原子力発電 混合スペクトル炉：未来の原子力
原子炉は、ウランやプルトニウムなどの核燃料に中性子を衝突させて核分裂反応を起こし、莫大なエネルギーを取り出す装置です。この核分裂反応を引き起こす中性子の速度、つまりエネルギーの高低によって、原子炉は大きく種類分けされます。大きく分けると高速中性子を使う高速炉と、熱中性子を使う熱中性子炉の二種類があり、それぞれに特徴があります。高速炉は、高速で運動する中性子を利用する原子炉です。高速中性子はウラン238という核分裂しにくい物質をプルトニウムという核燃料に変換することができます。このため、高速炉は消費した以上の核燃料を作り出す、いわば「燃料増殖」が可能という大きな利点があります。限られたウラン資源を有効に活用できるという点で、将来の原子力発電の鍵を握る技術として期待されています。しかし、高速中性子による核分裂反応を制御することは難しく、技術的な課題も残されています。一方、熱中性子炉は、周りの物質との衝突を繰り返して熱エネルギー程度まで速度を落とした中性子、つまり熱中性子を利用する原子炉です。熱中性子はウラン235という核分裂しやすい物質と反応しやすく、安定した核分裂反応を維持しやすいという特徴があります。このため、熱中性子炉は技術的に成熟しており、現在世界中で稼働している原子炉の大部分がこのタイプです。発電技術として確立している反面、ウラン235は天然ウランの中にわずか0.7%しか含まれていないため、ウラン資源の有効利用という点では課題が残ります。このように、高速炉と熱中性子炉はそれぞれ長所と短所を持っています。そこで近年、両者の利点を組み合わせた混合スペクトル炉という原子炉の研究開発が盛んに行われています。これは、炉心の中に高速中性子領域と熱中性子領域を設けることで、燃料増殖と安定した運転を両立させることを目指したものです。まだ実用化には至っていませんが、将来の原子力発電の有力な選択肢として期待されています。
