核エネルギー炉は化学プラントなので、燃料の形態は液体であるはずだったのに、火力発電所のモデル(熱で水を沸かし、その熱水からの水蒸気でタービンを回す)を踏襲してしまった。これによって、燃料を固体とし、運転性能を落とし、冷却に水を必要とし、
ウラン燃料中にプルトニウムなどの超ウラン元素を生成させる現行の原発モデル(軽水炉)が定着してしまった。
・固体ではなく液体のフッ化物熔融塩核燃料を使用する
→安全性が増し、小型化でき、経済的。
→フッ化物のフリーベ系熔融塩を使うと、核反応、熱輸送、化学処理媒体として機能する
・ウランではなくトリウムを液体燃料とすれば、プルトニウムはほとんど生成されず、
生成されても炉内で有効に燃える
・核燃料増殖施設(加速器熔融塩増殖炉)と熔融塩発電炉との組み合わせると中性子が無駄にならない核燃料増殖サイクルになる
→かなり汚れた(さまざまな核分裂生成物が溶けた)フッ化物熔融塩でもフリーペ(フッ化リチウムとフッ化ベリリウム)やフッ化ナトリウムを添加するとプルトニウム含有の熔融塩核燃料にできる。
塩中に留められたプルトニウムやその他の核廃棄物は熔融塩炉を運転する中で、放射性崩壊や中性子吸収によって核分裂して、次第に消滅する。
水素は二次エネルギー
水素ガスは燃えれば水になるだけなのでクリーンである。
ただし、水素は単独では存在せず、水素を得るために化石燃料が必要になる。
核融合は技術以前の問題
・反応の主体のトリチウムTは半減期が約12.3年でベータ崩壊する放射線物質
・高温では容易に種々の金属を透過する
・生体に吸収されやすい
・構造材料を含め炉科学的難問が未解決
軽水原発(現在の日本の主流な原発)の問題
・核燃料体は固体であり、それが密封されている→損傷を受けやすい
・燃料集合体の交換・位置替えの作業量が膨大
・運転性能が柔軟でない→一度停止する再起動が困難
・小型炉に適さない
・冷却材・減速材に水を使用している→あまり高温にできない。
・超ウラン元素が生成される。→プルトニウムは核兵器の原料になり、テロの対象になりやすい
熱中性子炉(中性子を減速して利用する炉)
・高温ガス炉→冷却材はガス、減速材は黒鉛、燃料は天然ウラン→発電効率が低い
・重水炉・軽水炉→冷却材は重水炉または軽水、減速材は重水または黒鉛、燃料は天然ウラン
熱中性子炉(中性子を減速して利用する炉)以外に
核分裂中性子を減速させずに利用する高速増殖炉原型炉がある。
高速増殖炉原型炉の問題点
・増殖成長速度がエネルギー需要に追い付かない
・安全性が不十分
・プルトニウムを必要とする
・経済性が悪い
液体が良い理由
適切な温度領域で十分安定的な熱媒体となることができ、熱中性子の吸収が少なく、放射線損傷を受けず、核分裂を進めるのに必要な核物質濃度を安定的に確保できる。
長所
・炉心構造が単純になる。
→液体ならポンプで遠隔操作でき、濃度調整も容易
・核分裂で大量に生成される放射性不活性ガスは核燃料液中にとどまらず、液面を覆っているヘリウムガス相に容易に出てくるので、常時除去できる。
短所
・核燃料液体の濃度の変化で反応が変動し、不安定
・溶液壁材料の腐食
熔融塩炉が放置されてきた理由
・熔融塩炉以外の液体核燃料はすべて失敗した
・トリウムには核分裂性の同位原子が不在
・製造メーカーにうま味がなかった。
・核拡散を防止する政治判断によって、増殖炉開発が禁止され、高速増殖炉だけでなく、熔融塩増殖炉も終了させられた。
・プルトニウム擁護派の力が強かった
・トリウムは軍事転用できない
・熔融塩炉があまりに成功し、ニュース性に欠けた
・不当な解説
