マグノックス炉
マグノックスは核分裂生成物を封じ込めるため、非濃縮ウラン金属燃料を非酸化被覆で被覆するのに使用される合金—主にマグネシウムと少量のアルミニウムおよびその他の金属—の名前でもある。マグノックス(MagNOx)とは、Magnesium Non-Oxidisingの略である。この材料には、中性子捕獲断面積が小さいという利点があるが、2つの大きな欠点がある:
最高温度を制限し、このゆえに、プラントの熱効率をも制限する。
水と反応し、水中での使用済み燃料の長期保管を妨げる。
マグノックス燃料の低動作温度にもかかわらず熱伝達の最大化をする内蔵冷却フィンは、生産するには高くなる。酸化物ではなく金属ウランを使用することで再処理がより簡単になり、したがってより安価になったが、原子炉から取り出した直後に燃料を再処理する必要があるということは、核分裂生成物の危険性が深刻であることを意味していた。この危険に対処するには、高価な遠隔処理設備が必要であった。
炉心は一方の端が開いているため、原子炉がまだ稼働している間に燃料要素を補給または撤去できる。
マグノックス設計の「デュアルユース」機能は英国がB205再処理施設の助けを借りて、燃料級/「原子炉級」プルトニウムを大量備蓄する結果につながった。原子炉設計の低~中燃焼度の特徴は、1960年代の英米「原子炉級」プルトニウム爆発試験の後、米国の規制区分の変更の原因となった。発電(炉)への移行が主な運用目標とし、後の数十年で発電能力を向上させたにもかかわらず、マグノックス炉は最も普及している動力炉の設計である加圧水型原子炉と比較して、その設計と天然ウラン遺産のハンディキャップのために、一貫して高効率/高燃料「燃焼」発電能力を発揮することはできなかった。
このタイプの原子炉は全部で数十基しか建設されておらず、そのほとんどは1950年代から1970年代にかけて英国で建設され、他国に輸出されたものはほとんどなかった。最初にオンラインになったマグノックス炉は、1956年のコールダーホール (セラフィールドサイトにて) であり、「世界で最初の商用規模の発電原子炉」と見なされることが多く、英国で最後に停止したのは2015年 (イニス・モン(Ynys Môn)にある) ウィルファの1号機であった。2016年現在、北朝鮮は、寧辺核科学研究センターでマグノックス型原子炉を使い続けている唯一のオペレーターである。マグノックスの設計は、同様の冷却方式だが、経済的パフォーマンスを改善するための変更を含む、改良型ガス冷却炉に取って代わられた。
マグノックス炉の由来は、当時開発された超高温に耐えうるマグネシウムの新合金「マグノックス」を使用したことから来ている。マグノックスが最初に使用された原子炉は、英国北西部、カンブリア州のコールダーホール原子力発電所(現在名:セラフィールド)で1956年10月17日に運転を開始した世界最初の商用原子炉である。米国では低濃縮ウラン燃料を使用する軽水炉が主流であったが、英国にはウラン濃縮の技術が無かった為、天然ウランを燃料として使用できる、ガス冷却炉が開発された。