①小型モジュラーリアクター (Small Modular Reactors)(SMR)
SMR は、工場で製造し、現場で組み立てることができる小型の標準化された反応器です。
利点:
初期資本コストの削減
サイズが小さいため、資本コストが削減
標準化されたモジュール設計で可能
必要に応じてモジュールを追加できる
電力出力を柔軟に拡張可能
安全性の強化
人間の操作にあまり依存しない受動的安全システムを使用するように設計
受動的冷却システムと地下格納容器で強化
柔軟性と拡張性:
SMR は工場で構築してサイトに輸送できる
より迅速に導入でき、拡張性が高くなる。
短所:
運用経験の不足
まだ新興テクノロジーであり、これまでの運用経験は限られている
電力単位あたりのコストが高い:
出力が小さいということは、大規模なプラントのように規模の経済の恩恵を受けられない可能性がある。
規制のハードル:
新しいテクノロジーであるため、規制上の厳しい監視に直面している。
②第 IV 世代の原子炉(Generation IV Reactors)
溶融塩反応炉(molten salt reactors)、高温ガス反応炉(gas-cooled fast reactors)、ナトリウム冷却高速炉(sodium-cooled fast reactors)など、いくつかの設計がこのカテゴリに分類
Gen IV 設計では、効率と安全性を向上させるために高度な燃料と冷却剤が使用。
利点:
効率:
従来の反応器よりも高温で動作できるため、熱効率が向上。
熱効率が向上し、燃料消費量と廃棄物が削減
安全性:
電源がなくても熱を管理できる機能を備え、本質的に安全になるように設計。
パッシブ冷却や低圧動作などの固有の安全機能がある
廃棄物の削減:
使用済み燃料を使用できる可能性があり、廃棄物と資源の要件が削減。
古い原子炉からの使用済み燃料を消費し、廃棄物を削減する機能も
短所:
技術的な複雑さ:
多くは商業規模でまだ実証されていない高度なテクノロジーに基ずいている。
ほとんどの設計はまだ研究開発段階
開発コストと開発時間:
完全に商品化されるまでに、コストが高く、開発期間が長くなる。
材料、燃料、エンジニアリングにおける大幅な技術進歩が必要
③トリウム炉
利点:
燃料の豊富さ:
トリウムはウランよりも豊富にある。
核廃棄物の削減:
長期にわたって放射性の低い廃棄物を生成。
安全性の向上:
動作温度は高いが、大気圧下ではメルトダウンのリスクが軽減。
短所:
大規模での実証性不十分
トリウム原子炉はほとんど建設されていない
この技術はまだ完全に実証されていない。
技術的課題:
一部のトリウム原子炉設計では、高温および腐食性物質の取り扱いが困難。
④ 核融合炉
利点:
事実上無制限の燃料:
豊富に存在する水素の同位体を使用。
高レベル核廃棄物を出さない:
長寿命の放射性廃棄物を生成しない。
本質的な安全性:
メルトダウンのリスクがなく、反応を迅速に停止できる。
短所:
技術的ハードル:
まだ大部分が実験段階であり、商用エネルギー生産の実現可能性はまだ証明されていない。
高額な初期投資:
研究開発に巨額の初期投資が必要。
⑤マイクロリアクター
遠隔地または産業用途向けに設計された非常に小型の反応器 (1 ～ 20 MW)。
利点:
可搬性があり、送電網にアクセスできない遠隔地でも電力を供給できる
鉱業、石油・ガス、軍事基地での潜在的な用途
短所:
大型の原子炉と比較して出力が制限される
発電単位あたりのコストが高い
以上、一般に、次世代原子力は、従来の大型原子炉よりも安全で、より効率的で、より柔軟であることを目指しています。
しかし、ほとんどの設計はまだ開発中であり、ライセンス、一般の受け入れ、サプライチェーンと新技術の専門知識の確立において課題に直面しています。
これらのハードルを克服することが、エネルギーシステムの脱炭素化を支援する新しい先進的原子炉を導入する鍵となります。