最も偉大なものの一つ 原子力の問題は発電ではなく、発電後に何が残るかということです。。使用済み原子炉燃料には高放射性物質が含まれており、数万年にわたって危険な状態が続く可能性があります。この遺産を管理することは、原子力に関する技術的かつ政治的な大きな課題の 1 つです。
今回、中国科学院の科学者たちは有望な解決策を発見した。現在中国南部で建設中の新しい実験炉は、数十年にわたり原子力技術者たちのほぼ夢であったことを実現することを目指している。 最も問題のある放射性廃棄物の一部を破壊しながらエネルギーを生成します。
このシステムは、加速器駆動未臨界炉 (ADS) として知られる技術に基づいています。原子炉と粒子加速器を組み合わせたハイブリッドコンセプトです。従来の反応器とは異なり、 システムの中核は、それ自体では連鎖反応を維持できません。外部加速器によって生成された中性子の一定の流れを受け取った場合にのみ機能します。 この機能は重要な利点をもたらします。加速器がオフになると、核反応は自動的に停止します。理論的には、これにより反応が制御不能になるリスクが排除されます。
中国のプロジェクトの鍵は、これらの中性子がどのように生成されるかである。研究者が設計したシステムでは、超伝導線形加速器からの強力な陽子ビームが照射されます。 鉛とビスマスの液体合金に対して光速の約 80% で発射されます。
この衝撃により、真の中性子シャワーが発生します。これらの粒子は、核燃料と相互作用すると、従来の原子炉では通常使用されないような重い原子核を分裂させる可能性があります。 特に、このプロセスはウラン 238 (非常に豊富な物質だが、従来の原子炉ではほとんど使用されない) を、より効率的な核燃料であるプルトニウム 239 に変換することができます。プロジェクトの責任者によると、 このメカニズムにより、ウランを現在のプラントよりも最大 100 倍効率的に使用できるようになります。
中国アカデミー現代物理研究所の副所長である物理学者の何源氏は、このアプローチを「廃棄物を宝物に変える」方法であると述べています。しかし、それだけではありません。 これらの原子炉は、エネルギーを生成するだけでなく、核廃棄物の危険性を大幅に軽減できる可能性があります。使用済み燃料の重要な部分は、長寿命アクチニドとして知られる元素で構成されています。 その放射能は数万年、さらには数十万年も持続する可能性があります。 ただし、ADS システムで生成される強力な中性子束により、これらの重い原子核が断片化され、耐久性がはるかに低い同位体に変換される可能性があります。
プロセスが設計者の期待どおりに機能する場合、 一部の廃棄物の放射性寿命は、現在の寿命の 1,000 分の 1 以下に短縮される可能性があります。プロジェクト中国加速器駆動システムイニシアチブとして知られるこのシステムは、2011 年に開発が開始され、広東省恵州市で建設されています。 2027年に予定されている運用開始時には、メガワット規模のADSシステムの世界初のプロトタイプとなり、この技術の産業応用の可能性に向けた重要な一歩となる。
今のところ、このタイプの商業炉を運転している国はありません。しかし、このアイデアは数十年にわたって世界中の科学者の関心を集めてきました。それはまさに、このアイデアが原子力エネルギーの歴史的な問題のうち 2 つを解決すると約束されているからです。 燃料の使用が制限され、長期にわたる廃棄物の蓄積。
中国の実験結果が期待を裏付けるものであれば、加速器駆動炉は21世紀のエネルギー方程式を変える可能性がある。同じ燃料からより多くのエネルギーを得ることができるだけでなく、 彼らはまた、今日将来の世代を悩ませている放射性遺産を減らすのにも役立つだろう。。 そしてそのシナリオでは、原子力エネルギーは限られた資源から、何世紀にもわたって人類を養うことができるエネルギー源になる可能性があります。
