エネルギー問題に発言する会座談会

インドの原子力開発の動向について
平成27年6月18日
佐藤浩司

高速炉研究開発部門
日本原子力研究開発機構
1

発表内容
１．インドの原子力開発の歴史とエネルギー事情等
２．三段階の原子力開発計画と開発体制
３．原子炉と関連サイクルの開発の現状と
今後の計画
４．まとめ

2

インドの原子力開発の歴史（1/2)
1945年：タータ基礎研究所（ムンバイ）の設立
1948年：原子力法を制定、原子力委員会が設立（日本：原子力基本法の制定(1955年）、原子力委員会の発足(1956年))
1955年：国連主催の第１回「原子力の平和利用に関する国際会議」
議長：ホミ・バーバ原子力委員長
1957年：トロンベイ原子力研究所（バーバ原子力研究センター(BARC)の前身）の設立
・アジア初の原子炉アプサラ（最大1MWt）の運転開始
・国際原子力機関（IAEA）設立に貢献（理事国）○核不拡散条約（NPT；1970年発効）へは未加盟
1974年及び1998年に地下核実験を実施⇒その後国際社会からの支援が途絶（それ以降は、自発的な核実験モラトリアムを宣言し維持）「世界的な核軍縮を推進し、核兵器の無い世界の実現に向けて主導的役割を果たす」ことを明言（2004年5月に成立したマンモハン・新政権）

3インドの原子力開発の歴史（2/2）
2006年2月：フランスとの平和利用を目的とした原子力開発に関する声明
2006年12月：NPTに未加盟のインドとの原子力協力を可能とするための、米国原子力改正法（インドを例外扱いとする）が、ブッシュ大統領の署名により成立
2007年7月：米国と原子力協力協定の交渉妥結（2008年10月署名、12月発効）
これを契機として国際社会との原子力協力が復活（各国と原子力協力協定の締結が加速）
2008年8月：IAEA理事会で対印保障措置協定案を承認
2008年9月：原子力供給国グループ（NSG）が、「インドとの民生用原子力協力に関する声明」を採択
2010年8月：インドの原子力損害賠償法の上下院での可決（同年9月公布）
2010年10月：IAEAの「原子力損害の補完的補償に関する条約（CSC）」に署名
2011年11月：原子力損害賠償法の施行規則の公布
2015年4月：IAEAのCSCが発効＊（同年1月に日本のCSC署名、受諾書を寄託により、締結国の原子炉の総熱出力が400GWt以上の発効条件をクリアー）＊2015年6月現在、インドはCSCに未批准
4インドと各国との原子力協力の状況
主要国
米国

主な動き
• 2008年10月10日、原子力協力協定に署名（同年12月6日発効）• 2010年7月30日、再処理に関する「取極め、手続き」に署名

フランス• 2008年9月30日、原子力協力協定に署名（2010年1月14日発効）

ロシア• 2010年3月12日、原子力協力協定に署名• 2014年4月、クダンクラム3・4号機の建設に関してロシアが原則として損害賠償請求法に同意との報道• 2014年12月、民生用原子力協力の強化に係る協定に署名

カザフスタン• 2011年4月15日、原子力協力協定に署名

カナダ• 2010年6月27日、原子力協力協定に署名• 2013年9月27日、原子力協力協定が発効

韓国• 2011年7月25日、原子力協力協定に署名

英国• 2010年2月11日、「原子力に関する共同宣言」に署名• 2013年2月、原子力協力協定の交渉開始に合意

日本• 2010年6月29日、原子力協力協定の交渉を開始• 2013年5月、首脳会談において交渉を加速させると確認• 2014年1月、首脳会談において早期妥結に向け交渉を続けると合意

オーストラリア• 2011年12月、政権与党である労働党がインドに対するウラン輸出を解禁することを決定• 2014年9月、原子力協力協定に署名
5

米印原子力協力
IAEA

原子力供給国グループ(NSG)⑦インドの例外扱いを承認 (2008.9)⑬インドのNSG加盟で合意できず（2014.6)

米国③ヘンリー・ハイド法の成立(2006.12)⑧米国議会による米印原子力協力協定の承認 (2008.10)①米印共同声明（2005.7）④米印原子力協力協定の交渉妥結（2007.7）⑨米印原子力協力協定の署名（2008.10）⑩米印原子力協力協定の発効（2008.12）⑮原子力損害賠償問題と協定対象核物質の追跡と計量に係る課題につき両国で合意に達したことを発表（2015.1)⑥保障措置協定のIAEA理事会での承認 (2008.8)⑪ 選択された民生用原子力施設に係る保障措置協定締結（2009.2)⑫追加議定書署名（2009.5)⑭追加議定書発効（2014.7)

インド②軍民とされず分離計画の策定 (2006.3)⑤インド議会による政権の信任投 (2008.7)

米印原子力協力の実現に向けた課題
原子力損害賠償責任に関するインドの国内法規定の取り扱い等
 2010年8月30日、原子力損害賠償法がインド議会で可決されたが、供給された原子力資機材の瑕疵が原因で原子力事故が起きた場合に原子力運転者から供給者への求償権を認めているため、他国からの原子力資機材の供給の阻害要因になりかねないとして米国等の供給国が是正措置を要求。2015年1月、米印両国は、インド国内法を改定せず、インドが、同国の保険会社から成り、インド政府も出資する1億2,200万ドル相当の原子力プールを設立すること等を発表。ただし、2015年2月現在、米国原子力産業界は様子見の状況。
 インドは2010年10月、原子力損害の補完的補償に関する条約(CSC)に署名しているが、2015年2月現在、未批准。

6

インドのエネルギー事情等


世界第二位の人口大国： 12億6740万人(世界人口白書2014）、2028年頃には中国を抜くと予測

高い経済成長率： GDPは6.3%/年（2010～2035年平均）で増大

急速な経済成長と人口増加のため一次エネルギー消費量が急増：
一次エネルギー消費量(2010年）： 中国、米国、ロシアに次ぐ世界第4位（約5％）CO2排出量(2010年）： 中国、米国に次ぐ世界第3位（約5％）⇒政府は、2020年
までにGDP当たりのCO2排出量を2005年比で20～25％削減する自主目標を発表

 一次エネルギー消費量の増加に加え、中間層の増加や生活水準の向上のために電力需要も近年飛躍的に増大しており、電力不足も深刻：
電力普及率が約75％（約3億人の人が電気にアクセスできない状況）
都市部を中心に停電が頻発（経済成長の阻害要因）

環境汚染の問題
石炭火力、モータリゼーション等による都市部での深刻な大気汚染
政府の発電設備の増設計画

第12次5カ年計画（2012～2016年度）

火力

水力

原子力

再生可能
エネルギー

合計

6380万kW920万kW

280万kW

1850万kW

9550万kW7

インドの発電設備容量（2015年2月末）
578万kWe(2%)
3,169万kWe
4,073万kWe
(11%)
(13%)
4,087万kWe(14%)
120万kWe(0.4%) 2,297万kWe(8%)

15,850万kWe
(53%)

配電網
へ接続

全発電設備容量：3,017万kWe
出典：”Executive summary Power sector,” Ministry of Power Central Electricity
Authority, Government of India (2015)8インドのエネルギー事情等
 2004年に、インド原子力庁（DAE）は電力成長戦略を発表
 一人当たりの国内総生産（GDP）と年間電力消費量の間には相関あり。
 生活水準を先進国並みに向上させるには、一人当たりの年間電力消費量を今後約50年間で8-10倍程度増大させることが必要
 エネルギー安定供給と環境負荷低減→原子力発電の大幅な増大が必要
インド：約600kWh, 中国：約1500kWh, 日本:8000kWh,
米国：約14000kWh(2003年度統計；世界国勢図会）

エネルギー資源量(10億トンの石炭と等価換算：BTCE)

一人当たりの年間電力消費量（KWh)

インドの国内資源量

米国
OECD
インド

中国
一人当たりのGDP（購買力平価 USドル)

出典：Dr. Anil Kakodkar, ”Nuclear Energy in India- Retrospect and Prospects,”
An International Journal of Nuclear Power-Vol.18, No.2-3 (2004)9世界のトリウム資源分布（在来型発見資源）
インドのウラン資源は僅少だが、トリウム資源が豊富
グリーンランド（54／0）
ノルウェー（0／132）

ロシア（75／0）

カナダ（0／44）

トルコ（344／0）エジプト（0／100）米国（122／278）インド（319／0）ベネズエラ（0／300）ブラジル（171／50）
オーストラリア（13／0）
南ア（18／0）

回収コスト$80/kgU以下の確認資源 (Reasonably assured resources (RARs))
回収コスト$80/kgU以下の推定追加資源 (Estimated additional resources, category I (EAR-I))（確認資源量／推定追加資源量; 単位1,000tU）

データ： IAEA, 2007 (from Technical Meeting, 2005/9）

10インドの電力設備容量の増設計画

1600

発電設備容量(GWe)

1400
1200
1000

原子力
再生可能エネルギー
水力 （風力、バイオマス等）
石油・ガス火力
石炭火力

800
600
400
200
0
2002

2022

2032
西暦（年）

2042

2052

出典：Dr. Anil Kakodkar, ”Nuclear Energy in India- Retrospect and Prospects,” AnInternational Journal of Nuclear Power-Vol.18, No.2-3 (2004)
11

発表内容
１．インドの原子力開発の歴史とエネルギー事情等
２．三段階の原子力開発計画と開発体制
３．原子炉と関連サイクルの開発の現状と
今後の計画
４．まとめ

12

インドの原子力開発計画 （三段階方式）

U-235 (MAPS)

天然ウラン

重水減速・
加圧重水冷却炉
PHWR

12GWe
×30年

発電

減損ウラン

U-233 (KAMINI)（30MWt；1996年～)

Pu-239 (FBTR)

トリウム
300GWe
×30年

Pu燃料
高速増殖炉

発電

トリウム
500GWe
×500年

Pu
Pu

U-233

U-233燃料
増殖炉

発電

U-233
第１段階

第２段階
出典： DAE, “Atomic Energy in India: A Perspective”,Sep.2006

第３段階
13

インドの三段階の原子力開発
１．インド原子力発電公社（NPCIL)を中心とした第一段階の原子力開発（重水減速・加圧重水冷却炉(PHWR)サイクル等）
２．インディラ・ガンジー原子力研究センター(IGCAR)を中心とした第二段階の原子力開発（高速増殖炉(FBR)サイクル）
３．バーバ原子力研究センター(BARC)を中心とした第三段階の原子力開発（新型重水炉（AHWR）等の開発）
14インドの原子力開発体制
首 相

原子力年鑑2015に一部加筆

原子力委員会 （AEC、1948年設立）

原子力規制委員会（AERB、1983年設立）

DAE科学研究評議会
原子力庁 （DAE* 、1954年設立）*Department of Atomic Energy
公営企業

研究開発部門バーハ原子力研究センター（BARC)
インディラ・ガンジー原子力研究センター （IGCAR）
ラジャ・ラマンナ先端技術センター（RRCAT）
可変エネルギーサイクロトロン
センター（VECC）
原子力鉱物探査研究所（AMD）

産業部門（電力部門）
インド原子力発電公社（NPCIL）
バラティヤ・ナビキヤ・
ビデュト・ ニガム社
（BHAVINI）（公共部門）
 インド希土類公社（IREL）
 インドウラン公社（UCIL）
 インド電子機器公社（ECIL）

サービス組織重水製造局（HWB）

調達・貯蔵局

核燃料コンプレックス（NFC）建設・サービス・
施設管理局

放射線・アイソトープ
技術局（BRIT）

総務部

事務
部門

世界原子力パートナーシッップ
センター （GCNEP)

支援機関

原子核科学研究審議会
ホミ・バーバ国立研究所（2005年設立、Deemed
University）
国立高等数学審議会

タタ基礎研究所

物理研究所ハリス・チャンドラ研究所

タタ記念センター

プラズマ研究所

数理科学研究所

サハ核物理研究所

国立科学教育研究所

原子力教育学会

15３．原子炉と関連サイクルの開発の現状と今後の計画

3.1 インド原子力発電公社（NPCIL)を中心とした第一段階の原子力開発（重水減速・加圧重水冷却炉(PHWR)サイクル等）

16

インドの主要な原子力施設

MOX燃料製造（20tHM/y）
再処理(100tHM/y)×2基

インド原子力発電公社(本部）
再処理 (50tHM/y)

ハイデラバード

バーバ原子力研究センター（本部）

ウラン燃料製造（25+400tHM/y）インディラ・ガンジー
原子力研究センター
再処理 (100tHM/y)

発電炉（PHWR,BWR,VVER,PFBR）（運転中、建設中、計画中）

マイソール
濃縮施設
17

インド原子力発電公社(NPCIL)
1987年に設立、職員数は約13,000人、世界原子力発電事業者協会（WANO）にも加入
原子力発電所のサイト選定から、設計・建設・運転、デコミまで実施
運転員の教育訓練は、NPCIL各所、BARC、WANOのトレーニングセンターを利用して実施。多数の発電炉を同時期に作ることを通して、OJT教育も実施
発電所名（場所）

運転中

建設中

タラプール

BWR 16万kWe×2; PHWR 54万kWe×2

ラジャヤスタン

PHWR 10万kWe×1；20万kWe×1; 22万kWe×4

PHWR 70万kWe×2

マドラス/カルパッカム

PHWR 22万kWe×2基(PFBR 50万kWe×1)

ナローラ

PHWR 22万kWe×2基

カルラパー

PHWR 22万kWe×2基

ガイガ

PHWR 22万kWe×4

クダンクラムVVER 100万kWe×1
578 万kWe (21基)合計
2015年6月

http://www.npcil.nic.in/main/AboutUs.aspx

PHWR 70万kWe×2

VVER 100万kWe×1
430 万kWe(6基)18重水減速・加圧重水冷却炉（PHWR）
特徴：①燃料として天然ウランが利用可能（濃縮が不要）②減速材に重水を利用→中性子経済が良い③圧力管型炉→高圧の原子炉容器が不要（国内製造が可）④重水（減速材、冷却材）は自国で製造⑤運転中の燃料交換が可能（燃料は横置き）

19

PHWRのフロー図と燃料交換装置
Containment

Steam

Steam-Water
Separators

Pressurizer

Coolant
Pumps

BoilerFeedwater

Headers
Calandria

Core

Fuelling
MachineFuelling
Machine

Fuel
Moderator
Pump

Moderator Heat Exchanger

20

重水炉開発の現状と今後の計画
 地下核実験により関係国の支援を絶たれたため、独自に初期導入技術（CANDU）の内容を分析し、改良・標準化・大型化を達成。現在では、カナダに次ぐ有数の重水炉(技術)保有国
 現有の54万We炉と70万We炉の炉心構成は同一であり、54万kWeでの運転経験に基づき、出力増大を図っている。
 一方で技術開発が原子力側に傾き、国内インフラの未整備もあって、電源設備としての大型化・高性能化には至っていない。
 現在、18基のPHWR（総発電設備容量で446万kWe）を運転中。
 以前は、燃料不足のため運転の一部停止や、出力を半減して運転（200607年の設備利用率は63%）していたが、2015-16年（2015年4月まで）の設備
利用率は86%を達成
 PHWRの設備利用率向上のために高燃焼度化も検討しているが、燃料健全性の担保が課題
21

軽水炉開発の現状と今後の計画
 米国製の沸騰水型軽水炉（BWR；16万kWe）を導入し運転。 濃縮ウラン
燃料の供給元は、米国、フランス、中国と変遷し、現在はロシア。
 自国のウラン資源と技術だけでは、急速な電力需要の伸びに対応できな
いため、海外から濃縮ウラン付きで大型軽水炉の導入（4,000万kWe）を図っている。
 ロシア製PWR（VVER 100万kWe×2）を導入し、その内の1基は既に運転中で、1基は建設中。
 フランスのアレバ、WH-東芝、GE-日立ニュークリア・エナジー等との軽水炉導入の覚書を締結。
 上記を実現するための、原子力協力協定の締結、IAEAとの保障措置協定の締結、原子力損害賠償法等の法整備を進めている。
 2015年2月に、インドのLarsen & Toubro(L&T)がフランスのアレバとの間で、ジャイタプールに建設するEPRを現地に合うように最適化する協力覚書を締結（大型鍛造品の協力を含む）
 インド独自のPWRも開発中（炉物理や炉心設計等）、
22

原子力発電設備容量の拡大
 現在：
578万kWe 2017年（現在建設中の原子炉が完成）：
1,008万kWe 2021～2022年（現在計画中の原子炉が完成）： 2,708万kWe
 2032年（国産技術によるPHWR、FBR＋海外から技術協力によるLWR）：
4,800～6,300万kWe

出典：S.A. バルドワジ、「インドの原子力開発プログラム」、第48回原産年次大会（2015年4月） （一部追記）
http://www.jaif.or.jp/cms_admin/wp-content/uploads/2015/04/原産大会48th_シブ・アビラシュ・バルドワジ_fix.pdf

23インドの運転中、建設中、計画中・提案中の原子力発電所サイト（2015年5月）
運転中 578万kWe
建設中 100万kWe （輸入）
建設中 330万kWe （国産）
計画中及び提案中
ゴラクプールラジャスタン

上記の出典：NPCLIのホームページ

計画中 22基（2,130万kWe)ナローラ
2 ｘ2 22万kWe(PHWR)
ｘ 22万kWe

提案中 35基（約4,000万kWe）

カクラパー
2 ｘ 22万kWe (PHWR)
2 ｘ 70万kWe (PHWR)

上記の出典：WNA, “Nuclear Power in
ロスアトム＊ India,” (May 2015)

ミティビルディハリプール

6 ｘ 125万kWe (AP1000)

タラプール

4 ｘ 120万kWe (VVER-1200)

2 ｘ 100万kWe

チュカ／ビンプール

2 ｘ 16万kWe (BWR)
2 ｘ 54万kWe (PHWR)

4 ｘ 70万kWe (PHWR)

ジャイタプールアレバ＊

建設中 6基（430万kWe）

70万kWe(PHWR)
4 4ｘ ｘ70万kWe

1 ｘ 10万kWe (PHWR)
1 ｘ 20万kWe (PHWR)
4 ｘ 22万kWe (PHWR)
2 ｘ 70万kWe (PHWR)

WH-東芝＊

運転中 21基（578万kWe）

6 ｘ 170万kWe (EPR)カイガ
4 ｘ 22万kWe (PHWR)
2 ｘ 70万kWe (PHWR)＊軽水炉の輸入先を示す。

コバーダ
6 ｘ 160万kWe (ESBWR)

左記以外の提案中プラント• AHWR 30万kWe ×１

GE-日立＊

マドラス/カルパッカム
2 ｘ 22万kWe (PHWR)
1 ｘ 50万kWe (PFBR)
2 ｘ 50(60)万kWe (FBR)• Mahi Bansware 70万kWe ×2 (PHWR)• Rajouli, Nawada 70万kWe ×2 (PHWR)• 100万kWe ×2 (PWR)• Markandi (Pati Sonapur)• Nizampatnam

クダンクラムロスアトム＊• Pulivendula

1 ｘ 100万kWe (VVER-1000)
1 ｘ 100万kWe (VVER-1000)
6 ｘ 105/120万kWe (AES-92/AES-2006)24

燃料製造と再処理施設
名称

所属
場所

型式
操業開始

処理能力
（tHM/年）

機能

濃縮ウラン燃料製造プ
ラント（EFFP）

核燃料コンプレックス（NFC）
ハイデラバード

BWR
1974年

25

輸入した濃縮ウランからBWR燃料集合
体を製造

PHWR
1973年

400

PHWR燃料集合体を製造

酸化ウラン燃料製造プラント
ジルカロイ製造プラント
先進燃料製造施設（AFFF）
名称

1971年
BARC
タラプール

MOX
1990年

燃料被覆管、PHWRの圧力管、カランド
リア管など
20

BWR,PHWR,PFBR用のMOX燃料

所属
場所

処理対
象燃料

研究炉燃料再処理
プラント

BARC
トロンベイ

研究炉

研究用1964年/1983-84年に改造

50

発電炉燃料再処理プラント (PREFRE1)

BARC
タラプール

PHWR

商業規模
1977年

100

・Puは、AFFFでMOX燃料に加工
してFBTRに供給

発電炉燃料再処理プラント (PREFRE2)

BARC
タラプール

PHWR

商業規模
2011年

100

・Puは、AFFFでMOX燃料に加工
してFBTRに供給

カルパッカム再処理プラント(KARP)

BARC
カルパッカム

PHWR
FBTR

商業規模
1998年

100

・Puは、 AFFFでMOX燃料に加工してPFBRに燃料を供給予定
25

操業開始

処理能力
（tHM/年）

機能

３．原子炉と関連サイクルの開発の現状と今後の計画

3.2 インディラ・ガンジー原子力研究センター(IGCAR)を中心とした第二段階の原子力開発（高速増殖炉(FBR)サイクル）

26

インディラ･ガンジー原子力研究センター（IGCAR）
を中心とした第2段階の原子力開発
ナトリウム冷却FBRサイクルの研究開発を行うために、1971年に設立
職員数は約2,500人 （その内、技術者・科学者は1,243人）
現在の主な業務： 高速増殖試験炉（FBTR)の運転
 高速増殖原型炉（PFBR）プロジェクト支援 FBRT燃料をPUREX法で再処理するための鉛ミニセル(LMC)を運転中
 PFBR燃料再処理の実証プラント(DFRP；1t/y)の建設中
 統合型高速炉燃料サイクル施設（FRFCF）を建設中
 金属燃料の乾式処理研究、工学規模の試験施設も建設中
 上記に関連したR&D
PFBRは、FBRの建設・運転のために設立されたBHAVINI（バラティヤ・ナビキ
ヤ・ビデュト・ニガム社）によって建設中
U-233燃料を用いた研究炉KAMINI(熱出力30kW)も運転中
国際協力：
 2010年12月、DAE-CEA 原子力研究開発に関する取決めを締結（FBR安全性等について協力）
 2010年12月、DAE-ROSATOM 次世代のFBR開発を含む協力覚書を締結

27

インドのFBR開発計画○高速実験炉（FBTR：4万kWt.,1.35万kWe）建設でスタート
・ 1969年仏と協定 ラプソディーと同設計に発電設備を追加
・ 1985年から運転開始○高速原型炉（PFBR：50万kWe)を国産技術で設計建設
・ 2004年 着工
・ 2015年 初臨界達成予定○PFBR以降
・ 60万kWe FBR 2基 (ツインプラント）を2022年-2023年に運転開始予定(PFBRより経済性・経済性の向上を図る）○金属燃料開発のため、2025年までに120MWtの金属燃料高速試験炉を運転開始予定○高増殖の金属燃料FBRに移行（金属燃料を用いた高速炉サイクル技術の成熟（商用化）までは、MOX燃料を用いた高速炉サイクルと併用）
28

高速増殖試験炉（FBTR）• 40 MWt / 13.5 MWe• ループ型（1次系、２次系 各2ループ ）• 蒸気発生器 4基• 蒸気タービン １基• 燃料: PuC–UC（1985年運転開始）
原子炉容器

中間熱交換器
サージタンク

蒸気タービン

蒸気発生器

発電機

480℃／125bar

515℃
510℃

給水加熱器
脱気器
復水器
284℃

380℃

49℃

200℃
35℃
49℃

１次系ポンプ

２次系ポンプ

給水ポンプ

復水ポンプ

循環ポンプ

１次系（２ループ）

アルゴンカバーガス

蒸気系

２次系（２ループ）

復水系および給水系

復水器冷却系

冷却塔

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FBTRの建設経緯と運転実績
1969年にフランスCEAと契約
1974年に建設開始され1984年に完成
蒸気発生器とタービン以外は、フランスのラプソディと同じ設計
原子炉部品の80％以上が国産（ナトリウムについても市販のものをセンター
内の精製装置で原子炉級レベルまで純化して使用）
設計当初は酸化物燃料を用いる予定だったが、（1974年の核実験のため）小型炉心用の高濃縮ウランが手に入らなくなったため、酸化物燃料に比べて高密度で高Pu富化度が可能な炭化物燃料（PuC-UC；BARCで製造)に変更
1985年10月 初臨界

MK-I 燃料：70%PuC-30%UC

小型炉心（１MWｔ）で、炉物理、システム、安全性試験等を実施、その後炉心周辺にMK-II燃料（５５%PuC-４５%UC ）を設置して出力を増強
1993年1月 蒸気発生器を設置、12月に10.5MWtを達成
1997年7月 送電開始
外側炉心をMOX燃料とする炉心のハイブリッド化を実施
PFBR用MOX燃料集合体や金属燃料の照射に利用
30

高速増殖原型炉（PFBR）
電気（熱）出力
500 MWe (1200 MWt)
型式（１次系）
プール型（タンク型）
原子炉冷却材ナトリウム
燃料(Pu,U)O2
1次系入/出口ナトリウム温度 397℃/547℃
１次ナトリウムポンプ
2
中間熱交換器4
２次ナトリウム系
2蒸気発生器（１ループ当たり）
4
タービン発電機1
蒸気条件
490℃ 、 16.7 MPa
設計寿命
40 年

 インド独自で設計（ナトリウム冷却系の2ループ化、使用材料の削減等） ・建設
 2003年9月に政府が予算認可
 BHAVINIが建設 2015年 初臨界達成予定 （2015.6月時点の進捗率97.635%）31高速増殖原型炉(PFBR)の建設経緯
2002年 詳細設計を完了
2003年9月 予算認可 （建設費： エスカレーション込みで349.2億ルピー（7.75億ドル、2.7円/ルピー換算で943億円、 エスカレーション無しで280億ル
ピー(6.22億ドル、756億円））と試算）
2004年10月 建設･運転（後継炉を含む）を行うために新会社（BHAVINI）を設立し、建設開始2004年12月 基礎コンクリートの施工開始直後に、インドネシア沖地震による津波の被害を受けたため、その上部構造物は全て撤去するとともに、既設厚さ1.2mの基礎コンクリートの強度は期待しないものとして、その上に新たに基礎コンクリートを打設（再開に4.5ヶ月）
2015年に初臨界達成予定○建設場所： カルパッカムのベンガル湾に面した海岸（IGCARの北側）○原材料以外は全てインド製で、安全容器、原子炉容器等はサイト近傍に設置された機器組立工場で製作し、レールで運搬
32

高速増殖原型炉(PFBR)の原子炉断面図
大回転プラグルーフスラブ

制御棒駆動装置
制御プラグ
炉内輸送機

中間熱交換器
１次ナトリウムポンプ

小回転プラグ
内容器
外径12.9m

主容器（原子炉容器）
炉心
直径1.8m×高さ1m

安全容器
原子炉ボールト
グリッド板
炉心支持構造コアーキャッチャー
33

PFBRの建設・機器製作状況

安全容器

主容器（原子炉容器）

熱遮蔽版

グリッド板

内容器

ルーフスラブ 34

高速増殖炉（FBR）の開発計画

金属燃料高速試験炉（約10万kWt）の導入に向けて、IGCARとBARCで設計研究中

出典：S.A. バルドワジ、「インドの原子力開発プログラム」、第48回原産年次大会（2015年4月） （一部追記）
http://www.jaif.or.jp/cms_admin/wp-content/uploads/2015/04/原産大会48th_シブ・アビラシュ・バルドワジ_fix.pdf

35

PFBRとFBR 1&2

出典：P.R.V. Rao, “Status of Fast Reactor Programme in India,”
Workshop on Monju, 25 April 201336

湿式法を用いたFBR燃料再処理
再処理
 パイロットプラント（CORAL）（旧鉛ミニセル)・2003年からFBTR（炭化物燃料）を処理
・プロセスフローシートと装置評価
 実証フェーズ （DFRP） 2014年から試運転？
・FBTR燃料 ： 100kg/年
・PFBR燃料 ： 1トン/年


商業規模
・高速炉サイクル施設（FRFCF)＊・PFBR炉心燃料 ： 7.5トン/年
・PFBRブランケット： 6.5トン/年
・将来、 50トン/年に拡張予定（FBR 1&2の燃料処理も行う）＊燃料製造、再処理、廃棄物処理を統合
37

FBR燃料製造
FBTR用燃料混合炭化物燃料は、BARC（ムンバイ）の放射性冶
金部で製造
FBTR用のMOX燃料は、タラプールにあるBARCの先進燃料製造施設（AFFF）で製造。
PFBR用燃料初期の数(few)炉心燃料は、AFFFで製造予定
その後の炉心燃料は、パルパッカムのFRFCFで製造予定
PFBR用の試験集合体がAFFFで製造され、FBTR
で照射
金属燃料の開発
電力需要の急激な伸びに対応するため、原子炉倍増時間（DT）の短縮が必要
・MOX燃料： 増殖率（BR）: ～1.2、DT＝約30年
・金属燃料（Zr合金）：
DT=12年
・金属燃料（Zr無し）： BR= 1.4-1.5、DT=8年

上部栓

プレナム

ボンドNa

Zr
(U-Pu と Zr)

燃料スラッグ(U-19Pu-6Zr)

ブランケット／スチール
下部栓

Naボンド型

機械的ボンド

金属燃料ピンの候補概念

38

進化する燃料サイクル

出典：S.A. バルドワジ、「インドの原子力開発プログラム」、第48回原産年次大会（2015年4月） （一部追記）
http://www.jaif.or.jp/cms_admin/wp-content/uploads/2015/04/原産大会48th_シブ・アビラシュ・バルドワジ_fix.pdf

39インドの原子力導入シナリオ(ケーススタディ)
14

電力設備容量(億kWe)

12

軽水炉の海外からの導入：
4000万 kWe
（期間：2012-2020）

108
6

欠損は2050年に解消予定
軽水炉使用済燃料から回収した燃料の高速炉
軽水炉 （輸入）

欠損は化石燃料と軽水炉の輸入で補充の予定

三段階の原子力開発
計画

電力需要量の予測
石油・ガス火力

4
石炭火力(国内炭利用）
2

再生可能エネルギー（風力、バイオマス）

0

水力

年
出典：A. Kakodokar, ”Indian Nuclear Programme- Rationale and perspectve,” AEC, India (July 4, 2008).

40

第三段階でのトリウム導入のための最適戦略
Th-U-233燃料サイクルの本格導入時期？
→FBR, ADS, AHWR, MSR等と関連サイクル技術の今後の展開に依存

出典：A. Kakodokar, ”Indian Nuclear Programme- Rationale and perspectve,” AEC, India (July 4, 2008).

41

３．原子炉と関連サイクルの開発の現状と今後の計画

3.3 バーバ原子力研究センター(BARC)を中心とした第三段階の原子力開発（新型重水炉（AHWR）等の開発）

42

バーバ原子力研究センター（BARC）を中心とした第三段階の原子力開発
 原子力の基礎から応用までの広範囲の先進的な研究開発*を実施するた
めに、 1957年に設置、 1967年に現名称に改名。
*原子炉工学、原子炉安全、核燃料、計装･制御、材料科学、再処理、燃料製造、放射性廃棄物管理、放射線利用、新型重水炉、水素製造、海水の淡水化の開発、高経年変化対策、供用期間中検査、放射線を用いた食品処理、医療用･産業用同位体製造、環境技術、コン
ピュータシミュレーション、原子力開発のための人材供給など

 職員数：15,190人（その内、科学者・技術者・幹部は4,630人）
 U-(Pu)-Th燃料を用いた新型重水炉（AHWR）、小型高温炉、加速器駆動未臨界増殖炉の開発や、トリウムサイクル等の開発
 FBTRの混合炭化物燃料を製造
 タラプールにあるBARCの先進燃料製造施設（AFFF)で、FBTRの試験用
MOX燃料、及びPFBRの初期の数炉心分のMOX燃料を製造
 研究炉ドルーバ（100MWt） を運転中、研究炉アプサラ（1MWt）を改造中
 BARCのトレーニングシステムが各研究所等に完備されており、毎年200～250人、2013年までに約8,300人を越える原子力技術者を教育・輩出
43

トリウム燃料の特徴
232U

233U

234U

235U

68.9y
1.31d 1.59×105y 27.0d 2.46×105y 6.7h

231Pa
3.28×104y

228Th
1.91y

232Pa

1.06d

231Th

233Pa

234Pa

21.8m

232Th

233Th

7.04×108y○Th-232の中性子吸収(n,γ）
によって核分裂性のU-233を
生成

24.1d

234Th

中性子吸収当たりに核分裂によって発生する中性子数1.41×1010y

中性子エネルギー （eV)○U-233の中性子吸収当たりに核分裂によって発生する中性子数(η)は、熱中性子領域
で2.28であり、共鳴吸収領域
でもあまり減少しないため、熱中性子炉で増殖できる可能性がある。
●一方、Th-232及びU-233の(n,2n）反応によってU-232も生成し、その娘核にTl-208のような高エネルギーγ線放出核種がある。→ 回収Uは高放射能； 燃料取扱上の課題
44

新型重水炉(AHWR)
水プール（重力落下）
蒸気ドラム

電気/熱出力： 300MWe / 920 MWt
燃料： U-233/Th-MOX + Pu-239/Th-MOX
燃料チャンネル数： 452 （縦置き）
炉心高さ： 3.5m
冷却材： 沸騰軽水（自然循環） 受動安全性を考慮
減速材： 重水
設計寿命： 100年（冷却材管が交換可能な設計）○原子力規制委員会による安全審査前の設計
安全評価(プレヒア)を終了○2017年までに建設開始予定（Ｔｈ,Pu)O2ピン
24本

隔壁（Ｔｈ,U-233)O2ピン
30本

ZrO2 - 5%Dy2O3

カランドリアタンク

緊急炉心冷却
用水の流路（内径7.4m×高さ5.3m)

燃料クラスター断面図（平衡炉心燃料）

45

トリウム燃料利用のための革新炉の検討例• 出力：100kWt• 炉心出口温度： 1,000℃• 燃料：Th-U-233 被覆粒子燃料• 冷却材：Pb/Pb-Bi、自然循環除熱• 水素製造、高温熱源に利用• 出力：60万kWt• 炉心出口温度： 1,000℃• 燃料：Th-U-233 被覆粒子燃料• 冷却材：溶融塩、自然循環除熱• 水素製造、淡水化、高温熱源、に利用

小型高温炉（CHTR)

革新的高温炉（IHTR)

46

トリウム燃料利用のための革新炉の検討例• Ｔｈ燃料の有効利用• 長寿命放射性核種の消滅

加速器駆動の未臨界増殖炉47

インドの研究炉
設置場所
炉型

アプサラ
APSARA

サイラス
CIRUS

ゼルリナ
ZERLINA

ドルーバ
DHRUVA

プルニマⅠ
PURNIMA I

プルニマⅡ
PURNIMA Ⅱ

プルニマⅢ
PURNIMA Ⅲ

カミニ
KAMINI

BARC

BARC

BARC

BARC

BARC

BARC

BARC

IGCAR

ｽｲﾐﾝｸﾞﾌﾟｰﾙ

ﾀﾝｸ

ﾀﾝｸ

ﾀﾝｸ

ﾀﾝｸ

ﾀﾝｸ

ﾀﾝｸ

ﾀﾝｸ

熱中性子炉

熱中性子炉 熱中性子炉 熱中性子炉

高速炉

熱中性子炉

熱中性子炉

熱中性子炉

臨界

1956年8月

1960年7月

1961年1月

1985年8月

1972年5月

1984年5月

1990年11月

1996年10月

出力1MW(最大)40MW(最大)100W(ﾉﾐﾅﾙ）

100MW(最大)1W（ノﾐﾅﾙ）10MW（ﾉﾐﾅﾙ)

1W（最大）

30kW（ﾉﾐﾅﾙ）

濃縮U・ｱﾙﾐ合金

天然U

天然U

天然U

Pu酸化物

U-233

U-233

U-233

PuO2ﾍﾟﾚｯﾄ

硝酸U溶液

板状（ｱﾙﾐ合金）

板状（ｱﾙﾐ合金）

種類
形状

板状（金属）

棒状（金属）

棒状（金属）

クラスター
（金属）

被覆材

ｱﾙﾐ合金

ｱﾙﾐ

ｱﾙﾐ

ｱﾙﾐ

ｽﾃﾝﾚｽ鋼

無し

ｱﾙﾐ

ｱﾙﾐ

重量

4.5㎏

10.5t

可変(初期炉心
3.7t）

6.35t

21.6㎏

400g

600g

600g

18(D)*18(H)

13.7(D)*(2540）(H)

20.4*20.4*27.5(H)

20.4*20.4*27.5(H)

燃料

炉心サイズ(cm)

56*56*61.5(H) 276(D)*314(H) 229(D)*435(H) 372(D)*387(H)

中性子束密度(n/cm2/s)

1013

6.5*1013

5*108

1.8*1014

～109

108

～10^8

～1013

減速材

軽水

重水

重水

重水

無し

軽水

軽水

軽水

冷却材

軽水

軽水

重水

重水

空気

軽水

軽水

軽水

ﾓﾘﾌﾞﾃﾞﾝ

ｶﾄﾞﾐｳﾑ/炭化硼素

ｶﾄﾞﾐｳﾑｶﾄﾞﾐｳﾑ板

制御棒

ｶﾄﾞﾐｳﾑﾎﾞﾛﾝｶﾄﾞﾐｳﾑ

同位体製造、同位体製造、基
原子炉技術の礎研究、遮蔽実
R&D、技術者
験等
訓練等
用途/備考

ｶﾄﾞﾐｳﾑｶﾄﾞﾐｳﾑ格子研究2004年11月にｱｼﾞｱで最初の 改修完了、ﾌﾙ
原子炉
出力運転再開2010年に運転 2010年12月にを停止し、低濃 運転を停止
1983年に廃炉
縮ウランを用いた熱出力2MWtの炉に改造中基礎研究、同
位体製造、技
術者訓練、中性子検出器の試験等

高速炉の炉物理研究

U233燃料研究、 KAMINI炉の将来炉の研究ﾓｯｸｱｯﾌﾟ研究

1973年に廃炉

1986年に廃炉

自然循環で炉心冷却
中性子ラジオグラ
フィ、検出器の校正、
材料特性、遮蔽実(ベリルウム酸化物 験、サンプルの照射の反射材)研究
1991年に廃炉

出典：BARCのホームページ（2015年2月） http://www.barc.gov.in/reactor/index.html

48

東電福島第一原子力発電所事故の影響
 東電福島第一原子力発電所事故直後にインド政府は、国内で稼働中の原子力発電所の安全性の再確認（安全審査委員会を設置、IAEAの専門家の招聘等）の実施、
安全規制の一層の厳格化（AERBを内包した独立の規制当局の創設等）を指示
 安全確保とセキュリティに十分配慮して、より透明性を高めて原子力を推進していくというインド政府の姿勢は、東電福島事故後も不動 インドでは、想定される地震のエネルギーの大きさ（マグニチュードM）で、国内を５領域（ゾーンI～V）に区分しており、ゾーンV（M８以上）への原子炉設置は禁止
 運転中のプラントに対して、NPCILとAERBによる定期安全レビューを実施
 1993年3月のナローラ原子力発電所での火災による17時間の外部電源喪失（SBO）
事故や、2004年12月のインドネシア沖地震によるマドラス原子力発電所での津波被害についての教訓が反映され、各発電所では必要な対策を実施済み
 東電福島事故後に、運転中の20基と建設中の6基に対して安全レビューを実施。その結果、地震、洪水、津波等の外部事象に対しては、更なる安全性強化のために、非常時の冷却水供給ルートの確保、可搬式ポンプや非常用ディーゼル発電機（DG）の整備、格納容器内の水素対策、緊急時対策手順書の整備等の対策を要請
 建設中のPFBRについても安全レビューが行われたが、工事中にインドネシア沖地震（2004年）による津波の被害を受け、海抜5.1mの津波壁等の対策済み。福島事故を踏まえ、津波壁を9mへかさ上げ、床面高さを海抜9.6mに、またドアや配管・ケーブ
ル貫通部等に海水侵入防止の対策工事を実施。さらに、SBOに備えて４台のDGが49設置されているが、更に２台の可動式DGを準備インドの地震マップと耐震設計

50

原子力の人材育成
 1957年に、原子力の専門家を育成するためのトレーニングスクールを
BARC（ムンバイ）に設置。
 2000年以降、BARCトレーニングスクールを、IGCAR、ラジャ・ラマンナ先端技術センター（RRCAT）、核燃料コンプレックス（NFC） 、原子力鉱物探査研究所（AMD）の4ヵ所にも設置
 BARCトレーニングスクールでは、全国の大学卒業生を選抜し、1年間、厳しく教育してインドの原子力界に毎年200～250人の優秀な人材を提供してきており、2013年までに8300人が卒業している。
 2005年に、修士号や博士号を持った原子力の専門家を育成するために
ホミ・バーバ国立研究所（HBNI）が設立させ、現在1200名を超える大学
院生が在籍
 NPCILでは、運転員の教育訓練をNPCILの各サイト、BARCトレーニング
スクール、WANOトレーニングセンターを利用して行うとともに、職場内訓練(OJT)を行っている。
 2017年に完成予定の世界原子力パートナーシップセンター（GCNEP）には、先進原子力システム、核セキュリティ、放射線安全、原子力材料、放射性同位元素（RI）・放射線技術の応用の5学部が設置され、国際協力も進め、国際的に通用する原子力の人材育成を図る予定。

51

まとめ
 インドは、FBRを用いたクローズド燃料サイクルの早期実用化を目指して、原子力開発を最も積極的に進めている国の一つであり、優秀な研究者も非常に多いと推測されるが、これまでの我が国との原子力協力は限定的。
 2013年9月、日印原子力学会の協力覚書（MOU）を締結
 日印政府間の原子力協力協定の締結に向けて協議中
 世界の多くの国が今後も原子力の利用・拡大を図ろうとしている中で、東電福島第一原子力発電所事故を起こした当事国である日本は、その経験と教訓を国際的に共有し、世界の原子力の安全性向上に貢献することが求められている。
 2度の原爆の悲劇を受けた中で原子力の平和利用に徹してきた日本だからこそ、NPT未加盟であるインドに対して核不拡散を強く求めつつ原子力協力を進めることができ、これらの協力を通じて信頼関係を醸成できれば、世界平和にも貢献できる。
52

参考資料

53

AHWR

出典：S. Banerjee, “Pressurised Heavy Water Reactor(PHWR) Technology-It’srelevance today,” WB. Lewis Lecture, PBNC, Vancouver, Canada (Aug. 25, 2014)

54

AHWR

出典：S. Banerjee, “Pressurised Heavy Water Reactor(PHWR) Technology-It’srelevance today,” WB. Lewis Lecture, PBNC, Vancouver, Canada (Aug. 25, 2014)

55

AHWR

出典：S. Banerjee, “Pressurised Heavy Water Reactor(PHWR) Technology-It’srelevance today,” WB. Lewis Lecture, PBNC, Vancouver, Canada (Aug. 25, 2014)

56