JAEAが目指す研究開発～Synergy, Sustainable, Ubiquitous～

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
経営企画部長 門馬 利行

原子力機構（JAEA）の概要
原子力機構は、原子力基本法で定められた原子力に関する総合的な国の研究開発機関
理事長 ： 小口 正範
職員数 ： 3,102人（定年制職員）2023年４月1日現在
沿 革：原子力機構の研究開発拠点わが国を取り巻く大きな変化の波
政治的日本はどうして生きてゆくか

国連を中心とした戦後の国際秩序がロシアのウクライナ侵攻を機に機能不全に陥りつつある

この大きな課題を今の世代が将来世代のために解決しなければならない

わが国の産業立国政策の前提となっていた自由貿易体制が崩れつつあり、むしろブロック化の傾向が顕著にみられるようになってきた

社会的同時性・緊急性

経済的

従来の炭素消費型社会から脱炭素社会即ちサステナブル社会への急速な転換が現実的な問題として俎上に上がってきた

わが国の現状

それを原子力技術を使って成し遂げたい

国力の低下、国家アセットの老朽化、人口減少・高齢化による国民の担税能力の低下、各種資源を過度に他国に依存我が国の現状（資源の自給率）

ＧＸポリシーの本質とその実現に向けて低資源、高効率な社会をつくる（巨大な国家財政を必要としないコンパクトな社会の実現）

 エネルギー資源の開発、改質、輸送、機械として極限まで無理をした発電設備を必要とする現状のエネルギー供給システムからコンパクトで継続性のある低資源・高効率なシステムに変える 少ない人口、土地面積で生産性、付加価値の高い産業システムを構築する（農産物の工場生産化、分散型自立社会の構築による輸送コストの極端な削減など）
これらを全てを脱炭素で実現する
 リニューアブルエネルギーは本質的に（基本的性格から）稼働率が低い
 石炭火力は「CO₂排出制限」により稼働率を低く抑えられている・・・

原子力(ニュークリア)×リニューアブルで低資源、高効率な社会を目指す

脱炭素社会に向けて原子力が果たす役割（１／２）
【方向性その１】

１＋１＝２ではなく３にも４にもする

各種電源の組み合わせ（ミックス）だけではなく、その相乗効果を追求する
 未稼働資産（廃炉立地、劣化ウラン）を活用して巨大なウラン電池を作り、リニューアブルエネルギーを一括蓄電したうえで電力会社がコントロールするかたちでグリッドに流す
 高温ガス炉をコンビナートのエネルギーセンターとし（水素、熱、電気の供給）不足分をリニューアブルエネルギーで補うことで工業地帯を一挙に脱炭素化する【方向性その２】
脱炭素社会の構築という新しい要請に応えつつ、長期安定型のエネルギー源を目指す
 ウラン燃料の長寿命化、高レベル廃棄物の減容、有害度低減、再資源化
 高レベル放射性廃棄物が発する放射線や熱を直接電気に変える（放射線発電、熱発電）手段の社会実装

脱炭素社会に向けて原子力が果たす役割（２／２）
【方向性その３】
原子力の特性を生かして様々な分野（医療、素材、農業をはじめ各産業分野）での活用を考える
これらを高効率・低資源で達成する

 がん治療薬の開発
 動力源としての活用（超小型原子力電池など）
 放射線、熱から直接電気を生み出す技術の実用化（スピントロ二クス）

エネルギー相乗効果の追求

Synergy

長期安定型のエネルギー源を目指す

Sustainable

様々な分野での活用

Ubiquitous

機構が目指す研究の方向性（イメージ図）

高速炉の開発
達成目標
高速実験炉「常陽」脱炭素社会の実現
・CO2排出ゼロ

Synergy

エネルギーセキュリティの確保
・ウラン資源の有効活用（約100年→数千年）

環境負荷低減の実現

・放射性廃棄物の減容・有害度低減
・放射性廃棄物の短寿命化

Sustainable

核不拡散抵抗性の実現

・分離済プルトニウムの利用・燃焼・プルトニウム燃焼炉の開発
実証炉のプラント像（三菱重工技報 Vol.57 No.4 (2020) 原子力特集より引用）「経済産業省受託事業 令和元年度 高速炉の国際協力等に関する技術開発」より

国民福祉への貢献

・治療・診断用アイソトープ製造

Ubiquitous

早期に常陽の運転を再開し、実証炉開発に資するデータを取得することが不可欠高温ガス炉の開発© 岩谷産業株式会社

水素還元製鉄＊

燃料電池自動車

工業地帯（化学・石油プラント等）
への高温の熱供給・熱電供給

再生可能エネルギーの変動調整

達成目標
固有の安全性を有する炉の開発•

炉心溶融が起こらない設計、最小限の緊急時区域設定で済む設計

リニューアブルとの連携、水素社会への貢献••

900℃を超える高温熱を利用した大量のカーボンフリー水素製造

高温の熱供給・熱電供給、再生可能エネルギーとのハイブリッドシステム＊：資源エネルギー庁ウェブサイト（https://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/suiso_seitetu.html）

SynergyUbiquitous高レベル放射性廃棄物の減容・有害度低減、再資源化
燃料加工

商用発電

使用済燃料

再処理

分離プロセス技術

高レベル廃液低レベル
廃棄物

劣化ウランやウラン廃棄物など使用予定のないU

大容量蓄電池

UPu

ガラス
固化体

Cs, Sr, Am

熱・放射線発電

Moなど

資源利用

高速炉等
で燃焼

その他の長半減期核種低発熱化、有害度低減

達成目標
減容・有害度低減
・マイナーアクチノイド等の分離・燃焼により高レベル放射性廃棄物の有害度や処分場面積を大幅に低減

Sustainable

再資源化・使用予定のないウランを高効率の大容量蓄電池に活用
・ガラス固化体の熱を電気に変える熱発電素子や、分離したアメリシウムの放射線を利用する電池の開発・分離した白金族や希土類元素の資源利用

Ubiquitousウラン蓄電池の開発”燃えないウラン”で高性能な大容量電池をつくる

ニュークリア
ウラン加工

×
資源活用

劣化ウラン
ウラン廃棄物URF蓄電池

余剰電力

原子力発電

リニューアブル

非常用電源

余剰電力
太陽光発電、風力発電

・系統調整し安定化
・ピークシフト課題
・気候や時間帯で出力が変動
・需要ピーク時に即時対応できない

電力消費地

達成目標
リニューアブルとの連携• 原発や再生エネルギーの余った電気をためておく（高効率・大容量）再資源化＆有効利用• 当面使用予定のないウランの「管理」を「貯電しながら管理」にSynergy医療用ラジオアイソトープの製造

JRR-3による医療用RIの安定供給（モリブデン99/テクネチウム99mの製造）

達成目標

高速炉の特徴を活かした「常陽」の挑戦（アクチニウム225の製造）
Ubiquitous

・原子力技術を活用し国内需要を満たす医療用RIの安定供給を実現する

原子力機構の主な研究開発施設
大熊分析・研究センター
1Fの廃止措置推進のための放射性廃棄物や燃料デブリの分析・研究を行う施設の整備、ALPS処理水の第三者分析を実施

廃炉環境国際共同研究センター（CLADS）
国内外の英知を結集し、安全かつ確実に1Fの廃止措置等を実施するための研究開発、人材育成等を実施

放射性物質分析・研究施設（完成イメージ図）

国際共同研究棟

JRR-3
中性子ビーム利用・照射、RIの製造（R3.2.26運転再開）

タンデム加速器
重イオンを利用した原子核物理、核科学、物性物理の基礎的研究を実施

J-PARC
陽子ビームを利用した物質科学、生命科学、原子核・素粒子物理学など、基礎科学から産業応用まで様々な研究開発を実施

高速実験炉「常陽」HTTR（高温工学試験研究炉）「もんじゅ」サイトに設置する新たな試験研究炉
中性子を活用した基礎的・革新的な研究開発、医療用ＲＩに関する研究等を行うとともに、原子力人材の育成拠点としての機能を持つ試験研究炉の設置を目指す。
現在、設置許可申請に向けた詳細設計Ⅰを実施中（完成イメージ図）

高速炉の基礎・基盤技術の実証や将来炉の開発のための革新技術の検証（令和８年度半ばの運転再開を目指す）

高温ガス炉技術基盤、熱利用技術の確立（R3.7.30運転再開）

成果の最大化に向けて 脱炭素化という共通目標の達成に向け、世の中の動きは急速！
 GXポリシーの実現に向けて原子力の活用は不可欠！

 最新のニーズに応える魅力的な研究成果の迅速な創出・公表が必須！

 目標（ビジョン）を共有し、一丸となって対応する
 人材の確保・育成、研究インフラの有効活用を図る
 目標達成を最優先に、自前に拘らず国内外（英、仏、米等）の研究機関等とも積極的に連携する