(57)【要約】【課題】本発明の課題は危険で事故や失敗の多いＮａの代わりに高速中性子の速度を落とすことなく維持し、プルトニウムの核分裂の連鎖反応を確実に安全に行い高速増殖炉を稼働させることである。【解決手段】プルトニウムの核分裂により発生する高速中性子を空気その他の気体を通すことにより、速度を落とすことなく維持し、次のプルトニウムに当てて核分裂の連鎖反応を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プルトニウムの核分裂により発生する高速中性子を、空気その他の気体を通すことにより速度を落とすことなく維持し、次のプルトニウムに当てて核分裂の連鎖反応を行う高速増殖炉。
【発明の詳細な説明】
【技術の分野】
【０００１】本発明は高速増殖炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】高速増殖炉は燃料であるプルトニウムを使う以上に造ることができる夢の原子炉と言われてきて多くの国が永年膨大な研究費を使ってきたが、すべて高速中性子の速度を維持するために使用しているナトリウムによる火災事故のため成功しなかった。（非特許文献１）（非特許文献２）
このため各国とも現在は研究を諦めて中止してきた。しかしながら日本だけは燃料確保とその他の理由もあり政府は存続を表明してきた。（非特許文献３）【０００３】しかし日本の高速増殖炉原型炉もナトリウムを原因とする火災等の事故のため研究を中止し再開の目途がたっていなかった。そして政府は平成２８年１２月２１日の閣僚会議で廃炉を決めた。（非特許文献４）
【先行技術文献】
【０００４】
【非特許文献１】さよならもんじゅ君  監修  小林圭二  発行  河出書房新社  ２０１２年４月２０日
【０００５】
【非特許文献２】高速増殖炉もんじゅ事故    編者  緑風出版編集部  発行者  高須次郎  発行所  株式会社  緑風出版  １９９６年４月２０日
【０００６】
【非特許文献３】産経新聞  平成２８年５月１５日
【０００７】
【非特許文献４】産経新聞  平成２８年１２月２２日
【０００８】
【非特許文献５】福島第一原発廃炉図鑑  ３７頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】    ナトリウム（Ｎａ）を原因とする失敗の主な理由
１．水や空気と激しく反応して火災爆発を発生し易くコンクリートの様な構造物を破壊す    る危険物である。
２．熱容量が小さいので高熱になりやすく沸騰して泡を生じると暴走するが止める方法が    ない。
３．核分裂で発生する熱を水に転移する効率を高めるため厚さの薄い配管を使うので壊れ    やすく火災を起こした。地震にも弱い。
４．不透明のため作業がやりにくく、事故があっても原因が分かりにくいので対策が遅れ    やすい。
５、Ｎａが放射性物質になってしまうので放射能の事故が起こりやすい。そして放射能が    もれないように２回熱の転移をする必要がある。このため装置が大きく複雑になるの    で事故が起きやすくなる。【００１０】本発明の課題は危険で事故や失敗の多いＮａの代わりに高速中性子の速度を落とさずにプルトニウムの核分裂の連鎖反応を確実に安全に行い高速増殖炉を稼働させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】プルトニウムの核分裂により発生する高速中性子を空気その他の気体を通すことにより速度を落とすことなく維持し、次のプルトニウムに当てて核分裂の連鎖反応を行う。【００１２】  高速増殖炉を稼働させる条件
１  燃料であるプルトニウムの核分裂の連鎖反応を行うには高速中性子の速度を落とさず    に次のプルトニウムに次々と衝突させること。
２  プルトニウムが核分裂して発生する熱を水に伝え、水蒸気を作り発電すること。
３  稼働中に異常があったり自然災害等が発生した場合にも事故を防止できること。
以上の条件を満たす必要があります。【００１３】    上記の条件を満たすものは次のものがあります。
１  の条件を満たすものは    Ｎａ，    水（水の泡）、空気（空気の泡）その他
２  の条件を満たすものは    Ｎａ，，  水（液体）
３  の条件を満たすものは              水（液体）
この３つの条件に必要なものは水（水の泡と液体）と空気（空気の泡）です。
Ｎａは災害を防止できないので条件に合いません。【００１４】１  の条件即ち水の泡と空気及び空気の泡が高速中性子の速度を落とさないことは理論的    には気体だけで邪魔物がないからです。また現実的には東日本大震災で福島原発の１    号機が停電で水の供給が止まり５時間後に燃料棒が水面から露出したらメルトダウン    が始まっています。（非特許文献５）水面より上の空間にあるのは水蒸気と空気の気    体だけです。このことは気体が高速中性子の速度を落とさないので燃料のプルトニウ    ムが核分裂の連鎖反応を行なったことになります。Ｎａの泡でも同じことを説明して    おります。（非特許文献１）
２  の条件即ち核分裂により発生した熱を水に伝えることは、燃料を水の中に入れておけ    ば現在稼働している軽水炉と同じように実施出来ます。
３  の条件即ち原子炉が過熱したり異常があったり自然災害を受けるような事態が発生し    た場合には電気をとめ自動的に又は手動で大量の水を入れて原子炉を冷却すれば水の    沸騰はなくなり、または空気の挿入を止めれば泡は消えるので高速中性子の速度を落    とすのでプルトニウムの核分裂は無くなるので原子炉は安定し事故を防止できます。【００１５】以上により原子炉に燃料のプルトニウムと水を入れて沸騰させて泡をつくるか、または空気を挿入して泡をつくり、燃料棒に接触させれば高速中性子の速度を落とさずにプルトニウムの核分裂の連鎖反応が起こります。【００１６】核分裂の連鎖反応がおこることにより発生する熱で水蒸気を作り発電することが出来るので高速増殖炉を稼働させることができます。
【発明の効果】
【００１７】危険物であり火災等の事故を起こして失敗してきたＮａを使用しないので安全稼働が出来ます。【００１８】現在稼働中の軽水炉又は廃炉と決めた（もんじゅ）にわずかの装置を加えて改良するだけで稼働出来ます。しかも費用も工期も短期間で出来ます。【００１９】各工程は福島原発の事故の原因をはじめ既知の物理現象を参照しているので、新に研究しなくても実用出来ます。【００２０】Ｎａを使って失敗して廃炉を決めた（もんじゅ）の代わりの高速増殖炉を新たに研究するため高額の費用と長期間の検討を政府が行うと決めておりますがその必要はないと思います。【００２１】燃料費は在庫が余って困り、しかも増殖するプルトニウムと水でありますので非常に安くなります。従って電気代は大きく安くすることが出来ます。【００２２】上記のように現在の軽水炉又は廃炉と決めた（もんじゅ）を利用すれば、火力発電の必要がなくなります。従って現在輸入している化石燃料は殆どいらなくなりますので毎年莫大な金額が節約出来ます。【００２３】炭酸ガスを大きく削減することができるので地球温暖化対策のパリ―協定の日本負担分を達成することが出来ます。【００２４】夢の原子炉が稼働出来ます。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】  本実施形態に係る高速増殖炉の概要を説明する図
【図２】  本実施形態に係る高速増殖炉の概要を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２６】高速増殖炉の稼働（その１）
高速増殖炉を稼働させる方法の一つ目（以下「もんじゅ２」と言います）を（図１）により説明致します。
【００２７】原子炉である圧力容器内に燃料棒、、制御棒、発熱器を設置した後に給水器よりこれらの装置が十分に埋まるまで水をいれます。
次に発熱器を作動させて水を沸騰させます。水が沸騰して出来た泡が燃料棒に触れると高速中性子が泡を通して速度を落とさずに次のプルトニウムに当たり次々と連続して核分裂して発熱します。
【００２８】プルトニウムが連続して核分裂して発熱すれば水は沸騰をつずけて水蒸気を発生するのでこの水蒸気を蒸気発生器を通してタービンに送り発電します。
【００２９】タービンより出る水蒸気は復水器を通して給水器に送ります。
【００３０】給水器からは圧力容器内の水を一定に保つようにポンプで給水します。これにより安定した発電が出来ます。
【００３１】原子炉や各機器内に異常があったり自然災害が発生したりしてプルトニウムの連続核分裂が止まらず原子炉内が異常な高熱を続けるようであれば、直ちに制御棒を作動するとともに非常用水器より水を供給して原子炉内の温度を下げると水の沸騰が無くなります。水の沸騰がなくなれば泡ができないので、原子炉内は低温の水となるので高速中性子は速度を落とすのでプルトニウムの連続核分裂がなくなり原子炉は低温となり安全が保たれます。
以上により高速増殖炉の安全操業が実施出来ます。
【００３２】高速増殖炉の稼働（その２）
高速増殖炉を稼働させる方法の２つ目（以下「もんじゅ３」と言います）を（図２）により説明致します。
【００３３】複数の穴の開いた送風管に燃料棒と制御棒を入れて原子炉に設置します。
原子炉にこれらの装置が十分に埋まるまで水をいれます。水は送風管の中を自由に出入りすることができます。
【００３４】送風管に空気を下から入れると空気の泡を生じます。この泡は燃料棒に接触しながら上昇し通風管の上部より抜けて水面上に出て弾けます。
【００３５】この際泡が燃料棒に接触するとプルトニウムから発生する高速中性子がこの泡を通して速度を落とさずにプルトニウムに当たり次次とプルトニウムの核分裂の連鎖反応を起こして発熱します。原子炉内の水はこの熱により水蒸気を発生します。
【００３６】従って原子炉の発熱は送風の仕方（空気の量・強さ・時間等）により調節することが出来ます。
【００３７】このようにして発生した水蒸気と泡が弾けた空気の混合気体を熱交換機に送ります。
【００３８】混合気体の中の水蒸気と空気は熱と圧力に対する性質が異なるので、混合のままタービンに送ると圧力が一定しませんので、分離する必要があります。しかし分離するよりは熱を水に伝えて水蒸気を発生させるほうが効率が良いので熱交換します。
【００３９】熱交換器で発生した水蒸気を蒸気発生器を通してタービンに送り発電します。
【００４０】熱交換器で不用となった混合気体は空気中に排出します。もし排出する気体中に環境に有害物質の放射能等があれば排出前に取り除きます。
【００４１】熱交換器で不要となった混合気体を原子炉に戻すと原子炉内の空気の量が増えるので原子炉の発熱量の操作に異常をきたすため原子炉内に戻せません。
【００４２】  以上によりプルトニウムによる高速増殖炉を稼働することが出来ます。
【００４３】稼働中に異常があったり自然災害等が発生して原子炉が異常に高熱になり危険な状態が発生した場合は、直ちに制御棒を作動するとともに自動的又は手動で直ちに電源を切って空気を送ることを止めれば原子炉内の泡がなくなりますのでプルトニウムの核分裂の連鎖反応がなくなります。
更に緊急水槽より自動的に又は手動で大量の水を入れれば原子炉内は冷却するので安定し安全を確保出来ます。
【符号の説明】
【００４４】    １  圧力容器（原子炉）
２  燃料棒、
３  制御棒
４  発熱器
５  水
６  水蒸気
７  蒸気発生器
８  タービン
９  発電機
１０  復水器
１１  給水器
１２  給水ポンプ
１３  非常用水器
１４  非常用ポンプ
１５  非常用排水弁
１６  海水パイプ
１７  放水パイプ
１０１  原子炉（圧力容器）
１０２  燃料棒、
１０３  制御棒
１０４  送風機
１０５  送風管（ノズルまで）
１０６  穴の開いた送風管
１０７  ノズル
１０８  逆止弁
１０９  水
１１０  水蒸気
１１１  水蒸気と空気の混合気体
１１２  熱交換器
１１３  給水ポンプ（熱交換用）
１１４  蒸気発生器
１１５  タービン
１１６  発電機
１１７  復水器
１１８  給水器
１１９  送水ポンプ（給水用）
１２０  緊急水槽
１２１  送水ポンプ（緊急用）
１２２  排気弁
１２３  温度計
１２４  フイルター
１２５  非常用排水弁
１２６  海水パイプ
１２７  放水パイプ
【図１】
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【図２】
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