原子力におけるワンススルー方式
原子力を知りたい
ワンススルー方式とは何ですか？
原子力マニア
使用済みの燃料を再処理せずに冷却保管し、最終的に廃棄物として処分する方式のことです。
原子力を知りたい
なるほど。再処理方式とはどう違いますか？
原子力マニア
使用済燃料からウランとプルトニウムを再利用する方式で、将来の高速増殖炉サイクルの準備段階として、欧州では軽水炉でのプルトニウムリサイクルが行われています。
ワンススルー方式とは。
ワンススルー方式とは、原子炉で一定期間使用した使用済み核燃料をそのまま保管し、最終的に処分する方式です。
一方、使用済み核燃料を再処理してウランやプルトニウムを取り出し、再び燃料として再利用する方式を再処理方式またはリサイクル方式といいます。未来の高速増殖炉の導入によって、ウラン資源の利用効率が大幅に向上するため、ヨーロッパでは軽水炉でのプルトニウムリサイクルが準備段階として進められており、日本でも間もなく導入されます。
ただし、核拡散防止や経済性などの観点から、軽水炉の使用済み核燃料の再処理を行わず、ワンススルー方式を採用している国もあります。
ワンススルー方式とは
-ワンススルー方式とは-
ワンススルー方式とは、原子力発電所で使用される冷却水システムの一種です。この方式では、タービンを駆動した後の使用済冷却水が、直接河川や海洋に放出されます。放出される冷却水は、タービンを通過する際に高温になっているため、環境への影響を調査し監視する必要があります。
リサイクル方式との違い
ワンススルー方式は、原子力発電において使用される核燃料のサイクルです。この方式では、使用済み核燃料が再利用されることなく、処理施設で貯蔵または廃棄されます。一方、リサイクル方式は、使用済み核燃料から未燃焼のウランやプルトニウムなどの有用な物質を抽出するプロセスです。
この抽出された物質は、新しい核燃料として再利用することができ、これにより核燃料の資源を節約し、廃棄物の量を減らすことができます。リサイクル方式とワンススルー方式の主な違いは、使用済み核燃料の処理方法にあります。ワンススルー方式では、使用済み核燃料が再利用されずに廃棄されますが、リサイクル方式では再利用されます。
高速増殖炉サイクルとの関係
高速増殖炉サイクルでは、ワンススルー方式に代わるエネルギー源としてプルトニウムが利用されます。このサイクルでは、原子炉内でプルトニウムを生成し、それを原子燃料として再利用することで、ウラン資源の有効活用を図ります。
このサイクルでは、ウラン238を高速中性子で照射することで、プルトニウム239を生成します。このプルトニウム239は、通常の原子炉で燃料として利用することができるため、天然ウラン資源の利用効率が向上するのです。また、このサイクルでは、核分裂時に生成されるエネルギーを再利用することで、より多くのエネルギーを発生させることができます。こうした特徴から、高速増殖炉サイクルは、ウラン資源の有効活用とエネルギーの長期的な確保に寄与する新たなエネルギー源として期待されています。
欧州諸国のプルトニウムリサイクル
原子力におけるワンススルー方式（使用済み核燃料を再処理せずに処分する方法）の下では、欧州諸国はプルトニウムをリサイクルするアプローチを採用しています。このアプローチでは、使用済み核燃料からプルトニウムを抽出し、それを混合酸化物（MOX）燃料として再利用します。このプロセスにより、核廃棄物の量を削減し、核燃料資源の効率的な利用が可能になります。
日本におけるワンススルー方式の採用
-日本におけるワンススルー方式の採用-
日本においては、当初からワンススルー方式が原子力発電所の冷却に採用されてきた。これは、豊富な水資源と沿岸立地の良さという地理的条件に恵まれていたことと、当時、原子力発電の技術が十分に確立されておらず、安全性に懸念があったことが要因とされる。
ワンススルー方式では、使用した海水はそのまま放出されるため、大量の海水が必要となる。しかし、日本は沿岸に立地する原子力発電所が多く、海水取水に適した場所が豊富にあったため、この方式が選択された。また、当時は原子力発電の技術が未熟で、使用済みの海水に含まれる放射性物質の濃度が高くなることに対して懸念があった。そのため、冷却水を一度しか使用せず、そのまま放出するワンススルー方式が安全上の選択とされた。