日本が得意とする「メルトダウンしない小型原子炉」の開発で先駆ける世界

Uバッテリーの高温ガス炉の実物大モックアップ。上部の赤いラインまで地中に埋められる（筆者撮影）

＜「メルトダウンを起こさない」安全な小型原子炉「高温ガス炉」が脚光を浴びている。イギリスでその開発最前線を取材した＞

［ロンドン発］世界中が今世紀半ばの二酸化炭素（CO2）排出量「実質ゼロ」を目指す中、福島原発事故のようなメルトダウン（炉心溶融）を起こさない安全な小型原子炉「高温ガス炉」に熱い視線が注がれている。米欧、カナダ、中国、韓国、インドネシア、カザフスタンで計画が進む中、技術的に世界をリードする日本は福島のトラウマを克服できるかが問われている。

10日、ロンドンから車で北に約2時間半の英イングランド中部レスターシャーにある原子力エンジニアリング・サービス会社キャベンディッシュ・ニュークリアの工場を訪れた。同社と英ウラン濃縮企業ユレンコのスピンオフ企業であるUバッテリーが英ビジネス・エネルギー・産業戦略省のプログラムの一環として共同開発する高温ガス炉の実物大モックアップを見学するためだ。両社は2028年にイギリスかカナダで実証炉の運転開始を目指している。

安全な三重被覆（トリソ）燃料

高温ガス炉は「次世代」と呼ばれるものの、決して新しい技術ではない。1960～80年代に英米独で開発が進められたが、「小型より大型の方が、原子炉の熱効率が格段に良い」（キャベンディッシュ・ニュークリア社のリー・ウィットワース氏）ため、加圧水型炉（PWR）のような大型原発が普及した。しかし福島事故で熱効率より安全性が重視されるようになり、リスクを最小限に抑えられる小型の高温ガス炉に再び注目が集まっている。

高温ガス炉には、中心部の核燃料を低密度の熱分解炭素、次に炭素ケイ素、そして高密度の熱分解炭素で覆った「三重被覆（トリソ）燃料」（直径0.92ミリメートル）を黒鉛母材と一緒に焼き固めた円筒形の燃料コンパクト（直径26ミリメートル、高さ39ミリメートル）を使用する。核燃料の一つひとつが「制御棒」に包まれたような構造のトリソ燃料に高い安全性の秘密がある。

摂氏1600度になっても大丈夫

福島事故では全電源喪失で原子炉に冷却水を注入できなくなり、空焚きによるメルトダウンが起きた。冷却材にヘリウムガスを使う高温ガス炉では「配管が破損してヘリウムガスがなくなると核燃料のウランの温度は摂氏1100度まで上昇するが、最大1600度まで耐えられるので全く問題ない」（Uバッテリーのゼネラルマネジャー、スティーブ・スレルフォール氏）という。

高温ガス炉の実験はイギリスやアメリカ、ドイツでは1990年までに打ち切られ、今では実際に研究炉や実証炉を持つ日本と中国が世界の先頭を走る。日本原子力研究開発機構は今年1月、国際共同研究プロジェクトとして高温ガス炉のHTTR（熱出力600メガワット、茨城県大洗町）で炉心冷却喪失試験を行った結果、自然に出力が低下し、高い「固有の安全性」を確認した。原子炉に発生した危険が外からの操作なしに、それ自体の構造により抑制された。