不純物除去

真空の仕組みを用いる装置などで、水蒸気をはじめとした様々な気体を冷やして液体や固体に変え、取り除く装置をコールドトラップと呼びます。この装置は、様々な分野で活躍していますが、特に原子力発電所の中でも高速増殖炉という種類の原子炉において重要な役割を担っています。高速増殖炉では、冷却材として液体金属のナトリウムが用いられています。このナトリウムは、原子炉で発生した熱を運び出す、いわば人間の血管のような重要な役割を担っています。しかし、原子炉の運転中は、どうしてもナトリウムの中に様々な不純物が混ざってしまいます。そこで、ナトリウムの純度を保つためにコールドトラップが用いられているのです。コールドトラップは、文字通り「冷たい罠」です。ナトリウムを循環させながら冷却することで、ナトリウムの中に含まれる不純物の凝固点まで温度を下げます。すると、不純物は液体から固体へと変化し、トラップの中に溜まっていきます。まるで、水の中に溶けている砂糖を、水を冷やすことで再び砂糖の結晶として取り出すようなイメージです。こうして、不純物を取り除くことでナトリウムの純度を維持し、原子炉の安全で安定した運転を支えているのです。冷却材であるナトリウムは、原子炉の心臓部を循環しているため、その純度を保つことは原子炉の安全な運転に欠かせません。もし、ナトリウムの中に不純物が多く含まれていると、熱の伝達効率が低下したり、配管が詰まったりするなどの問題が発生する可能性があります。このような事態を防ぐためにも、コールドトラップは、原子炉の安全運転を陰で支える縁の下の力持ちと言えるでしょう。