過去20年間、原子力発電の未来は、オレゴン州西部にあるオレゴン州立大学キャンパスにひっそりと佇む高層実験室にありました。オレゴン州に拠点を置くエネルギースタートアップ企業、NuScale Power社が運営するこの原型原子炉は、紛争と政治的な葛藤に翻弄される原子力発電所の歴史に新たな一章を刻むものです。
NuScaleの原子炉は、巨大な冷却塔や広大な緊急区域を必要としません。工場で製造し、どんなに遠隔地であっても輸送可能です。広範囲にわたるシミュレーションでは、メルトダウンを起こすことなく、ほぼあらゆる緊急事態に対応できることが示されています。その理由の一つは、少なくとも既存の原子炉と比較すると、核燃料をほとんど使用しないことです。また、サイズも従来の原子炉の数分の1です。
これは、気候危機に瀕する地球にとって朗報です。原子力エネルギーは一部の環境保護主義者から批判を受けていますが、多くのエネルギー専門家や政策立案者は、原子核分裂が世界の電力の脱炭素化に不可欠な要素となるだろうという点で一致しています。米国では、原子力発電がクリーン電力の約3分の2を占めていますが、既存の原子炉は急速に耐用年数の終わりに近づいています。米国で建設中の新規原子炉はわずか2基ですが、予算は数十億ドル超過し、計画は何年も遅れています。
複数の原子炉を1つのユニットに統合できる小型モジュール炉の登場です。少量のエネルギーが必要ですか？数個のモジュールを設置するだけで済みます。広大な都市に電力を供給したいですか？さらに数基追加すればいいのです。様々な状況に適した発電所を設計することが、はるかに容易になります。小型であるため、大量生産が可能で、数個の部品に分割してどこにでも輸送できます。おそらく最も重要なのは、小型モジュール炉は大型原子炉にはない複数の冷却機構と安全機構を活用できることです。これにより、小型モジュール炉が次のチェルノブイリとなることはほぼありません。
NuScaleは軽水炉を使用しています。これは商用原子力発電所で圧倒的に最も一般的なタイプの原子炉ですが、類似点はそこまでです。NuScaleの原子炉は高さ65フィート、直径9フィートで、それよりわずかに大きい格納容器に収められています。スクールバス2台を縦に並べたくらいの大きさで、大型の従来型原子炉の格納容器に約100台収容できます。しかし、この小型原子炉は60メガワットの電力を出力でき、これは現在米国で稼働している最小の原子炉の約10分の1に相当します。
NuScaleの共同創業者兼最高技術責任者であるホセ・レイエス氏は、小型化には大きなメリットがあると述べています。小型化は地下の貯水池に設置できるほど小型であるため、安全性も向上します。原子炉が漏洩しても、熱はゆっくりと貯水池に拡散します。また、従来の原子力発電所では10マイル（約16キロメートル）の安全バッファーが必要でしたが、小型化によって、電力需要のある場所の近くに原子炉を建設できるというメリットもあります。
原子力規制委員会（NRC）は2016年からニュースケールの設計を審査しており、委員会が承認すれば、同社はついにこの種の最初の商用原子炉の建設に着手できる。審査プロセスは過酷で、ニュースケールは1万2000ページに及ぶ技術申請書を提出しており、少なくともあと1年はかかる見込みだ。しかし、同社は既にアイダホ国立研究所に12基の原子炉を建設する最初の原子力発電所の建設許可を取得しており、早ければ2026年には西部諸州の地域社会への電力供給を開始する可能性がある。
小型モジュール炉は、米国の電力網に導入される最初の小型原子力発電所となるかもしれないが、これが最後ではないだろう。エネルギー省もマイクロリアクターに注目している。マイクロリアクターとは、「プラグアンドプレイ」方式で稼働する原子力発電所で、通常50メガワット未満の電力を発電する。小型モジュール炉は産業プロセスなどの大規模電力負荷に適しているのに対し、マイクロリアクターは遠隔地の軍事基地への電力供給やアラスカの孤立したコミュニティの照明維持といった小規模な需要に最適である。しかし将来的には、都市部における「常時稼働」のカーボンフリーエネルギー源としても機能する可能性がある。
マイクロリアクターは、新興の原子力企業だけでなく、既存の原子力企業からも注目を集めています。今月初め、秘密主義の原子力スタートアップ企業Okloは、1.5メガワットのマイクロリアクター「Aurora」を発表し、アイダホ国立研究所に最初のマイクロリアクターを建設するための許可をエネルギー省から取得したと発表しました。Auroraは原子炉というより、アルプス山脈で見かけるようなAフレームの小屋のように見えますが、Okloの創業者兼CEOであるジェイコブ・デウィット氏によると、まさにそこがポイントだそうです。彼は、マイクロリアクターが都市景観にシームレスに溶け込む未来を思い描いています。
Oklo提供
しかし、オクロは規制当局の承認を得るまでに大きなハードルに直面している。一つには、オーロラは液体金属冷却高速炉であり、この設計はこれまでほぼ潜水艦でしか採用されていなかった。「率直に言って、規制の枠組みは大型原子炉向けに構築されている」とデウィット氏は言う。
原子力規制委員会が小型原子炉を既存の原子力規制にどのように適合させるか検討する一方で、他のエネルギー政策立案者たちはあらゆる機会を利用してこの技術を大々的に宣伝しています。今年初めには、米国と欧州の首脳が小型モジュール炉に関する初のハイレベル国際協議を開催し、カナダの州政府も小型原子炉の推進を目的とした会合を最近開催しました。また、リック・ペリー氏が今月、米国エネルギー長官を退任した際には、退任時のビデオの中で小型モジュール炉に特別な賛辞を送りました。
米国では、小型原子炉への推進を受けて、企業が2027年までに連邦政府施設で最初の小型原子炉を稼働させられるよう、規制環境が一部変更されている。しかし、メリーランド大学の公共政策教授であるスティーブ・フェッター氏は、小型原子炉は依然としてコスト競争力があることを証明する必要があると述べている。風力や太陽光といった再生可能エネルギーの価格が急速に下落し、天然ガスも豊富に供給されていることから、小型でスリムな原子炉は、決してニッチな市場を見つけられないかもしれない。特に、気候変動が主な動機であり、そのペースが規制当局の承認ペースを上回っている場合はなおさらだ。
「先進的な原子炉の認可を取得し、気候変動に変化をもたらすほどの規模で導入できるかどうかについては懐疑的です」とフェッター氏は付け加える。「しかし、炭素を排出しない電力を集中的に供給できるという点では、検討する価値はあると思います。しかも、そのような設備は米国にはそれほど多くありませんから」少なくとも米国では、これが原子力発電に再びチャンスを与える唯一の方法なのかもしれない。
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