マグノックス炉
マグノックス炉とは、核分裂により生じた熱エネルギーを、高温の炭酸ガスとして取り出す、英国が開発した原子炉である。黒鉛減速炭酸ガス冷却型原子炉。2015年12月30日のウィルファ原子力発電所1号機の運転終了をもってすべての炉が閉鎖された。
マグノックスは、減速材としてグラファイト、熱交換冷却材として二酸化炭素ガスを使用し、天然ウランで動作するように設計された原子力発電/生産用原子炉の一種である。これは、より広いクラスのガス冷却炉に属している。名前は、原子炉内の燃料棒を覆うためにマグネシウム-アルミニウム:合金を使用していることに由来する。マグノックスは他のほとんどの「第1世代原子炉」と同様に、電力と初期の英国の核兵器(英語版)計画用プルトニウム239生産用のデュアルパーパスで設計された。この名前は特に英国の設計を指しているが、同様の原子炉を指すために一般的に使用されることもある。
他のプルトニウム生産炉と同様に、中性子を節約することが設計の重要な要素である。マグノックスでは、中性子はグラファイトの大きなブロックで減速される。減速材としてのグラファイトの効率は、わずかに濃縮されたウランを必要とする、より一般的な商用軽水炉とは対照的に、マグノックスが天然ウラン燃料で動くことを可能にする。グラファイトは空気中で容易に酸化するため、炉心は(熱交換器にポンプで送り込まれて蒸気を生成し、発電用の従来の蒸気タービン装置を駆動する)CO2で冷却される。
複雑な燃料補給装置は原子炉システムよりも信頼性が低く、おそらく全体的に有利ではないことが判明した。
原子炉アセンブリ全体は大きな圧力容器に入れられた。パイルの大きさにより、原子炉炉心のみが鋼製圧力アセンブリ内に配置され、その後コンクリートの封じ込め建物(または「生物学的シールド」)に囲まれた。炉心には水がなく、蒸気爆発の可能性がなかったため、建物は圧力容器をしっかりと覆うことができ、建設コストの削減に役立った。封じ込め建物のサイズを抑えるために、マグノックスの初期設計ではCO2ガス熱交換器がドーム外側に配置され、配管で接続されていた。このアプローチには、メンテナンスとアクセスが一般的に簡単であるという長所があったが、主な弱点は、特にシールドされていない上部ダクトから排出される放射線の「輝き」であった。
マグノックスのデザインは進化であり最終的に完成することはなかった、そして後期のユニットは初期のものとはかなり異なる。出力密度を改善するために中性子束が増加すると、特に低温で中性子脆化の問題が発生した。オールドベリーとウィルファの後のユニットは鋼製圧力容器を熱交換器と蒸気プラントも含むプレストレスト・コンクリートバージョンに置き換えた。使用圧力は、鋼製容器では 6.9 ~ 19.35 bar、2つのコンクリート製容器では 24.8および27 barである。