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- 30 ：
- ■高温ガス炉について２
高温ガス炉の核燃料は、ウランまたはプルトニウムMOX粒燃料を
黒鉛で被覆して、その外側をシリコンカーバイトで被覆した構造で
濃縮度は１７％程度。燃焼度は１２０Gwd/ｔを超える
濃縮度が高く、同じ燃料重量で、在来燃料の３倍程度発電できるから
＝使用済み核燃料の排出量は、同一発「熱」量で１/３になり
＝熱効率向上も考えると、同一発「電」量で１/５になる
再処理コストが１/５に省けて
現在の2.5倍発電しても六ヶ所村だけで再処理能力が足りるようになる
但し、濃縮度引上げは、ウラン/プルトニウム消費・超長寿命核種の削減には、
効果がないから１/５にはならず、熱効率向上で１/２強になる程度だ
濃縮度が高い燃料は反応度が高い＝発熱量が高く危険ではないか？という懸念は無用
細粒燃料が黒鉛中に分散しているために「燃料装荷量自体が１/３以下」
「燃料１グラム辺りの放熱・熱伝達表面積が非常に広く冷めやすい」
封じ込めについては、ジルコニウム合金が強度低下をきたすのが300℃近辺
なのに対して、シリコンカーバイドの耐熱温度は千数百度を超え、冷却材と
粒燃料の間に黒鉛がある
そもそも、核燃料の大部分を占めるウラン238は発電に余り貢献していないが
原子炉が爆発して噴き上げられれば、超長半減期汚染物質になるので、
増殖に必要以上に拘らないなら、濃縮度を上げて、粒を細かくして、装荷を減らし
炉内のU238を削減したほうが、炉内放射性物質量が減ってリスクが減り
再処理必要量も減る・・という原理と思われる
- 31 ：
- ■熱効率の重要性・・熱効率2倍になると？
【立地問題解決】同じ発熱量で2倍出力。現在1基130万kwが260万kw可能になり
老朽65万kw炉ｘ２基を260万kw炉ｘ1基で代替すれば、
基数半減（事故確率半減）発熱量同等で出力２倍
【ウラン値上がり】ｋｗｈ辺り、ウラン消費半減
【廃棄物削減】 超長半減期廃棄物半減
【再処理コスト】 濃縮度Upと合わせて再処理コスト１/５
軽水炉熱効率３０％→石炭火力４２％→高温ガス炉ガスタービン複合５０％
石炭は溶融灰がガスタービンに絡むから
ガスタービン複合による熱効率向上には原子力やガスよりは向かない
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再処理の技術上の問題
・シリコンカーバイド被覆の黒鉛玉のなかから芯にある燃料粒を取出すのが
やや難しいが、臼で挽いて、シリコンカーバイド被覆を破砕してから
黒鉛を燃やすか、溶かす事で、使用済み粒ウランを取り出すことが可能
・六ヶ所村か何処かに、その「前工程工場」を作らねばならない
-----------------------------
規模の問題
・昔の航空機の大馬力空冷エンジン（4重星型など）が、例外なく気流の
下流側の気筒の冷却不良に悩まされたことで容易に理解できるが
高温ガス炉は現在の設計のままでは、高さを余り高くできない
・ガスで直接冷却するなら30万kw炉より高さを高く出来ない
・炉のコスト的には二次元的な拡大は効率が悪く、3次元的拡大が必要
- 32 ：
- ■高温ガス炉の規模問題・黒鉛火災の解決策
１）液体金属・高温ガス二次冷却炉
アルミか鉛ビスマスなどの液体金属で圧力容器を満たして
一次冷却材として、圧力容器中に熱交換器を設置してヘリウムで空冷する
・三次元的な規模拡大が容易で建設費が安上がり、廃炉廃材も少ない
・黒鉛火災がおきにくく、液体金属による黒鉛火災窒息消火も容易
２）溶融塩、高温ガス冷却炉
圧力容器の底に黒鉛レンコンを設置し、上部にヘリウム熱交換器を設置し
中濃縮ウランを溶かした溶融塩を満たす。
圧力容器底部の黒鉛レンコンで核分裂した溶融塩はポンプ/対流で上部の
熱交換器でヘリウムに冷やされてポンプ/対流で沈降してまた黒鉛レンコンに入る
・三次元的規模拡大が容易
・黒鉛火災が起き難く、万一生起しても、溶融塩で窒息消火可能
・溶融塩の耐熱が問題
■防災の問題・遮蔽
軽水炉ならば、格納容器を常時水棺するMRXのようなデザインならよいが
黒鉛炉ならば液体金属を格納容器に満たし、格納容器の外から流水で冷やす
のかどうか・・遮蔽は水封パネルかどうか
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