に留まることを把握する。
2日間以降の事故進展要因を十分に考慮して再生可能エネルギーとして原子力を強調することは可能だろう。例えば、
a.水ジルコニウム反応の抑制。
b.浸水被害の低減。
c.格納容器内使用済み核燃料集合体の対応。
d,その他、可燃物は格納容器内に内蔵させない。非常用電源の屋内ジーゼル発電機は採用しない（給油用油を４日間断絶することなく供給する事は重荷である）。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
手段1は再生核燃料集合体（１２０）である。
再生酸化物核燃料（１００）は、ウラン酸化物及び超ウラン元素酸化物（プルトニウムやネプツニウムやアメリシウムやキューリウムの酸化物）を主成分とする選択的使用済み酸化物核燃料を細粒化してなる。
再生核燃料棒（１１０）は、セラミック製被覆管（１０３）の中に上記再生酸化物核燃料（１００）を短尺の円柱形に整形してなる再生酸化物核燃料円柱（１０２）を多数個堆積してなる。
セラミック製部分チャンネルボックス（１０４）は、セラミック製の断面が正方形の筒であり、側壁に多数の貫通孔がある。
再生核燃料集合体（１２０）は、セラミック製チャンネルボックス（１０４）の中に多数本の再生核燃料棒（１１０）を正方格子状に配列してなることを特徴とする。
厄介ものの大量の使用済み酸化物核燃料を減少させるためであるから、純度を高める必要は無い。核燃料は昔と違って貴重品ではなく、製造にも経験を積んできたから再生核燃料集合体（１２０）は精密に作るほどのものではない。
使用済み核燃料集合体の高さ方向上部1/3以上は、核分裂性物質が多い。原子炉運転中は、上部への中性子漏洩があるため核分裂性物質の燃焼が緩やかである。したがって、核分裂性物質が燃え残っている。
軽水炉からの使用済核燃料集合体では、上部1/3程度の成分は、ウラン235の濃縮度が1％以上で、プルトニウムの富化度が1%以上の場合があり、当該上部1/3にある使用済み酸化物核燃料を選択的使用済み酸化物核燃料と呼ぶことにした。ただし、軽水炉使用済核燃料集合体のうち、上端に中性子反射等の観点から天然ウランや劣化ウランの酸化物を搭載しているものがある時は、当該天然ウランや劣化ウランの酸化物は除外する。
その他、穴開きとかで早期に取り出した核燃料集合体では、高さ方向平均のウラン235の濃縮度が2％以上の場合があるからこれも選択的使用済み酸化物核燃料として使う。
細粒化した選択的使用済み酸化物核燃料を振動（遠心分離機に掛けてもよい）させると、軽重量の核分裂生成物は表面に浮き上がるから、表面を捨て去れば、酸化ウランや酸化プルトニウムなどの超ウラン元素の酸化物が底部に沈殿し細かく砕いて再生酸化物核燃料（１００）とする。
再生酸化物核燃料（１００）にビスマスや鉛のような低融点金属の微粒子を混合して円柱形の型枠に嵌めて振動充填して密度を高めて長さが10cm程度で直径が2cm程度の再生酸化物核燃料円柱（１０２）となす。振動充填の過程で低融点金属が軟化して再生酸化物核燃料（１００）粒子の隙間を埋める。実効密度は焼結密度の70%程度になる。長期間燃焼させるわけではないから粗末なものでよい。再生酸化物核燃料（１００）をそのまま細粒化して圧力により整形するか焼結するかは設計の問題である。
燃料用セラミック製被覆管（１０３）は、例えばアルミナにイットリア(Y2O3)を添加して焼結させた鞘である。カーボンロッドや炭化ケイ素の鞘でもよい。冷却材に水または過熱蒸気が使われて事故が生じても、ジルコニウム水反応を心配しなくて済む。
なお、燃料用セラミック製被覆管（１０３）は、肉厚が２ミリメートル程度あればステンレスでもよい。ステンレス水反応が生じてもクーロン力で連鎖的にステンレスが砕け散り難いと考えられる。
セラミック製部分チャンネルボックス（１０４）は、例えばアルミナにイットリアを添加して焼結させた枠の所々に貫通孔をあける。セラミック製チャンネルボックスは炭化ケイ素から作成された実績がある。
【０００５】
手段２は十字型制御棒（２２０）である。
十字型制御棒（２２０）は、4枚の制御翼（２１０）を十字型に成型してなる。
制御翼（２１０）は直方体の鍛造銀合金箱（２０３）の中に中性子吸収材板（２０２）を多数枚堆積してなる。
中性子吸収材板（２０２）は炭化ホウ素を板状に焼結してなる。
鍛造銀合金箱（２０３）は銀合金を鍛造した鍛造銀合金を箱型に整形してなる。例えば、銀が80wt%でパラジウムが20 wt%の銀合金を鍛造すると融点が900℃で高温強度が高く、水や過熱水蒸気とは急激な反応はしない。インジウムを若干添加すると中性子吸収作用が高まるが、融点は下がる。
炭化ホウ素は色々あるがB4Cは安定でホウ素分が多い。硬い粉状のB4Cを焼結することにより充填度が高まる。万一、鍛造銀合金箱（２０３）に貫通孔が生じても当該箱から零れ落ちることはない。
中性子吸収材板（２０２）は、板状のステンレスまたは銀合金（銀とパラジウム、銀とインジウム）の中にB4Cまたは硼砂またはエルビア（Er2O3）またはイットリア(Y2O3) またはユーロピア（Eu2O3）またはハフニア(HfO)を添加すると中性子吸収作用が強まる。鍛造銀合金箱（２０３）に貫通孔が空いてもB4Cが冷却材中に出てくることが抑制できる。
制御翼（２１０）は加圧型軽水炉の制御棒に使われているAg-In-Cdの銀合金でもよい。高温強度にはやや難がある。
【０００６】
手段３は再生的炉心である。原子炉の炉心とは核燃料が存在し核分裂反応が起こり得る領域である。
再生的炉心は、多数本の正方格子状に配列された手段２の十字型制御棒（２２０）と、当該十字型制御棒（２２０）に隣接させた手段１の再生核燃料集合体（１２０）と、気体冷却材からなることを特徴とする。
四季がハッキリしている日本では、5か月運転―1か月燃料交換休止が効果的である。稼働率は（5/(5+1)）の80%である。十字型の制御棒を選択しているから燃料交換は1/4毎であると燃料交換がし易い。燃焼が進んで使用済となった核燃料集合体を炉心の外に出し、代わりにそこに新品の核燃料集合体を装荷するのを平衡炉心と呼ぶことにする。
1/4交換の平衡炉心では、運転再開のための1/4の新たな再生核燃料集合体（１２０）として、使用済みとなっていた再生核燃料集合体（１２０）から酸化物核燃料を再生して利用する。
使用済み再生核燃料集合体（１２０）が十分に累積していないうちは、累積している従来の軽水型原子炉から取り出された選択的使用済酸化物核燃料を再生酸化物核燃料（１００）として使う。
軽水炉からの使用済核燃料集合体では、上部1/3程度の成分は、ウラン235の濃縮度が1％以上で、プルトニウムの富化度が1%以上の場合がある。
ウラン235の濃縮度とは、全ウラン中のウラン235の割合（重量割合）である。プルトニウムの富化度とは、全核物資中のプルトニウムの割合（重量割合）である。天然ウランよりも多くの核分裂性物質を含有している。
気体冷却材は、窒素や炭酸ガスやアルゴンガスやヘリウムや過熱水蒸気である。
ヘリウムや炭酸ガスや過熱水蒸気のような気体は、高速中性子を減速させる作用が弱い。ウラン238は中性子を吸収して核分裂性プルトニウム239になる割合が大きい。プルトニウム239や241といった核分裂性プルトニウムは、高速中性子と反応すると大部分が核分裂する。高速中性子に対して、ウラン238も核分裂に寄与する。
従来の炭酸ガス冷却熱中性子炉（東海発電所に建設されたコールダホール型炉）は、天然ウランを核燃料とし、減速材である黒鉛を大量に内蔵させていたためウラン235は急激に減少し、ウラン238から核分裂性プルトニウム239は生成されるものの急激に燃焼するため使用済み核燃料中には少ない。
本発明の炉心でも核分裂性物質であるウラン235は生成されないから核反応をして焼損してゆくため緩やかに減少する。一方、核分裂性プルトニウム239は、核反応をして焼損するよりもウラン238から核分裂性プルトニウム239が多く生成される。核分裂性プルトニウム241は、核反応をして焼損するよりもプルトニウム240から核分裂性プルトニウム２４１が多く生成される。その結果、核分裂性プルトニウムは増加する。
再生核燃料集合体（１２０）を燃焼させていくうちに、含有する核分裂性物質（ウラン235やプルトニウム239やプルトニム241）割合が再生核燃料集合体（１２０）の装荷時に含有する核分裂性物質割合よりも高くなる。その後も更に燃焼させていくと核分裂性プルトニウムが多くなるに連れて核反応をして焼損するのも多くなり、結局含有する核分裂性物質割合の増加は止まりやがては減少に転ずる。
初期に炉心が未臨界であっても、主にプルトニムからの自発中性子により低出力ではあるが出力運転できる。燃焼が進めばプルトニウム富化度が増加し無限増倍係数が大きくなり出力が増加する。PWRでは出力分布調整や検査のために定格出力以下で1000MWd/t程度は燃焼させる例がある。
最初から高出力を望むなら、高濃縮ウラン酸化物（軽水炉からの余剰未燃焼核燃料集合体なら3w%）や高富化度プルトニム酸化物（20w%程度。高速炉からの余剰核燃料集合体なら20w%）からなる核燃料集合体を若干装荷する。
冷却材流量減や漏洩により気体冷却材密度が減少し、中性子吸収が減少して無限増倍係数が増加したとしても、小型原子炉であるなら炉心外への中性子漏洩により実効増倍係数が大幅に増加することはない。気体冷却材密度が減少すると酸化物核燃料温度が増加するから熱膨張し核燃料密度が減るから無限増倍係数が減少する。弱いながらもドップラー効果によっても無限増倍係数が減少する。
気体冷却材の純度は大まかでよい。発電原価は風力発電程度でよしとするなら原子炉性能（例えば超高温化、高燃焼度化、高出力密度）を厳しく追及する必要はない。
気体冷却材が過熱水蒸気なら、燃料交換等での原子炉停止時に液体の水で満たして作業ができるため、作業員の放射線被ばくを抑制できる。
窒素や炭酸ガスやアルゴンガスやヘリウムであっても、燃料交換等での原子炉停止時に前記ガスを一旦貯蔵庫に格納し炉心を液体の水で満たして作業してもよい。運転開始時に水を抜けばよい。運転開始は、核加熱で液体の水を水蒸気にして排出してから、窒素や炭酸ガスやアルゴンガスやヘリウムを貯蔵庫から注入する。
月ロケット打ち上げ時には原子炉は未臨界（自発中性子源があるから低いながらも出力が出ている）で、月に到達してから臨界稼働させることにより、燃焼が進むにつれて出力が上昇するように核燃料成分を調節することもできる。
【０００７】
手段４は再生可能エネルギー的原子力発電施設である。
再生可能エネルギー的原子力発電施設は、
原子炉（４１０）と、第１格納容器内空冷管（４５０）とを内蔵した第1格納容器（４００）及び、
ガスタービン（５１０）と、冷却材空冷器（５２０）と、発電機（５３０）と、第2格納容器内空冷管（５４０）とを内蔵した第2格納容器（５００）及び、
新品の再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器と使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器とを仮置きする核燃料集合体地下格納容器（６００）からなる。
核燃料集合体輸送容器は、原子炉容器（４２０）の代わりということである。
原子炉（４１０）は、手段３の再生的炉心と、前記再生的炉心を内包する原子炉容器（４２０）と、気体冷却材を循環させる循環ポンプ（４３０）と、手段２の十字型制御棒（２２０）を駆動させる制御棒駆動機（４４０）からなる。
原子炉容器（４２０）は、円筒状容器の上部に着脱可能な蓋を敷設してなる鋼製容器である。
第1格納容器（４００）及び第２格納容器（５００）の外側面上部に、フィルタ付排気筒と外付分電盤が敷設されている。
核燃料集合体地下格納容器（６００）は第1格納容器（４００）の外に隣接させた地下に敷設する乾式の格納容器である。
第1格納容器（４００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Sクラスの強度を持つ。
第２格納容器（５００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Bクラスの強度を持つ。
核燃料集合体地下格納容器６００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Cクラス以上の強度を持っている。
非常用の電源である非常用発電機は、外付分電盤に接続できる当該発電所の山側複数個所に格納した可搬型発電機である。
第1格納容器（４００）と第２格納容器（５００）とは連通管で連通してなる。
基準地震動Ssを策定する際、従来は「敷地毎に震源を特定して地震動を策定する」と、「震源を特定せずに地震動を策定する」２つであった。しかし、本発明の原子力発電所では、基準地震動Ssを策定する際、「敷地毎に震源を特定して地震動を策定する」と、「震源を特定せずに地震動を策定する」または「当該発電所境界から陸地側例えば200km以内における過去文献や地層調査で震源を推定して地震動を策定し、福島第一サイト級津波では破局的破壊が起きないようにするため近隣海底地震動の観測を強化し予兆を観測したら出力を定格出力の半分以下にする」に改めてもよい。全世界の原子力発電所の地震動を考える際、先の福島事故における地震動を触れないわけにはいかない。事故が生じて困るのは近隣住民や国民や電力小売社だけでなく当該発電所運営・管理・所有社である。
【０００８】
原子力発電所は、原子炉で発生する核分裂の熱エネルギーを電気エネルギーに転換するように設計された発電用原子炉施設を敷設した発電所である。
原子炉は核分裂連鎖反応を制御しながら持続させる装置である。
格納容器は、事故等により冷却材配管や原子炉容器が破損した際、放射性物質が外部に流出するのを防ぐまたは抑制する容器である。
冷却材空冷器（４０５）はガスタービン（４０４）で仕事を終えた冷却材を空気で冷やし、冷えた冷却材を原子炉容器（４０１）に戻す。
原子炉を制御するための電気動力は電源盤から供給される外部電源である。
電気動力が全て失われた場合を想定して非常用発電機が数台用意されている。
第1格納容器（４００）内の機器（例えば、制御棒駆動機（４４０）、換気装置、スプリンクラ）の電気は、第1格納容器（４００）内の分電盤を介して分配される。制御棒駆動機（４４０）、換気装置、スプリンクラの動力源はバッテリーを主とし、補助的に分電盤からの電気とする。各種ケーブルは耐熱防水でなければならない。
非常時には非常用発電機からの電気が外付分電盤から機器に分配される。定期検査時のクレーン、照明、小型測定機器等は、原則として各機器に付属したバッテリーで駆動させる。
第２格納容器（５００）内の機器（例えば、各種ポンプ）の電気は、第２格納容器（５００）内の分電盤を介して分配される。非常時には非常用発電機からの電気が外付分電盤から機器に分配される。定期検査時の小型測定機器等は、原則として各小型測定機器に付属したバッテリーで駆動させる。
本発明は、従来型の大型炉にも応用が可能である。
耐テロ対策については、これだけ頑丈にできているからよしとする。原子力発電割合５０％時代に向けての耐テロ設計審査指針が出るまでは考慮しない。再生可能エネルギーも原発も耐テロも国事事項であるから、国費の支援に見合った対策をとる。本発明の原子炉が原爆の直撃を受けても、本原発は爆発の威力を低減させる効果がある。
【発明の効果】
【０００９】a.再生核燃料集合体（１２０）や十字型制御棒（２２０）はジルコニウムを含有しないため水ジルコニウム反応による発熱の抑制ができた。b. 外付分電盤により浸水被害の低減ができた。c. 核燃料集合体輸送容器に搭載して再生核燃料集合体（１２０）を仮置きする核燃料集合体地下格納容器（６００）をCクラスと具体的に分類できた。原子炉を内蔵した第1格納容器（４００）の負担が簡素化出来て、定検や事故時の対応が迅速化できる。d累積した使用済み酸化物核燃料は、プルトニウムだけを単独で抽出することなしに、再び酸化物核燃料として再生させ原子炉の酸化物核燃料として使用し、累積する使用済み核燃料を削減できる。e,累積した使用済み酸化物核燃料を再生して、ウランも減少させることが出来た。図６は各種電源の発電単価である。地球に優しいとして喧伝されている再生可能エネルギー使用の発電単価は、バイオマス24円/kwh、太陽光14円/kwh（地方銀行要請により18円/kwhだろう。主力電源にすると2倍以上）、風力36円/kwh（恣意的）値がある。水力発電原価は極端に安いが、再生可能エネルギー発電だから太陽光発電原価よりも１円程度安くても許されるはずである。自由化の今、地方個人銀行は困難を呈している。かつての護送船団方式と似てなくもない。使い勝手の良い石油価格は石炭価格を若干下回るように設定されているのだろう（昔、石油価格は10$を下回っていた）。クリーンとされる天然ガス価格は石油価格を上回るように加算されているのだろう。エネルギー価格は、圧倒的に量が多い石炭の採掘運搬価格が基準になっている筈である。風力発電を再生エネルギー発電の部類に入れているのには違和感がある。何を再生しているのか。空気成分の運動エネルギーを電気に変えているから何も再生しない。風車敷設地と消費地都会の自然環境を変えている筈である。石炭と原子力潰しに、ならなりふり構わない。原子力発電も再生可能エネルギー使用の発電であると見做せるから、付加価値のつけようによっては原子炉を使っての発電単価は、風力の36円/kwh悪くても18円/kwhを下回ればよしとなり得る。この価格なら色々な原子力発電が考えられる。再生可能エネルギー使用の発電量の不足時には高い価格で売電することができる。（公序良俗違反につき、不掲載）小型原子炉を搭載した原子力発電所であれば東京都の川縁にでも建設できる。図の脚注にあるように、再生可能エネルギー発電は主力電源とするには問題がある。原発の補完があれば主力電源になり得る。ここしばらくは大型原発が前面にでてくるのは困難であり原発技術の途絶の心配がある。本発明を取り入れた小型原発なら70%程度の人々に受け入れられる可能性がある。規模が小さいから安全だと思い込んでいる再生可能エネルギー発電のように小型なら受けが良い。革新的ではないが現在の科学技術知見を取り入れた原子炉技術を小型炉（165MWの東海1号炉や357MWの敦賀1号炉。もっと小さい出力炉を多数基集中敷設することは範疇に無い）で培い、それを人口減の社会（作業技術者も不足）に適した大型炉に反映することを目指す。大型炉が成功したら定期検査や運転は製造会社にゆだねる（過度な被曝低減を抑制できる。地元作業への過度の配慮を少なくできる）。AI技術が駆使されるであろう。過去に大津波が来た地��に家を建てることは行政で禁止すべきだろう。多人数を集めた工場や企業は自らが敬遠する。本来なら許認可してはいけない。（公序良俗違反につき、不掲載）発電単価低減を目指してきた旧電力社は小型原子炉を受け入れがたい。敷地面積当たりの出力密度が小さい再生可能エネルギーの仲間となり得る小型原子炉を受け入れられるのは、新電力社を発展させた新々電力社だろう。1番を目指さなくても良い、頑張らなくても良い気楽な生活を望む時代では大送電網を必要としない小型分散炉もあり得るだろう。しかし、過疎化が進み財源不足に陥るから、都市からやや離れた地域ではやがて大型炉誘致合戦が始まる。気楽な生活を望む時代にあっても頑張る一定数の人は存在するから発電は大型炉、輸送や特殊用途には小型炉といった棲み分けが起こる。凹凸の激しい日本は都市が分散しているから、原子炉も小型にして分散配置するのも悪くない。人間活動がまだ不活発だった時代に、千年に1度くらいは起きていた大温暖化（別名超温暖化）が、突然襲ってくるかもしれない。その時、各国の気候がどのようになるのかは想定し難い。現今の気候に適した再生可能エネルギー利用が通用するかは不透明である。本発明の原発なら対応でき、現今の気候に適した再生可能エネルギー技術を利用し続けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
再生核燃料集合体（１２０）及び再生可能エネルギー的原子力発電施設に係わる実施例を示した。
【実施例１】
【００１１】
図1は、手段1の再生核燃料集合体（１２０）の概観図である。
非特許文献１、非特許文献2、特許文献１、特許文献2に見る従来の核燃料集合体を参考にして作成した。
再生核燃料棒（１１０）は、セラミック製被覆管（１０３）の中に再生酸化物核燃料（１００）を短尺の円柱形に整形してなる再生酸化物核燃料円柱（１０２）を多数個堆積してなる。
セラミック製部分チャンネルボックス（１０４）は、セラミック製の断面が正方形の筒であり、側壁に多数の貫通孔がある。
再生核燃料集合体（１２０）は、セラミック製チャンネルボックス（１０４）の中に多数本の再生核燃料棒（１１０）を正方格子状に配列してなる。
再生核燃料棒（１１０）の間は冷却材通路となっており、気体冷却材が流れている（過熱水蒸気の場合、停止時には液体の水）。核燃料棒から発生した熱は冷却材に伝達される。再生核燃料棒（１１０）下端から入った低温の気体は上端に向かって流れる。
隣接する再生核燃料集合体（１２０）の間の制御棒通路にも気体が上に流れている。十字型制御棒（２２０）は冷却材が流れる制御棒通路の中を上下に動ける。十字形制御棒（２２０）に敷設されているローラにより、十字型制御棒（２２０）は隣接するセラミック製部分チャンネルボックス（１０４）の間を滑らかに上下動できる。当該制御棒の多くは、出力運転時には炉心の上または下に移動されている。
セラミック製部分チャンネルボックス（１０４）に穴を開けたのは、中性子吸収をできるだけ減らすためである。更に、当該チャンネルボックス内外における気体の圧力を同じにして、当該チャンネルボックスが変形するのを抑制するためである。
再生核燃料棒（１１０）は、大気圧の約3倍程度のヘリウムを内封する直径約20mm長さ１m程度の中空円筒形鞘であるセラミック製被覆管（１０３）と、当該被覆管の上下開口端を気密閉塞するセラミック製またはステンレス製の上部端栓及び下部端栓と、上部スプリングと、上部プレナムと、当該被覆管内に装填される再生酸化物核燃料（１００）を円柱状に焼結してなる多数個の再生酸化物核燃料円柱（１０２）から構成されている。
下部端栓は2段になっていて、上側の下部端栓傘部と下側の下部端栓軸部とからなる。下部端栓軸部は、下部端栓軸差込部に差し込まれる。下部端栓傘部の上は当該被覆管に直結している。
セラミック製被覆管（１０３）の表面に釉薬を塗布しておくと、セラミックが気体を透過するのを抑制できる。釉薬を塗布しなくてもセラミックを十分焼結して密度を高めておけば気体を透過するのを抑制できる。セラミック製被覆管（１０３）はアルミナやジルコニアや炭化珪素を焼結してなる。
【特許文献１】：特願2016-142666「精製搬出所対応超ウラン元素核燃料集合体」
【特許文献２】：特願2016-239948「超ウラン元素を核燃料としてボイド反応度係数が正の炉心を有する沸騰水型原子炉の冷却設備及び起動方法」
【非特許文献１】：オーム社、平成２１年、岡芳明他「原子力教科書  原子力プラント工学」
【非特許文献２】：同文書院、1982年、三島良積「核燃料工学」
【実施例２】
【００１２】
図2は手段２の十字型制御棒（２２０）の概観図である。
十字型制御棒（２２０）は、4枚の制御翼（２１０）を十字型に成型してなる。
制御翼（２１０）は直方体の鍛造銀合金箱（２０３）の中に中性子吸収材板（２０２）を多数枚堆積してなる。
中性子吸収材板（２０２）は炭化ホウ素を板状に焼結してなる。
中性子吸収材板（２０２）は鍛造銀合金でもよいが重いため当該制御棒を動かすのに難がある。
鍛造銀合金箱（２０３）はむき出しであったり、ステンレスの板で覆っていたりする。
センタポストは断面が十字形の垂直方向に長い直方体である。ステンレス製とする。鍛造銀合金でもよいが重いため当該制御棒を動かすのに難がある。
当該制御翼（２１０）の鍛造銀合金箱（２０３）の下端蓋側面にローラを敷設する。蓋の内側にバネを敷設することにより高さ方向膨張に対応できる。鍛造銀合金箱（２０３）の横方向膨張を抑制するために膨れ防止ネジで拘束する。
制御翼（２１０）における核燃料集合体に面していない側面の翼接合板をセンタポストの十字部分に接続する。
膨張許容空間はB4Cが中性子を吸収した時発生するヘリウムガスのガス溜めである。
中性子吸収材板（２０２）側面または翼接合板内側にバネを敷設することにより水平方向膨張に対応できる。薄肉中空細管をバネとしてもよい。
【実施例３】
【００１３】
図３は手段３の再生的炉心の概観図である。
原子炉の炉心は、多数本の正方格子状に配列された手段２の十字型制御棒（２２０）と、当該十字型制御棒（２２０）に隣接させた手段１の再生核燃料集合体（１２０）と、気体冷却材からなる。
核拡散が問題視されている現状では、従来の様な再処理（プルトニウム原爆製造のためのピューレックス法）では、ウランとプルトニウムが分離して抽出されるため核保有国や近隣非核保有国から非難を受ける。
本発明の炉心は、ボイド反応度係数が正になる傾向がある。そんな原子炉の起動方法は、特許文献2に詳しく記載されている。
【実施例４】
【００１４】
実施例４は、手段４の再生可能エネルギー的原子力発電施設である。
図４は原子炉（４１０）の概観図である。
原子炉（４１０）は、手段３の再生的炉心と、前記再生的炉心を内包する原子炉容器（４２０）と、気体冷却材を循環させる循環ポンプ（４３０）と、手段２の十字型制御棒（２２０）を駆動させる制御棒駆動機（４４０）からなる。
原子炉容器（４２０）は第1格納容器（４００）に内蔵されている。
原子炉容器（４２０）は、円筒状容器の上部に着脱可能な蓋を敷設してなり、冷却材及び再生的炉心を搭載する炉心槽を内蔵している鋼製容器である。
原子炉容器（４２０）は、500℃で40気圧程度の気体（例えば、過熱水蒸気、炭酸ガス、ヘリウム）に耐えられるような鋼製容器である。
再生核燃料集合体（１２０）の上部は上部炉心格子板で支持され、当該核燃料集合体の下部は下部炉心格子板で支持されている。
核反応の制御は、十字型制御棒（２２０）の上下操作でなされる。十字型制御棒（２２０）は駆動モータを主体とする制御棒駆動機（４４０）で上下に動かされる。
核燃料で発生した熱は炉心槽に流入した低温気体に伝達され、当該気体は高温気体となり、当該高温気体は高温管（４１１）の中を通ってガスタービン（５１０）に向かう。ガスタービン（５１０）で仕事を終えて低温になった低温気体が低温管（４１２）から循環ポンプ（４３０）で昇圧されて原子炉（４１０）に戻る。
炉心槽の上部と原子炉容器（４２０）は仕切板で仕切られていて、原子炉（４１０）に戻った低温気体は下方にのみ流れる。
高温管（４１１）と低温管（４１２）には隔離弁が敷設されていて、大事故時には第1格納容器（４００）と第２格納容器（５００）間の気体往来を遮断する。
炉心槽の断面形状は円形でも角丸四角でもよい。
タービン建屋が浸水しても、タービン建屋内のものから直接放射能を放出する物はない。しかし、原子炉から漏洩した放射能がタービン建屋内に入りタービン建屋を経由して間接的に放射能が外部に漏洩することはあり得るから遮断が重要である。
図５は再生可能エネルギー的原子力発電施設の概観図である。
再生可能エネルギー的原子力発電施設は、
原子炉（４１０）と、第１格納容器内空冷管（４５０）とを内蔵した第1格納容器（４００）及び、
ガスタービン（５１０）と、冷却材空冷器（５２０）と、発電機（５３０）と、第2格納容器内空冷管（５４０）とを内蔵した第2格納容器（５００）及び、
新品の再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器と使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器とを仮置きする核燃料集合体地下格納容器（６００）からなる。
核燃料集合体輸送容器は、原子炉容器（４２０）の代わりということである。核燃料集合体地下格納容器（６００）内は空冷管により冷却されている。
原子炉停止中に、新品の再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器と、使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載すべく空の核燃料集合体輸送容器とを核燃料集合体地下格納容器（６００）に搬入する。
新品の再生核燃料集合体（１２０）は移送管を通って核燃料集合体地下格納容器（６００）から第1格納容器（４００）に、使用済みの再生核燃料集合体（１２０）は第1格納容器（４００）から核燃料集合体地下格納容器（６００）に移動する。
使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器と、新品の再生核燃料集合体（１２０）を搭載して来た空になった核燃料集合体輸送容器とを核燃料集合体地下格納容器（６００）から搬出する。空になった核燃料集合体輸送容器にも使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載すれば、核燃料集合体輸送容器には半分ずつの使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群が搭載できる。取出したばかりの使用済みの再生核燃料集合体（１２０）はかなりの崩壊熱を発するから熱除去の上から半分ずつにするのは良いことである。
第1格納容器（４００）及び第２格納容器（５００）の外側面上部にフィルタ付排気筒と、外付分電盤が敷設されている。
第1格納容器（４００）及び第２格納容器（５００）は連通管で連通している。事故等により第1格納容器（４００）内の気体が過度に充満した場合は、連通管を通って第２格納容器（５００）に流れる。当該連通管には隔離弁が付いていて必要に応じて開閉する。
第1格納容器（４００）上部に第１格納容器内空冷管（４５０）が敷設されている。第１格納容器内空冷管（４５０）はポンプPと当該第1格納容器内に引き回されている配管からなる。冷たい外気を管の中に導いて、第1格納容器（４００）内の熱で暖められた空気は外に排気される。
原子炉（４１０）が過度に高温になった時、低融点合金放散器で低融点合金を原子炉（４１０）に落液させて原子炉（４１０）を外部から冷却する。
第1格納容器（４００）及び第2格納容器（５００）内で漏洩した気体はフィルタ付円筒から大気中に出ていく。緊急時には、第1格納容器（４００）壁に敷設された不活性ガス注入口から炭酸ガスや窒素ガスやアルゴンガスを冷却のために注入する。
原子炉（４１０）から出た高温冷却材は高温管（４１１）からポンプＰ２に補助されてガスタービン（５１０）に入り、ガスタービン（５１０）で仕事を終えた中温冷却材は冷却材空冷器（５２０）で冷却されて低温冷却材となり、当該低温冷却材は低温管（４１２）から循環ポンプ（４３０）であるポンプＰ３で昇圧されて原子炉（４１０）に戻る。
冷却材空冷器（５２０）は、第2格納容器内空冷管（５４０）を通る空気によって冷却される。第2格納容器内空冷管（５４０）は、ポンプＰ１に補助されて外の冷たい空気を吸入する。吸入された冷たい空気は第２格納容器（５００）内の熱や、冷却材空冷器（５２０）からの輻射熱を吸熱して温められて高温空気となって大気中に出ていく。
外付分電盤は格納容器外壁の炉心上部よりも高い位置に敷設してある。事故等により格納容器内の分電盤が機能しなくなったら、外部電力が当該外付分電盤から格納容器内に給電される。
外部電力が遮断された場合は、当該発電所の山側複数個所に格納してあった可搬型発電機を外付分電盤に接続して非常用発電機とする。
核燃料集合体地下格納容器（６００）は第1格納容器（４００）の外に隣接させた地下に敷設した乾式の格納容器である。
第1格納容器（４００）内の動的機器（例えば、制御棒駆動機（４４０）、第１格納容器内空冷管（４５０）、低融点合金放散器）の電気は、第1格納容器（４００）内の分電盤を介して外部から給電され分配される。制御棒駆動機（４４０）、換気装置、スプリンクラの動力源はバッテリーを主とし、補助的に分電盤からの電気とする。各種ケーブルは耐熱防水でなければならない。低融点合金放散器からの低融点合金（例えば、ビスマス-カドミウム-鉛-錫の四元合金であるウッド合金の融点は70℃程度）は気化し難いから第1格納容器（４００）内の圧力を上げることなく第1格納容器（４００）内の温度上昇を抑制する。
非常時には非常用発電機からの電気を外付分電盤から動的機器に給電され分配される。
定期検査時に使われる動的機器（例えば、クレーン、照明）や小型測定機器等は、原則として各機器に付属したバッテリーで駆動させる。
第２格納容器（５００）内の動的機器（例えば、各種ポンプ）の電気は、第２格納容器（５００）内の分電盤を介して外部から給電され分配される。
非常時には非常用発電機からの電気を外付分電盤から動的機器に給電され分配される。
定期検査時に使われる動的機器（例えば、クレーン、照明）や小型測定機器等は、原則として各小型測定機器に付属したバッテリーで駆動させる。
第1格納容器（４００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Sクラスの強度を持っている。
第２格納容器（５００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Bクラスの強度を持っている。
核燃料集合体地下格納容器（６００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Cクラス以上の強度を持っている。
例えば、移送管の様なクラス分けが難しいものはSクラスとし、低クラスにするには十分検討する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】（公序良俗違反につき、不掲載）【００１６】（公序良俗違反につき、不掲載）
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の再生核燃料集合体（１２０）の概観図。
【図２】本発明の十字型制御棒（２２０）の概観図。
【図３】本発明の再生的炉心の概観図。
【図４】本発明の原子炉（４１０）の概観図。
【図５】本発明の再生可能エネルギー的原子力発電施設の概観図。
【図６】各種電源の発電単価。
【符号の説明】
【００１８】
１００は再生酸化物核燃料。
１０２は再生酸化物核燃料円柱。
１０３はセラミック製被覆管。
１０４はセラミック製部分チャンネルボックス。
１１０は再生核燃料棒。
１２０は再生核燃料集合体。
２０２は中性子吸収板。
２０３は鍛造銀合金箱。
２１０は制御翼。
２２０は十字型制御棒。
４００は第１格納容器。
４１０は原子炉。
４１１は高温管。
４１２は低温管。
４２０は原子炉容器。
４３０は循環ポンプ。
４４０は制御棒駆動機。
４５０は第１格納容器内空冷管。
５００は第２格納容器。
５１０はガスタービン。
５２０は冷却材空冷器。
５３０は発電機。
５４０は第２格納容器内空冷管。
６００は核燃料集合体地下格納容器。
【図１】
2020183877.tif 000003
【図２】
2020183877.tif 000004
【図３】
2020183877.tif 000005
【図４】
2020183877.tif 000006
【図５】
2020183877.tif 000007
【図６】
2020183877.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月28日(2019.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再生可能エネルギーである原子力による発電に関する。
【背景技術】
【０００２】
100発にも満たない核兵器やロケット兵器を敢えて過大に評価して、怖がらせて、金儲けしようとする者達がいるかもしれない。怖がらせ過ぎて窮鼠猫を咬むことを恐れるあまり、日本人が核技術を持つことを断念させようとする者達や幇助者がいるかもしない。
近隣では諸々の原子力利用を実施している。それらに何らかの事故等があった時日本に影響が及ぶ。原子力技術がなくなっていれば日本は対処の術がない。善人悪人老若男女を問わず、何らかの支援をしなければならない。そのためには、技術改良などにより原子炉を細々でも建設し続けねばならない。
今後も核兵器による脅し国家は出てくる。独裁者の原爆投下は防ぎきれないから、数は千発以下を見積もっておけば対処法はある。爆心地近傍の長期居住不可能地に小型原子炉を建造するのも一つの対処法である。
心底日本崩壊を意識するマスコミとか、なんでも怖がりの最強弱者とかの意識を、変える事は並大抵のことではない。大型というだけでなんでも怖がる。福島炉と類似しているというだけで拒絶反応を起こす。
理論・理屈・合理性に拒絶反応を起こし受け付けない人達のことはそのままにしておいて、目先を変えた小型炉なら７０％程度の人々の拒絶反応を和らげることはできそうである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
今迄の様な原子炉で大規模に原子力発電を続ける事は困難になっている。その結果、累積した使用済み酸化物核燃料の減少も困難である。仮に、再処理作業が可能となりウランとプルトニウムの分離が可能となりプルトニウムのプルサーマルが可能となっても、ウランをすんなりと地表・地中処分ができるのか疑問である。
原子力の良い面としては、再処理がうまくいけば再生可能エネルギーと見なしてもいいのではないか。福島のことを考えると、そのままではなく、多少目先を変え再生可能エネルギーであることを強調し、最初は小型炉に適用しゆくゆくは大型炉に取り入れられるようにしたい。
先の福島事故は悲惨ではあったが、原子炉は冷態停止状態になり、2日間くらいはなんとか持ちこたえていたように見受けられた。耐震設計は効果があった様に見受けられる。特に、耐震設計審査指針（昭和56年7月20日改定）に述べられているように、建設、運転段階における安全性の確保のために“残余のリスク（基準地震動を上回る地震動の発生によるリスク）”の可能性に対して払われていた考慮が係数として設計に織り込まれていた。
建物・構造物および機器配管系を最重要なSクラスから,Bクラス,Cクラスに分類していた。Sクラスのものに対しては、原子力発電所の耐震設計では、基準地震動Ssを次のように策定する。「敷地毎に震源を特定して地震動を策定する」「震源を特定せずに地震動を策定する」と２つ考える。その上で「水平方向の地震動を策定する。垂直方向の地震動も策定する」。
上記を踏まえて、設計時の地震力は以下のようにする。
水平方向の地震動の策定について。
Sクラスのものに対しては、基準地震動による動的な地震力の3倍および一般建築物で用いる静的地震力の3倍の係数を使って設計し建造していた。
Bクラスのものに対しては、一般建築物で用いる静的地震力の1.5倍の係数を使って設計し建造していた。
Cクラスのものに対しては、一般建築物で用いる静的地震力と同じとして設計し建造していた。
鉛直方向の地震動の策定について。
設計用水平地震力と適切に組み合わせて設計し建造していた。前記に加えて次の様にして弾性限界状態に留まることを把握する。
弾性設計用地震動SdはSsに基づいて工学的判断により策定する。Sdに対して概ね弾性限界状態に留まることを把握する。
2日間以降の事故進展要因を十分に考慮して再生可能エネルギーとして原子力を強調することは可能だろう。例えば、
a.水ジルコニウム反応の抑制。
b.浸水被害の低減。
c.格納容器内使用済み核燃料集合体の対応。
d,その他、可燃物は格納容器内に内蔵させない。非常用電源の屋内ジーゼル発電機は採用しない（給油用油を４日間断絶することなく供給する事は重荷である）。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
手段1は再生核燃料集合体（１２０）である。
再生酸化物核燃料（１００）は、ウラン酸化物及び超ウラン元素酸化物（プルトニウムやネプツニウムやアメリシウムやキューリウムの酸化物）を主成分とする選択的使用済み酸化物核燃料を細粒化してなる。
再生核燃料棒（１１０）は、セラミック製被覆管（１０３）の中に上記再生酸化物核燃料（１００）を短尺の円柱形に整形してなる再生酸化物核燃料円柱（１０２）を多数個堆積してなる。上下への中性子漏洩を抑制するため上端の再生酸化物核燃料円柱（１０２）の上に反射材（ステンレスや炭素や炭化珪素）を装荷する。下端の再生酸化物核燃料円柱（１０２）の下に反射材を装荷する。
セラミック製部分チャンネルボックス（１０４）は、セラミック製の断面が正方形の筒であり、側壁に多数の貫通孔がある。
再生核燃料集合体（１２０）は、セラミック製チャンネルボックス（１０４）の中に多数本の再生核燃料棒（１１０）を正方格子状に配列してなることを特徴とする。
厄介ものの大量の使用済み酸化物核燃料を減少させるためであるから、純度を高める必要は無い。核燃料は昔と違って貴重品ではなく、製造にも経験を積んできたから再生核燃料集合体（１２０）は精密に作るほどのものではない。
使用済み核燃料集合体の高さ方向上部1/3以上は、核分裂性物質が多い。原子炉運転中は、上部への中性子漏洩があるため核分裂性物質の燃焼が緩やかである。したがって、核分裂性物質が燃え残っている。
軽水炉からの使用済核燃料集合体では、上部1/3程度の成分は、ウラン235の濃縮度が1％以上で、プルトニウムの富化度が1%以上の場合があり、当該上部1/3にある使用済み酸化物核燃料を選択的使用済み酸化物核燃料と呼ぶことにした。ただし、軽水炉使用済核燃料集合体のうち、上端に中性子反射等の観点から天然ウランや劣化ウランの酸化物を搭載しているものがある時は、当該天然ウランや劣化ウランの酸化物は除外する。
その他、穴開きとかで早期に取り出した核燃料集合体では、高さ方向平均のウラン235の濃縮度が2％以上の場合があるからこれも選択的使用済み酸化物核燃料として使う。
細粒化した選択的使用済み酸化物核燃料を振動（遠心分離機に掛けてもよい）させると、軽重量の核分裂生成物は表面に浮き上がるから、表面を捨て去れば、酸化ウランや酸化プルトニウムなどの超ウラン元素の酸化物が底部に沈殿し細かく砕いて再生酸化物核燃料（１００）とする。
再生酸化物核燃料（１００）にビスマスや鉛のような低融点金属の微粒子を混合して円柱形の型枠に嵌めて振動充填して密度を高めて長さが10cm程度で直径が2cm程度の再生酸化物核燃料円柱（１０２）となす。振動充填の過程で低融点金属が軟化して再生酸化物核燃料（１００）粒子の隙間を埋める。実効密度は焼結密度の70%程度になる。長期間燃焼させるわけではないから粗末なものでよい。再生酸化物核燃料（１００）をそのまま細粒化して圧力により整形するか焼結するかは設計の問題である。
燃料用セラミック製被覆管（１０３）は、例えばアルミナにイットリア(Y2O3)を添加して焼結させた鞘である。カーボンロッドや炭化ケイ素の鞘でもよい。冷却材に水または過熱蒸気が使われて事故が生じても、ジルコニウム水反応を心配しなくて済む。
なお、燃料用セラミック製被覆管（１０３）は、肉厚が２ミリメートル程度あればステンレスでもよい。ステンレス水反応が生じてもクーロン力で連鎖的にステンレスが砕け散り難いと考えられる。
セラミック製部分チャンネルボックス（１０４）は、例えばアルミナにイットリアを添加して焼結させた枠の所々に貫通孔をあける。セラミック製チャンネルボックスは炭化ケイ素から作成された実績がある。
【０００５】
手段２は十字型制御棒（２２０）である。
十字型制御棒（２２０）は、4枚の制御翼（２１０）を十字型に成型してなる。
制御翼（２１０）は直方体の鍛造銀合金箱（２０３）の中に中性子吸収材板（２０２）を多数枚堆積してなる。
中性子吸収材板（２０２）は炭化ホウ素を板状に焼結してなる。
鍛造銀合金箱（２０３）は銀合金を鍛造した鍛造銀合金を箱型に整形してなる。例えば、銀が80wt%でパラジウムが20 wt%の銀合金を鍛造すると融点が900℃で高温強度が高く、水や過熱水蒸気とは急激な反応はしない。インジウムを若干添加すると中性子吸収作用が高まるが、融点は下がる。
炭化ホウ素は色々あるがB4Cは安定でホウ素分が多い。硬い粉状のB4Cを焼結することにより充填度が高まる。万一、鍛造銀合金箱（２０３）に貫通孔が生じても当該箱から零れ落ちることはない。
中性子吸収材板（２０２）は、板状のステンレスまたは銀合金（銀とパラジウム、銀とインジウム）の中にB4Cまたは硼砂またはエルビア（Er2O3）またはイットリア(Y2O3) またはユーロピア（Eu2O3）またはハフニア(HfO)を添加すると中性子吸収作用が強まる。鍛造銀合金箱（２０３）に貫通孔が空いてもB4Cが冷却材中に出てくることが抑制できる。
制御翼（２１０）は加圧型軽水炉の制御棒に使われているAg-In-Cdの銀合金でもよい。高温強度にはやや難がある。
【０００６】
手段３は再生的炉心である。原子炉の炉心とは核燃料が存在し核分裂反応が起こり得る領域である。
再生的炉心は、多数本の正方格子状に配列された手段２の十字型制御棒（２２０）と、当該十字型制御棒（２２０）に隣接させた手段１の再生核燃料集合体（１２０）と、気体冷却材からなることを特徴とする。
四季がハッキリしている日本では、5か月運転―1か月燃料交換休止が効果的である。稼働率は（5/(5+1)）の80%である。十字型の制御棒を選択しているから燃料交換は1/4毎であると燃料交換がし易い。燃焼が進んで使用済となった核燃料集合体を炉心の外に出し、代わりにそこに新品の核燃料集合体を装荷するのを平衡炉心と呼ぶことにする。
1/4交換の平衡炉心では、運転再開のための1/4の新たな再生核燃料集合体（１２０）として、使用済みとなっていた再生核燃料集合体（１２０）から酸化物核燃料を再生して利用する。
使用済み再生核燃料集合体（１２０）が十分に累積していないうちは、累積している従来の軽水型原子炉から取り出された選択的使用済酸化物核燃料を再生酸化物核燃料（１００）として使う。
軽水炉からの使用済核燃料集合体では、上部1/3程度の成分は、ウラン235の濃縮度が1％以上で、プルトニウムの富化度が1%以上の場合がある。
ウラン235の濃縮度とは、全ウラン中のウラン235の割合（重量割合）である。プルトニウムの富化度とは、全核物資中のプルトニウムの割合（重量割合）である。天然ウランよりも多くの核分裂性物質を含有している。
気体冷却材は、窒素や炭酸ガスやアルゴンガスやヘリウムや過熱水蒸気である。
ヘリウムや炭酸ガスや過熱水蒸気のような気体は、高速中性子を減速させる作用が弱い。ウラン238は中性子を吸収して核分裂性プルトニウム239になる割合が大きい。プルトニウム239や241といった核分裂性プルトニウムは、高速中性子と反応すると大部分が核分裂する。高速中性子に対して、ウラン238も核分裂に寄与する。
従来の炭酸ガス冷却熱中性子炉（東海発電所に建設されたコールダホール型炉）は、天然ウランを核燃料とし、減速材である黒鉛を大量に内蔵させていたためウラン235は急激に減少し、ウラン238から核分裂性プルトニウム239は生成されるものの急激に燃焼するため使用済み核燃料中には少ない。
本発明の炉心でも核分裂性物質であるウラン235は生成されないから核反応をして焼損してゆくため緩やかに減少する。一方、核分裂性プルトニウム239は、核反応をして焼損するよりもウラン238から核分裂性プルトニウム239が多く生成される。核分裂性プルトニウム241は、核反応をして焼損するよりもプルトニウム240から核分裂性プルトニウム２４１が多く生成される。その結果、核分裂性プルトニウムは増加する。
再生核燃料集合体（１２０）を燃焼させていくうちに、含有する核分裂性物質（ウラン235やプルトニウム239やプルトニム241）割合が再生核燃料集合体（１２０）の装荷時に含有する核分裂性物質割合よりも高くなる。その後も更に燃焼させていくと核分裂性プルトニウムが多くなるに連れて核反応をして焼損するのも多くなり、結局含有する核分裂性物質割合の増加は止まりやがては減少に転ずる。
初期に炉心が未臨界であっても、主にプルトニムからの自発中性子により低出力ではあるが出力運転できる。燃焼が進めばプルトニウム富化度が増加し無限増倍係数が大きくなり出力が増加する。PWRでは出力分布調整や検査のために定格出力以下で1000MWd/t程度は燃焼させる例がある。
最初から高出力を望むなら、高濃縮ウラン酸化物（軽水炉からの余剰未燃焼核燃料集合体なら3w%）や高富化度プルトニム酸化物（20w%程度。高速炉からの余剰核燃料集合体なら20w%）からなる核燃料集合体を若干装荷する。
冷却材流量減や漏洩により気体冷却材密度が減少し、中性子吸収が減少して無限増倍係数が増加したとしても、小型原子炉であるなら炉心外への中性子漏洩により実効増倍係数が大幅に増加することはない。気体冷却材密度が減少すると酸化物核燃料温度が増加するから熱膨張し核燃料密度が減るから無限増倍係数が減少する。弱いながらもドップラー効果によっても無限増倍係数が減少する。
気体冷却材の純度は大まかでよい。発電原価は風力発電程度でよしとするなら原子炉性能（例えば超高温化、高燃焼度化、高出力密度）を厳しく追及する必要はない。
気体冷却材が過熱水蒸気なら、燃料交換等での原子炉停止時に液体の水で満たして作業ができるため、作業員の放射線被ばくを抑制できる。
窒素や炭酸ガスやアルゴンガスやヘリウムであっても、燃料交換等での原子炉停止時に前記ガスを一旦貯蔵庫に格納し炉心を液体の水で満たして作業してもよい。運転開始時に水を抜けばよい。運転開始は、核加熱で液体の水を水蒸気にして排出してから、窒素や炭酸ガスやアルゴンガスやヘリウムを貯蔵庫から注入する。
月ロケット打ち上げ時には原子炉は未臨界（自発中性子源があるから低いながらも出力が出ている）で、月に到達してから臨界稼働させることにより、燃焼が進むにつれて出力が上昇するように核燃料成分を調節することもできる。
【０００７】
手段４は再生可能エネルギー的原子力発電施設である。
再生可能エネルギー的原子力発電施設は、
原子炉（４１０）と、第１格納容器内空冷管（４５０）とを内蔵した第1格納容器（４００）及び、
ガスタービン（５１０）と、冷却材空冷器（５２０）と、発電機（５３０）と、第2格納容器内空冷管（５４０）とを内蔵した第2格納容器（５００）及び、
新品の再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器と使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器とを仮置きする核燃料集合体地下格納容器（６００）からなる。
核燃料集合体輸送容器は、原子炉容器（４２０）の代わりということである。
原子炉（４１０）は、手段３の再生的炉心と、前記再生的炉心を内包する原子炉容器（４２０）と、気体冷却材を循環させる循環ポンプ（４３０）と、手段２の十字型制御棒（２２０）を駆動させる制御棒駆動機（４４０）からなる。
半径方向への中性子漏洩を抑制するため外周再生核燃料集合体（１２０）の周りに反射体（ステンレスや炭素や炭化珪素からなる）を装荷する。
原子炉容器（４２０）は、円筒状容器の上部に着脱可能な蓋を敷設してなる鋼製容器である。
第1格納容器（４００）及び第２格納容器（５００）の外側面上部に、フィルタ付排気筒と外付分電盤が敷設されている。
核燃料集合体地下格納容器（６００）は第1格納容器（４００）の外に隣接させた地下に敷設する乾式の格納容器である。
第1格納容器（４００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Sクラスの強度を持つ。
第２格納容器（５００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Bクラスの強度を持つ。
核燃料集合体地下格納容器６００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Cクラス以上の強度を持っている。
非常用の電源である非常用発電機は、外付分電盤に接続できる当該発電所の山側複数個所に格納した可搬型発電機である。
第1格納容器（４００）と第２格納容器（５００）とは連通管で連通してなる。
基準地震動Ssを策定する際、従来は「敷地毎に震源を特定して地震動を策定する」と、「震源を特定せずに地震動を策定する」２つであった。しかし、本発明の原子力発電所では、基準地震動Ssを策定する際、「敷地毎に震源を特定して地震動を策定する」と、「震源を特定せずに地震動を策定する」または「当該発電所境界から陸地側例えば200km以内における過去文献や地層調査で震源を推定して地震動を策定し、福島第一サイト級津波では破局的破壊が起きないようにするため近隣海底地震動の観測を強化し予兆を観測したら出力を定格出力の半分以下にする」に改めてもよい。全世界の原子力発電所の地震動を考える際、先の福島事故における地震動を触れないわけにはいかない。事故が生じて困るのは近隣住民や国民や電力小売社だけでなく当該発電所運営・管理・所有社である。
【０００８】
原子力発電所は、原子炉で発生する核分裂の熱エネルギーを電気エネルギーに転換するように設計された発電用原子炉施設を敷設した発電所である。
原子炉は核分裂連鎖反応を制御しながら持続させる装置である。
格納容器は、事故等により冷却材配管や原子炉容器が破損した際、放射性物質が外部に流出するのを防ぐまたは抑制する容器である。
冷却材空冷器（４０５）はガスタービン（４０４）で仕事を終えた冷却材を空気で冷やし、冷えた冷却材を原子炉容器（４０１）に戻す。
原子炉を制御するための電気動力は電源盤から供給される外部電源である。
電気動力が全て失われた場合を想定して非常用発電機が数台用意されている。
第1格納容器（４００）内の機器（例えば、制御棒駆動機（４４０）、換気装置、スプリンクラ）の電気は、第1格納容器（４００）内の分電盤を介して分配される。制御棒駆動機（４４０）、換気装置、スプリンクラの動力源はバッテリーを主とし、補助的に分電盤からの電気とする。各種ケーブルは耐熱防水でなければならない。
非常時には非常用発電機からの電気が外付分電盤から機器に分配される。定期検査時のクレーン、照明、小型測定機器等は、原則として各機器に付属したバッテリーで駆動させる。
第２格納容器（５００）内の機器（例えば、各種ポンプ）の電気は、第２格納容器（５００）内の分電盤を介して分配される。非常時には非常用発電機からの電気が外付分電盤から機器に分配される。定期検査時の小型測定機器等は、原則として各小型測定機器に付属したバッテリーで駆動させる。
本発明は、従来型の大型炉にも応用が可能である。
耐テロ対策については、これだけ頑丈にできているからよしとする。原子力発電割合５０％時代に向けての耐テロ設計審査指針が出るまでは考慮しない。再生可能エネルギーも原発も耐テロも国事事項であるから、国費の支援に見合った対策をとる。本発明の原子炉が原爆の直撃を受けても、本原発は爆発の威力を低減させる効果がある。
【発明の効果】
【０００９】
a.再生核燃料集合体（１２０）や十字型制御棒（２２０）はジルコニウムを含有しないため水ジルコニウム反応による発熱の抑制ができた。
b. 外付分電盤により浸水被害の低減ができた。
c. 核燃料集合体輸送容器に搭載して再生核燃料集合体（１２０）を仮置きする核燃料集合体地下格納容器（６００）をCクラスと具体的に分類できた。原子炉を内蔵した第1格納容器（４００）の負担が簡素化出来て、定検や事故時の対応が迅速化できる。
d累積した使用済み酸化物核燃料は、プルトニウムだけを単独で抽出することなしに、再び酸化物核燃料として再生させ原子炉の酸化物核燃料として使用し、累積する使用済み核燃料を削減できる。
e,累積した使用済み酸化物核燃料を再生して、ウランも減少させることが出来た。
図６は各種電源の発電単価である。地球に優しいとして喧伝されている再生可能エネルギー使用の発電単価は、バイオマス24円/kwh、太陽光14円/kwh（地方銀行要請により18円/kwhだろう。主力電源にすると2倍以上）、風力36円/kwh（恣意的）値がある。水力発電原価は極端に安いが、再生可能エネルギー発電だから太陽光発電原価よりも１円程度安くても許されるはずである。自由化の今、地方個人銀行は困難を呈している。かつての護送船団方式と似てなくもない。
使い勝手の良い石油価格は石炭価格を若干下回るように設定されているのだろう（昔、石油価格は10$を下回っていた）。クリーンとされる天然ガス価格は石油価格を上回るように加算されているのだろう。エネルギー価格は、圧倒的に量が多い石炭の採掘運搬価格が基準になっている筈である。
風力発電を再生エネルギー発電の部類に入れているのには違和感がある。何を再生しているのか。空気成分の運動エネルギーを電気に変えているから何も再生しない。風車敷設地と消費地都会の自然環境を変えている筈である。石炭と原子力潰しに、ならなりふり構わない。
原子力発電も再生可能エネルギー使用の発電であると見做せるから、付加価値のつけようによっては原子炉を使っての発電単価は、風力の36円/kwh悪くても18円/kwhを下回ればよしとなり得る。この価格なら色々な原子力発電が考えられる。再生可能エネルギー使用の発電量の不足時には高い価格で売電することができる。
新聞や民主党が喧伝した電気料金を下げる筈の電力自由化の問題点が表面化した。付加価値の創出・発掘・宣伝が重要になってきた。去年は少子化で騒いでいたが、今年は少子化が経済成長の要因になると言いだしている。その内原子炉にも順風が吹く。
原子力技術は何らかの形で残したい。侵略に怯える小国の防衛には原子力地雷が有効であり、軍事的優位を保つには宇宙・深海での原子力動力が有効であり、千年に1回起きる大温暖化のような自然の驚異には原子力発電が有効である。保険料という意味で高価ではあっても原子力発電技術を存続させたい。温度の急変が国内外どこかで5年間程続くと飢饉や人口移動や戦争が起こる。温室と寒冷室と水不足と水過多に対処できる穀物栽培の準備が大事である。成った暁には国防が必須になる。
小型原子炉を搭載した原子力発電所であれば東京都の川縁にでも建設できる。
図の脚注にあるように、再生可能エネルギー発電は主力電源とするには問題がある。原発の補完があれば主力電源になり得る。ここしばらくは大型原発が前面にでてくるのは困難であり原発技術の途絶の心配がある。本発明を取り入れた小型原発なら70%程度の人々に受け入れられる可能性がある。規模が小さいから安全だと思い込んでいる再生可能エネルギー発電のように小型なら受けが良い。
革新的ではないが現在の科学技術知見を取り入れた原子炉技術を小型炉（165MWの東海1号炉や357MWの敦賀1号炉。もっと小さい出力炉を多数基集中敷設することは範疇に無い）で培い、それを人口減の社会（作業技術者も不足）に適した大型炉に反映することを目指す。大型炉が成功したら定期検査や運転は製造会社にゆだねる（過度な被曝低減を抑制できる。地元作業への過度の配慮を少なくできる）。AI技術が駆使されるであろう。
過去に大津波が来た地域に家を建てることは行政で禁止すべきだろう。多人数を集めた工場や企業は自らが敬遠する。本来なら許認可してはいけない。
（第三セクタ？）三陸鉄道工事が終了すれば工事関係者がいなくなり、過疎は避けられない。JRが嫌がるそんな地域に建てられそうな構造物はなさそうであるが、本発明による小型原発なら可能性がある。
小型原発であっても共同事業でやろうとすると、互いの思惑によって進みが遅い。しかし、電力融通は実施されているのだから、土地の融通（等価交換）やお金の融通位は行われるのではないか。金余りの今、地元と一蓮托生の地銀は担保がなくても信用さえあれば貸し込みさえ起こり得る。
ファンドを組んで外国の砂漠に建設できる可能性もある。ただし、国家が関与できる形ではやってはいけない。理不尽な要求を跳ね返す武力がなくて金だけある日本は、事故を際したら脅されて金をむしり取られる。
大方の電力社や新電力は大型炉の賠償責任は取りかねるが、小型炉なら何とかなりそうである。山間地の谷底に福島残土を利用した遮蔽壁で周囲を囲めば、万一事故が起きても周辺に影響が拡散しない。生水が飲めなくなるのを心配したり言いがかりを付けたりする者が出てくるが、周辺人口は少ないから、所得税申告に基づく生涯生活費を保証すればなんとかなる。場合によっては先払いでもよい。
長期間種々の所で、種々の目新しい原子力発電技術を披露し続け、原子力発電は再生可能エネルギー発電であると誠心誠意言い続ければ、批難もそのうち薄れ我々町民も慣れ親しんで来る。
米価が買取価格固定制度であることを批判されなくなっているように、原子力発電単価の買取価格固定制度もその内批難されなくなる。最初は批難の嵐が来るが1年も経てば忘れられる（newsが大事なマスコミは同一テーマの批難は長続きできない）。少ないとは言え、原子力関連者社は存在するから長期間絶え間なく原子力発電は再生可能エネルギー発電であると誠心誠意言い続ける努力は必要である。
発電単価低減を目指してきた旧電力社は小型原子炉を受け入れがたい。敷地面積当たりの出力密度が小さい再生可能エネルギーの仲間となり得る小型原子炉を受け入れられるのは、新電力社を発展させた新々電力社だろう。
1番を目指さなくても良い、頑張らなくても良い気楽な生活を望む時代では大送電網を必要としない小型分散炉もあり得るだろう。しかし、過疎化が進み財源不足に陥るから、都市からやや離れた地域ではやがて大型炉誘致合戦が始まる。気楽な生活を望む時代にあっても頑張る一定数の人は存在するから発電は大型炉、輸送や特殊用途には小型炉といった棲み分けが起こる。凹凸の激しい日本は都市が分散しているから、原子炉も小型にして分散配置するのも悪くない。
人間活動がまだ不活発だった時代に、千年に1度くらいは起きていた大温暖化（別名超温暖化）が、突然襲ってくるかもしれない。その時、各国の気候がどのようになるのかは想定し難い。現今の気候に適した再生可能エネルギー利用が通用するかは不透明である。本発明の原発なら対応でき、現今の気候に適した再生可能エネルギー技術を利用し続けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
再生核燃料集合体（１２０）及び再生可能エネルギー的原子力発電施設に係わる実施例を示した。
【実施例１】
【００１１】
図1は、手段1の再生核燃料集合体（１２０）の概観図である。
非特許文献１、非特許文献2、特許文献１、特許文献2に見る従来の核燃料集合体を参考にして作成した。
再生核燃料棒（１１０）は、セラミック製被覆管（１０３）の中に再生酸化物核燃料（１００）を短尺の円柱形に整形してなる再生酸化物核燃料円柱（１０２）を多数個堆積してなる。上端の再生酸化物核燃料円柱（１０２）の上に反射材を装荷する。下端の再生酸化物核燃料円柱（１０２）の下に反射材を装荷する。
セラミック製部分チャンネルボックス（１０４）は、セラミック製の断面が正方形の筒であり、側壁に多数の貫通孔がある。
再生核燃料集合体（１２０）は、セラミック製チャンネルボックス（１０４）の中に多数本の再生核燃料棒（１１０）を正方格子状に配列してなる。
再生核燃料棒（１１０）の間は冷却材通路となっており、気体冷却材が流れている（過熱水蒸気の場合、停止時には液体の水）。核燃料棒から発生した熱は冷却材に伝達される。再生核燃料棒（１１０）下端から入った低温の気体は上端に向かって流れる。
隣接する再生核燃料集合体（１２０）の間の制御棒通路にも気体が上に流れている。十字型制御棒（２２０）は冷却材が流れる制御棒通路の中を上下に動ける。十字形制御棒（２２０）に敷設されているローラにより、十字型制御棒（２２０）は隣接するセラミック製部分チャンネルボックス（１０４）の間を滑らかに上下動できる。当該制御棒の多くは、出力運転時には炉心の上または下に移動されている。
セラミック製部分チャンネルボックス（１０４）に穴を開けたのは、中性子吸収をできるだけ減らすためである。更に、当該チャンネルボックス内外における気体の圧力を同じにして、当該チャンネルボックスが変形するのを抑制するためである。
再生核燃料棒（１１０）は、大気圧の約3倍程度のヘリウムを内封する直径約20mm長さ１m程度の中空円筒形鞘であるセラミック製被覆管（１０３）と、当該被覆管の上下開口端を気密閉塞するセラミック製またはステンレス製の上部端栓及び下部端栓と、上部スプリングと、上部プレナムと、当該被覆管内に装填される再生酸化物核燃料（１００）を円柱状に焼結してなる多数個の再生酸化物核燃料円柱（１０２）から構成されている。
下部端栓は2段になっていて、上側の下部端栓傘部と下側の下部端栓軸部とからなる。下部端栓軸部は、下部端栓軸差込部に差し込まれる。下部端栓傘部の上は当該被覆管に直結している。
セラミック製被覆管（１０３）の表面に釉薬を塗布しておくと、セラミックが気体を透過するのを抑制できる。釉薬を塗布しなくてもセラミックを十分焼結して密度を高めておけば気体を透過するのを抑制できる。セラミック製被覆管（１０３）はアルミナやジルコニアや炭化珪素を焼結してなる。
【特許文献１】：特願2016-142666「精製搬出所対応超ウラン元素核燃料集合体」
【特許文献２】：特願2016-239948「超ウラン元素を核燃料としてボイド反応度係数が正の炉心を有する沸騰水型原子炉の冷却設備及び起動方法」
【非特許文献１】：オーム社、平成２１年、岡芳明他「原子力教科書  原子力プラント工学」
【非特許文献２】：同文書院、1982年、三島良積「核燃料工学」
【実施例２】
【００１２】
図2は手段２の十字型制御棒（２２０）の概観図である。
十字型制御棒（２２０）は、4枚の制御翼（２１０）を十字型に成型してなる。
制御翼（２１０）は直方体の鍛造銀合金箱（２０３）の中に中性子吸収材板（２０２）を多数枚堆積してなる。
中性子吸収材板（２０２）は炭化ホウ素を板状に焼結してなる。
中性子吸収材板（２０２）は鍛造銀合金でもよいが重いため当該制御棒を動かすのに難がある。
鍛造銀合金箱（２０３）はむき出しであったり、ステンレスの板で覆っていたりする。
センタポストは断面が十字形の垂直方向に長い直方体である。ステンレス製とする。鍛造銀合金でもよいが重いため当該制御棒を動かすのに難がある。
当該制御翼（２１０）の鍛造銀合金箱（２０３）の下端蓋側面にローラを敷設する。蓋の内側にバネを敷設することにより高さ方向膨張に対応できる。鍛造銀合金箱（２０３）の横方向膨張を抑制するために膨れ防止ネジで拘束する。
制御翼（２１０）における核燃料集合体に面していない側面の翼接合板をセンタポストの十字部分に接続する。
膨張許容空間はB4Cが中性子を吸収した時発生するヘリウムガスのガス溜めである。
中性子吸収材板（２０２）側面または翼接合板内側にバネを敷設することにより水平方向膨張に対応できる。薄肉中空細管をバネとしてもよい。
【実施例３】
【００１３】
図３は手段３の再生的炉心の概観図である。
原子炉の炉心は、多数本の正方格子状に配列された手段２の十字型制御棒（２２０）と、当該十字型制御棒（２２０）に隣接させた手段１の再生核燃料集合体（１２０）と、気体冷却材からなる。
核拡散が問題視されている現状では、従来の様な再処理（プルトニウム原爆製造のためのピューレックス法）では、ウランとプルトニウムが分離して抽出されるため核保有国や近隣非核保有国から非難を受ける。
本発明の炉心は、ボイド反応度係数が正になる傾向がある。そんな原子炉の起動方法は、特許文献2に詳しく記載されている。
【実施例４】
【００１４】
実施例４は、手段４の再生可能エネルギー的原子力発電施設である。
図４は原子炉（４１０）の概観図である。
原子炉（４１０）は、手段３の再生的炉心と、前記再生的炉心を内包する原子炉容器（４２０）と、気体冷却材を循環させる循環ポンプ（４３０）と、手段２の十字型制御棒（２２０）を駆動させる制御棒駆動機（４４０）からなる。
原子炉容器（４２０）は第1格納容器（４００）に内蔵されている。
原子炉容器（４２０）は、円筒状容器の上部に着脱可能な蓋を敷設してなり、冷却材及び再生的炉心を搭載する炉心槽を内蔵している鋼製容器である。
原子炉容器（４２０）は、500℃で40気圧程度の気体（例えば、過熱水蒸気、炭酸ガス、ヘリウム）に耐えられるような鋼製容器である。
再生核燃料集合体（１２０）の上部は上部炉心格子板で支持され、当該核燃料集合体の下部は下部炉心格子板で支持されている。
外周再生核燃料集合体（１２０）の周りに反射体を装荷する。
核反応の制御は、十字型制御棒（２２０）の上下操作でなされる。十字型制御棒（２２０）は駆動モータを主体とする制御棒駆動機（４４０）で上下に動かされる。
核燃料で発生した熱は炉心槽に流入した低温気体に伝達され、当該気体は高温気体となり、当該高温気体は高温管（４１１）の中を通ってガスタービン（５１０）に向かう。ガスタービン（５１０）で仕事を終えて低温になった低温気体が低温管（４１２）から循環ポンプ（４３０）で昇圧されて原子炉（４１０）に戻る。
炉心槽の上部と原子炉容器（４２０）は仕切板で仕切られていて、原子炉（４１０）に戻った低温気体は下方にのみ流れる。
高温管（４１１）と低温管（４１２）には隔離弁が敷設されていて、大事故時には第1格納容器（４００）と第２格納容器（５００）間の気体往来を遮断する。
炉心槽の断面形状は円形でも角丸四角でもよい。
タービン建屋が浸水しても、タービン建屋内のものから直接放射能を放出する物はない。しかし、原子炉から漏洩した放射能がタービン建屋内に入りタービン建屋を経由して間接的に放射能が外部に漏洩することはあり得るから遮断が重要である。
図５は再生可能エネルギー的原子力発電施設の概観図である。
再生可能エネルギー的原子力発電施設は、
原子炉（４１０）と、第１格納容器内空冷管（４５０）とを内蔵した第1格納容器（４００）及び、
ガスタービン（５１０）と、冷却材空冷器（５２０）と、発電機（５３０）と、第2格納容器内空冷管（５４０）とを内蔵した第2格納容器（５００）及び、
新品の再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器と使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器とを仮置きする核燃料集合体地下格納容器（６００）からなる。
核燃料集合体輸送容器は、原子炉容器（４２０）の代わりということである。核燃料集合体地下格納容器（６００）内は空冷管により冷却されている。
原子炉停止中に、新品の再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器と、使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載すべく空の核燃料集合体輸送容器とを核燃料集合体地下格納容器（６００）に搬入する。
新品の再生核燃料集合体（１２０）は移送管を通って核燃料集合体地下格納容器（６００）から第1格納容器（４００）に、使用済みの再生核燃料集合体（１２０）は第1格納容器（４００）から核燃料集合体地下格納容器（６００）に移動する。
使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載した核燃料集合体輸送容器と、新品の再生核燃料集合体（１２０）を搭載して来た空になった核燃料集合体輸送容器とを核燃料集合体地下格納容器（６００）から搬出する。空になった核燃料集合体輸送容器にも使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群を搭載すれば、核燃料集合体輸送容器には半分ずつの使用済みの再生核燃料集合体（１２０）群が搭載できる。取出したばかりの使用済みの再生核燃料集合体（１２０）はかなりの崩壊熱を発するから熱除去の上から半分ずつにするのは良いことである。
第1格納容器（４００）及び第２格納容器（５００）の外側面上部にフィルタ付排気筒と、外付分電盤が敷設されている。
第1格納容器（４００）及び第２格納容器（５００）は連通管で連通している。事故等により第1格納容器（４００）内の気体が過度に充満した場合は、連通管を通って第２格納容器（５００）に流れる。当該連通管には隔離弁が付いていて必要に応じて開閉する。
第1格納容器（４００）上部に第１格納容器内空冷管（４５０）が敷設されている。第１格納容器内空冷管（４５０）はポンプPと当該第1格納容器内に引き回されている配管からなる。冷たい外気を管の中に導いて、第1格納容器（４００）内の熱で暖められた空気は外に排気される。
原子炉（４１０）が過度に高温になった時、低融点合金放散器で低融点合金を原子炉（４１０）に落液させて原子炉（４１０）を外部から冷却する。
第1格納容器（４００）及び第2格納容器（５００）内で漏洩した気体はフィルタ付円筒から大気中に出ていく。緊急時には、第1格納容器（４００）壁に敷設された不活性ガス注入口から炭酸ガスや窒素ガスやアルゴンガスを冷却のために注入する。
原子炉（４１０）から出た高温冷却材は高温管（４１１）からポンプＰ２に補助されてガスタービン（５１０）に入り、ガスタービン（５１０）で仕事を終えた中温冷却材は冷却材空冷器（５２０）で冷却されて低温冷却材となり、当該低温冷却材は低温管（４１２）から循環ポンプ（４３０）であるポンプＰ３で昇圧されて原子炉（４１０）に戻る。
冷却材空冷器（５２０）は、第2格納容器内空冷管（５４０）を通る空気によって冷却される。第2格納容器内空冷管（５４０）は、ポンプＰ１に補助されて外の冷たい空気を吸入する。吸入された冷たい空気は第２格納容器（５００）内の熱や、冷却材空冷器（５２０）からの輻射熱を吸熱して温められて高温空気となって大気中に出ていく。
外付分電盤は格納容器外壁の炉心上部よりも高い位置に敷設してある。事故等により格納容器内の分電盤が機能しなくなったら、外部電力が当該外付分電盤から格納容器内に給電される。
外部電力が遮断された場合は、当該発電所の山側複数個所に格納してあった可搬型発電機を外付分電盤に接続して非常用発電機とする。
核燃料集合体地下格納容器（６００）は第1格納容器（４００）の外に隣接させた地下に敷設した乾式の格納容器である。
第1格納容器（４００）内の動的機器（例えば、制御棒駆動機（４４０）、第１格納容器内空冷管（４５０）、低融点合金放散器）の電気は、第1格納容器（４００）内の分電盤を介して外部から給電され分配される。制御棒駆動機（４４０）、換気装置、スプリンクラの動力源はバッテリーを主とし、補助的に分電盤からの電気とする。各種ケーブルは耐熱防水でなければならない。低融点合金放散器からの低融点合金（例えば、ビスマス-カドミウム-鉛-錫の四元合金であるウッド合金の融点は70℃程度）は気化し難いから第1格納容器（４００）内の圧力を上げることなく第1格納容器（４００）内の温度上昇を抑制する。
非常時には非常用発電機からの電気を外付分電盤から動的機器に給電され分配される。
定期検査時に使われる動的機器（例えば、クレーン、照明）や小型測定機器等は、原則として各機器に付属したバッテリーで駆動させる。
第２格納容器（５００）内の動的機器（例えば、各種ポンプ）の電気は、第２格納容器（５００）内の分電盤を介して外部から給電され分配される。
非常時には非常用発電機からの電気を外付分電盤から動的機器に給電され分配される。
定期検査時に使われる動的機器（例えば、クレーン、照明）や小型測定機器等は、原則として各小型測定機器に付属したバッテリーで駆動させる。
第1格納容器（４００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Sクラスの強度を持っている。
第２格納容器（５００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Bクラスの強度を持っている。
核燃料集合体地下格納容器（６００）及び、当該容器が内蔵する構造物および機器配管系は、Cクラス以上の強度を持っている。
例えば、移送管の様なクラス分けが難しいものはSクラスとし、低クラスにするには十分検討する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
東京都のマイナスメートル地帯に本発明の原子力発電施設を設置することを検討した。
マイナスメートルの出現の原因の1つは、水溶性可燃性ガス抽出競争による地下水の過大な汲み上げが１因とも言われている。大正関東大震災級の地震が発生すれば、軟弱地盤が揺すられ、水溶性可燃性ガスが地表に放出され、火災の懸念があるとする話が出てくる可能性がある。大正関東大震災での当該地の火災は激しすぎるように感じられる。心配は津波や洪水だけではなくなる。耐火建設住宅であっても、火災による輻射熱により耐火建設家屋内が火災に巻き込まれる恐れがあるという話が出てくる可能性がある。建物の地下にガスが滲み出て溜まっている可能性がある。
水溶性可燃性ガスは蓄積されているだろうから大地震で放出するのは想定できる。区役所は法律で定められていることのみ実施すればよいから責任はとらなくてよいが政治家は責任を問われる。周辺住民代表、都内の大学先生も交えて共同無責任体制を築くことが大事である。耐火構造でも輻射熱で建物内部が焦げたり燃えたりする。地震でも逃げない人が出る。大規模工場やオフィスを造って人を集めようとする経営者には人命尊重の心構えが必須である。知っていて人を集めとの賠償責任が問われかねない。
隅田川周辺の区が話題になることはほとんどない。隅田川が東京都の境だと思っている人がいる。地方の故郷納税をするくらいなら東京都へ大災害貯金寄付納税があってもよさそうだ。
マイナスメートル地域は将来財源不足が必定だから、小型炉の周りに福島残土障壁を造れば30兆円が入ってくる。今の内に引き受けて貯金や外債を買っておく。マイナスメートル地帯は川で両側が挟まれた地域だから、周辺に畑がないし、水産物もないから隔離性があり小型炉なら建設できる。マイナスメートルに加えて火災地である所からの移転費が賄える。
JCO事故での該当会社は孤立無援奮闘したが倒産した。TMI事故の時はNRCから指揮官が派遣されたように見受けられた。福島事故当時も今も東電は孤立無援である。大方の電力会社は躊躇する。豊洲の場合は、都知事指揮下の科学者が頑張った。都民ファストならエネルギーの確保のために都税を貯金するのは理に適っている。原子力でも頑張れる可能性がある。今も昔もどの国も地方に魅力がないから若者は都会に出ていく。地主は供給力が不足しているから若者を含めた新参者を追い出してきた。一極集中はけしからんから、地方に分散しろというのは現実離れしている。輝かないのが地方の特徴である。密度が薄く効率の悪い地方で新電力が育つはずがない。太陽光発電の供給力は上がるが需要がないし、大都市にも売れないのは輸入農産物が安いのと同じことである。地方救出のために政府要請で大型炉を計画するのはリスクが高すぎる。大型炉は苦戦するだろう。エアバスも大柄機は苦戦している。大都市は自前のエネルギーを確保することを考えたほうがよい。原子力産業は軍事用小型原子炉が有望である。
将来、卸販売会社は傘下の各発電所を独立発電会社（大船発電所会社、本牧発電所会社、木更津発電所会社）にし、大船発電所所有の土地・施設・設備・人員を大船発電所会社に譲渡し、代わりに発生電力を卸販売会社に売る。卸販売会社は海外からLNGを一括買う。独立後の各発電会社は卸販売会社から産地渡しを受けて各々自己日本発電所にLNGを運んでくる。代わりに発生電力を卸販売会社に売る。卸販売会社はリスクが殆どなくなる。ゴーンさんに対し、ブラジルや仏やパレスチナから横槍が入ったように、大事故を起こしたら移住民が死のうものなら元の国から言いがかりを付けられる。事故を起こした発電会社のみを倒産させればよいから鰻上りになる恐れのある補償費を防げる。独立発電会社は新々電力会社となり、小型原子力を持てるかもしれない。
GEの元会長が言っていたことだが、製造業はリスクの塊である。メーカーも卸販売会社のような形態を考えないと危ない。火力発電メーカーは建売アパートの様に火力発電会社を建てて卸販売会社に売電するようにしないと商売が成りたたないだろう。最近の建設会社は、多数地権者に代わってマンションを建て、そこに地権者達を住まわせる。建設会社自身は殆どリスクを取らなくて済む。
【００１６】
海外の砂漠地帯は小型原発の候補地である。塩分濃度の高い地下水を冷却に使い、砂の下に敷設できる。地下核実験は許されているから、万一事故が起こっても大事にはならないだろう。浚渫機械で塩分濃度の高い地下水と砂を混ぜて周辺に飛ばせばよい。岩石砂漠では、掬い上げたり、掘削機を使ったりする。南アフリカダイヤモンド採掘穴は地下原発に有望である。
海外（例えば産油国）の現地に、現地のファンド（資本金の小口化）と現地国籍日本設計専業社（現地人社長が日本人を雇って、日本から部品、燃料集合体を輸入する）が、火力発電から始めて、次に原子力に向かうやり方もあろう。ありそうでないのが金なら、なさそうでも出てくるのが金である。宇宙旅行予約する人もいる。
太陽光エネルギーを使う表面由来エネルギーは、農作物栽培に類似している。1か所に広大な規模での集中利用は局所的な気候気象変動による壊滅的な被害を受ける。政府の保護がなければ小規模業者は倒産する。したがって、表面由来エネルギーこそ大規模業者による分散型発電になろう。その際、打撃を緩和するために小型原子炉併設が有効である。人口密度が低ければ原子炉事故が生じても風評被害は受け難い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の再生核燃料集合体（１２０）の概観図。
【図２】本発明の十字型制御棒（２２０）の概観図。
【図３】本発明の再生的炉心の概観図。
【図４】本発明の原子炉（４１０）の概観図。
【図５】本発明の再生可能エネルギー的原子力発電施設の概観図。
【図６】各種電源の発電単価。
【符号の説明】
【００１８】
１００は再生酸化物核燃料。
１０２は再生酸化物核燃料円柱。
１０３はセラミック製被覆管。
１０４はセラミック製部分チャンネルボックス。
１１０は再生核燃料棒。
１２０は再生核燃料集合体。
２０２は中性子吸収板。
２０３は鍛造銀合金箱。
２１０は制御翼。
２２０は十字型制御棒。
４００は第１格納容器。
４１０は原子炉。
４１１は高温管。
４１２は低温管。
４２０は原子炉容器。
４３０は循環ポンプ。
４４０は制御棒駆動機。
４５０は第１格納容器内空冷管。
５００は第２格納容器。
５１０はガスタービン。
５２０は冷却材空冷器。
５３０は発電機。
５４０は第２格納容器内空冷管。
６００は核燃料集合体地下格納容器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020183877.tif 000009
【図２】
2020183877.tif 000010
【図３】
2020183877.tif 000011
【図４】
2020183877.tif 000012
【図５】
2020183877.tif 000013
【図６】
2020183877.tif 000014