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昨日(25日)、WHO(世界保健機関)は南アフリカで新型コロナウイルスの新たな変異株B.1.1.529を検出したと発表。ヒトの免疫反応を回避する特性を持つ恐れがあるとしており、「これまでで最悪の変異株」とのコメントも報道されています。新たな変異株の感染拡大は初期段階にあり、症例のほとんどは南アフリカの1つの州に集中しています。とは言え、要警戒。入国規制、水際対策を安易に緩めることは禁物。しっかりとフォローしていきます。

1.オンカロ

グラスゴーでのCOP26では、報告書の最終版で石炭火力発電に関する表現が「段階的廃止」から「段階的削減」に修正され、物議を醸しました。

グレタ・トゥンベリさんはCOP26を「失敗」と酷評し、世界各地で若者を中心に抗議デモが発生。気持ちはよく理解できるものの、カーボンニュートラルは「言うは易し、行うは難し」です。

COP26直前に閣議決定された日本の第6次エネルギー基本計画も「書くは易し、行うは難し」。2030年のエネルギー構成目標、再エネ36から38%、原子力20から22%も達成は困難です。

「どんなにコストが高くなっても再エネに移行する」という固い決意で臨むのも一案です。しかし、自分の企業や家計の負担となれば、反対する人が多くなるでしょう。

安くて安定的な再エネが普及するというのが、現状で考えられるベストシナリオ。短期間でそれが困難ならば、その間の善後策が必要になります。

賛否は別にして、事実や現状を理解することが重要です。客観的認識と冷静な議論が不得手であることは日本人及び日本社会の特徴です。以下、原子炉開発の動向を整理します。

原子炉には、冷却材として軽水(普通の水)を使う軽水炉のほか、重水を使う重水炉、炭酸ガスやヘリウムガスを使うガス冷却炉などがあります。

日本の商業用原子炉は英国から導入したガス冷却炉(GCR、Gas Cooled Reactor)からスタート。その後、GCRに比べてコンパクトで建設費が安い軽水炉に移行しました。

現在、日本にある商業用原子炉は全て軽水炉で、沸騰水型原子炉(BWR、Boiling Water Reactor)と加圧水型原子炉(PWR、Pressurized Water Reactor)に分類されます。

BWRは核分裂による熱エネルギーで作られる蒸気で発電用タービンを回します。PWRは原子炉の中でできた高温高圧水を蒸気発生器に送り、原子炉内の水とは別の水を沸騰させた蒸気で発電用タービンを回します。

日本は軽水炉の安全性、信頼性、運転性などを向上させるため、改良型沸騰水型炉(Advanced BWR)を開発しました。原子炉圧力容器の外に設置してある再循環ポンプを圧力容器の中に設置し、ポンプ回りの配管をなくして単純化した点や、制御棒を動かすために水圧駆動に電動駆動を加えた点が改良されています。

研究開発用原子炉として冷却材にナトリウムを使う高速増殖炉(FBR、Fast Breeder Reactor)もあります。速度の速い中性子を生み出し、核分裂連鎖反応に導きます。

高速増殖炉は中性子の数に余裕ができるため、それが核分裂しにくいウラン238に吸収され、燃料として使えるプルトニウム239を生み出します。

高速増殖炉は炉心のまわりを天然ウラン、または劣化ウランで囲む構造(ブランケット構造)になっています。炉心から出る中性子がブランケットに含まれるウラン238に吸収され、プルトニウム239に転換します。

このように高速増殖炉は、主にプルトニウムを燃料に発電を行いながら、ウラン238がプルトニウム239に変わる割合を大きくすることで、発電で消費した以上のプルトニウム239をつくり出す(増殖する)ことができます。

天然ウランはウラン235とウラン238の2種類。ウラン235は核分裂して燃えるものの、ウラン全体の0.7%程度。ウラン235を燃やす軽水炉だけでは燃料の持続的確保は困難。

燃えないウラン238は原子炉の中で中性子を吸収して燃えやすいプルトニウム239に転化。その性質を利用し、プルトニウム239の周囲にウラン238を入れておくと、プルトニウム239が燃えると同時にウラン238が新たにプルトニウム239に転化。燃えた量よりも多くのプルトニウム239を生成します。

そのプルトニウム239を取り出して再利用すれば、無限のエネルギーが生成できるというのが核燃料サイクル。プルサーマルはプルトニウム239で燃料を作ることを意味します。

それを担うのが高速増殖炉です。プルトニウム239とウラン238の反応は、ウラン235を燃焼させる場合よりも高速高温の核分裂反応となるために「高速」という冠がつきます。かつては燃料が増える「夢の原子炉」と言われていました。

その実験用原型炉が「もんじゅ」(福井県敦賀市、1983年着工、1991年運転開始)であり、燃料はMOX(ウラン・プルトニウム混合酸化物)です。

1995年にナトリウム漏れと火災事故が発生。2007年に修復し、2010年5月運転再開。しかし、同年8月に再び装置落下事故が発生し、再休止。2018年廃止が決まりました。

ロシア、中国で開発が続いていますが、再利用する燃料以外の使用済燃料の最終処分が難題。現在、最終処分場は世界中でフィンランドのオンカロ(オルキルオト島)だけです。

1994年、フィンランドは国内全ての核廃棄物を国内で処分することを決定。2000年、オルキルオト島を地層処分(長期地下貯蔵)場所として選定。断層等の影響を受けないと予想される強固な花崗岩盤であったことが選定理由です。

使用済燃料に含まれるプルトニウムの半減期は2万4000年。生物にとって安全なレベルまで放射能が下がるには約10万年。その間、使用済燃料はオンカロの地下に封鎖され続けます。因みに、「オンカロ」はフィンランド語で「隠し場所」を意味します。

フィンランド以外の国々では、最終処分場の用地選定段階。設置目標の早い順に列挙すると、フランス(2025年)、スウェーデン(2029年)、ドイツ(2035年)、日本(2030年代後半)、アメリカ(2048年)、スイス(2050年)、ベルギー(2080年)などです。

日本国内の最終処分場を決めることは容易ではありません。カーボンニュートラル実現までの善後策として原子力を活用する場合でも、この問題は残ったままです。


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