■１２年度中の本格運転目指す
高速増殖原型炉「もんじゅ」（福井県敦賀市）の運転再開が近づいた。発電しながら燃料が増えていく高速増殖炉は、資源が乏しい日本のエネルギー政策の切り札。運転再開を前に「夢の原子炉」の概要を、おさらいしておこう。（伊藤壽一郎）
もんじゅは、１９９５（平成７）年１２月のナトリウム漏れ事故以来、１４年以上も運転を停止。国の原子力安全・保安院が先月、運転再開を認め、日本原子力研究開発機構（原子力機構）は地元の福井県と敦賀市の同意を待って、年度内（今月中）の運転再開を目指している。
一般的な原子力発電所の軽水炉では、燃料にウランを使う。核分裂を起こしやすい「燃えるウラン」（ウラン２３５）は天然ウランの０・７％で、残りは「燃えないウラン」（ウラン２３８）だ。燃えるウランの割合を３～５％に高めたウラン燃料に、スピードが遅い熱中性子をぶつけて核分裂を起こさせる。
一方、高速増殖炉では、軽水炉に残ったウランやプルトニウムなどを加工したＭＯＸ（混合酸化物）燃料を使う。これに、スピードの速い高速中性子を衝突させることで、プルトニウム２３９に核分裂を起こさせる。このとき発生した中性子をウラン２３８が吸収すると、プルトニウムに変わる。原子力機構は「もんじゅでは、核分裂した量の１・２倍のプルトニウム２３９ができあがる」と、増殖の仕組みを説明する。
同じ反応は軽水炉でも起こるが、核分裂時に放出される中性子の数が少ないので増殖はしない。高速増殖炉とは「高速中性子による（燃料）増殖炉」のことなのだ。
軽水炉と高速増殖炉は、冷却システムも違う。軽水炉は原子炉の熱を水に伝え、沸騰した蒸気でタービンを回す。これに対し、高速増殖炉では、原子炉に直結した１次冷却系と原子炉格納容器の外へつながる２次冷却系にナトリウムを使う。水を使うと中性子の速度が落ち、プルトニウムを増殖できないからだ。
ナトリウムは熱伝導効率に優れ、沸点が高い（８８１度）ので配管を高圧にする必要がないという利点もある。しかし、「水や酸素と激しく反応して燃え上がるため取り扱いが難しい」のがアキレス腱（けん）で、９５年の事故では、２次冷却系配管の温度計が破損。ナトリウム約６４０キロが漏れ、火災が発生した。
原子力機構は、ナトリウム漏洩（ろうえい）対策強化を軸にした改造工事を２００５年９月に開始し、０７年８月に完了した。
温度計の構造を改良したほか、万一、配管などからナトリウムが漏れたときに受け止めて外部へ影響を及ぼさない受け皿容器の設置。「原子炉は漏洩時に停止するが、冷やし続ける必要がある。ナトリウムをきちんと受け止める容器があれば、冷却系を止める必要がなく、炉心の“空だき”を避けられる」（原子力機構）という。
原型炉であるもんじゅの運転が再開されれば、約３年かけて性能試験を行い、１２年度中に出力２８万キロワットの本格運転に移行したい考えだ。本格運転では約１０年間かけて信頼性を実証し、ナトリウム取り扱い技術を確立する。
国は原子力政策大綱で、２５年ごろに５０～７５万キロワットの実証炉を実現して、５０年までに１５０万キロワットの実用炉（商用炉）を開発する道筋を立てている。ＭＯＸ燃料を軽水炉で燃やすプルサーマルとともに、エネルギー政策の両輪となる位置づけだ。
原子力機構は「高速増殖炉は、エネルギー資源の有効活用とともに、二酸化炭素の排出抑制に貢献する。地元や国民の理解を得ながら、もんじゅの運転を進めていきたい」と話している。
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一般的な原子力発電所の軽水炉では、燃料にウランを使う。核分裂を起こしやすい「燃えるウラン」（ウラン２３５）は天然ウランの０・７％で、残りは「燃えないウラン」（ウラン２３８）だ。燃えるウランの割合を３～５％に高めたウラン燃料に、スピードが遅い熱中性子をぶつけて核分裂を起こさせる。
一方、高速増殖炉では、軽水炉に残ったウランやプルトニウムなどを加工したＭＯＸ（混合酸化物）燃料を使う。これに、スピードの速い高速中性子を衝突させることで、プルトニウム２３９に核分裂を起こさせる。このとき発生した中性子をウラン２３８が吸収すると、プルトニウムに変わる。原子力機構は「もんじゅでは、核分裂した量の１・２倍のプルトニウム２３９ができあがる」と、増殖の仕組みを説明する。
同じ反応は軽水炉でも起こるが、核分裂時に放出される中性子の数が少ないので増殖はしない。高速増殖炉とは「高速中性子による（燃料）増殖炉」のことなのだ。
軽水炉と高速増殖炉は、冷却システムも違う。軽水炉は原子炉の熱を水に伝え、沸騰した蒸気でタービンを回す。これに対し、高速増殖炉では、原子炉に直結した１次冷却系と原子炉格納容器の外へつながる２次冷却系にナトリウムを使う。水を使うと中性子の速度が落ち、プルトニウムを増殖できないからだ。
ナトリウムは熱伝導効率に優れ、沸点が高い（８８１度）ので配管を高圧にする必要がないという利点もある。しかし、「水や酸素と激しく反応して燃え上がるため取り扱いが難しい」のがアキレス腱（けん）で、９５年の事故では、２次冷却系配管の温度計が破損。ナトリウム約６４０キロが漏れ、火災が発生した。
原子力機構は、ナトリウム漏洩（ろうえい）対策強化を軸にした改造工事を２００５年９月に開始し、０７年８月に完了した。
温度計の構造を改良したほか、万一、配管などからナトリウムが漏れたときに受け止めて外部へ影響を及ぼさない受け皿容器の設置。「原子炉は漏洩時に停止するが、冷やし続ける必要がある。ナトリウムをきちんと受け止める容器があれば、冷却系を止める必要がなく、炉心の“空だき”を避けられる」（原子力機構）という。
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