質問: いよいよ復帰しますね(ニッコリ)
回答: 再処理問題の焦点とされる高速増殖炉の技術と再処理のコストについて見ていく。 まず、技術であるが、高速増殖炉の代表とも言えるのが、福井県敦賀市にある「もんじゅ」である。かつて「もんじゅ」は「夢の高速増殖炉」と呼ばれていた。ポイントは≪高速≫と≪増殖≫にある。 高速とは何か?ズバリ核分裂の要である中性子の速さを意味する。原子炉の中を飛び交っている中性子の速さは様々だが核分裂をしてすぐに飛び出してくる中性子は、非常に高速で飛ぶ。その速さは1万km/秒程度。光の速さが30万km/秒であるから、相当速いことが分かる。ただし、高速の中性子も、色々な物質にぶつかって減速していく。減速して、その速さが2.2km/秒程度になったものを「熱中性子」という。中性子が、周りの原子と熱的に釣り合った(平衡)状態にあることからこう呼ばれる。 核分裂連鎖反応の維持に、高速増殖炉は「高速中性子」を利用し、軽水炉は「熱中性子」を利用する。高速増殖炉の特徴は、燃料にプルトニウムを20%近く混ぜて用いることと、冷却材にナトリウムなどを用いることである。そして、「転換比」が軽水炉よりも格段に大きい。「転換比」とは、原子炉を一定期間運転した後の、新たに発生した燃料を消費した燃料で割った比である。「転換比」が1.0を超えると、燃料が前よりも増えるので、≪増殖≫したといい、その比を「増殖比」という。高速増殖炉の場合、「増殖比」が例え1.2と高い値であっても、高速炉の炉心1台分の新しい燃料が短期間で手軽に得られるわけではない。 そこで、重要な目安となるのが、高速増殖炉を何年くらい運転すれば、使った燃料とほぼ同量のまったく新しい燃料が得られるのかということである。この時間を「増倍時間」という。では「増倍時間」がどれくらいかというと、最も効率よく進んで30年~40年、場合によっては50年以上かかるという試算もある。一方で、原子炉の燃料の配置を工夫すれば20年を切るという試算もある。 このようにして見ると、高速増殖炉を使って準国産燃料を『次々に製造』していくイメージは必ずしも正確ではない。 しかし、軽水炉を高速増殖炉に置き換えて数を増やし、数十年の時間をかければ燃料は確実に増えていく。原子炉1基の寿命、つまり使用期間を40年~60年とすると、その寿命の約半分の期間で新たに1基分の燃料を生み出すことが出来ると考えれば、高速増殖炉の重要性が理解できよう。長期的な視点からも技術開発を止めることは国益を損なう。 さらに重要な視点は、ウラン燃料の有効利用である。ウラン燃料そのもは、可採年数が限られた資源であるという点を忘れてはならない。軽水炉のワンススルー方式では、ウランの有効利用率はわずかに0.5%に過ぎない。これが高速増殖炉をうまく利用すれば、60%程度にまでなる。つまり、120倍有効利用できるということである。 http://www.enecho.meti.go.jp/topics/energy-in-japan/energy2010html/... 世界の動向を見ると、これまで歴史的に高速増殖炉を手掛けてきた国で、今その開発が完全に停止しているのは米国とドイツである。フランスは、高速増殖炉の先進国であったが、実証炉「スーパーフェニックス」の廃炉を期にやや下火になっていたものの、2020年頃を目処に商業化一歩手前(実証炉クラス)の高速増殖炉を再び建造する動きがある。 ロシアは、原型炉BN-600(出力60万KW)が順調に動いており、後継の実証炉BN-800の臨界を2014年目処で目指している。その他に中国やインドでも開発が進んでいる。 *開発段階による分類 実験炉:理論の基礎的研究段階の原子炉。研究炉とも呼ばれる。 原型炉:技術上の問題点洗い出し、経済性試算段階の原子炉。 実証炉:大型プラントの検証段階の原子炉。 実用炉:実用段階の原子炉。この段階でその設計が完成したと見なされて、多数のプラントが建設される。 日本では、「もんじゅ」のようにこれまで多額の国家予算を注いできたのは事実だが、高速増殖炉の運転実績は世界的にも限られている。だからこそ再起動を進め、さまざまな実測データを取得して世界の原子力開発に貢献すべきである。