プルサーマル利用とは？原子力用語を解説

プルサーマル利用とは？原子力用語を解説

プルサーマル利用とは？原子力用語を解説

原子力を知りたい

プルサーマル利用って何ですか？

原子力マニア

プルサーマル利用とは、プルトニウムを軽水炉などの熱中性子炉の燃料に利用することだよ。

原子力を知りたい

熱中性子炉って普通の中性子炉ですか？

原子力マニア

そう。高速炉とは区別して、核分裂を引き起こす中性子のエネルギーが低い炉のことだよ。

プルサーマル利用とは。

「プルサーマル利用」とは、プルトニウムを普通の軽水炉などの熱中性子炉の核燃料として利用することです。高速炉とは異なり、熱中性子炉で利用することを明確にするために「プルサーマル」と呼ばれており、この呼称は日本独自のものとなっています。

かつて、日本は高速炉の実用化までのつなぎとして新型転換炉の開発を進めていましたが、その実用化を断念したため、現在は「プルサーマル」は軽水炉でのプルトニウム利用と同義となっています。

英国やフランスなどの国々では、商用規模の再処理施設を保有しており、そこから回収されるプルトニウムをMOX燃料に加工し、早い段階から軽水炉で再利用していました。

日本でも、少量のMOX燃料集合体を用いた試験を経て、2000年以降に順次導入される予定でしたが、事故や不祥事などの問題により計画が遅延しました。そして、2009年12月に玄海原子力発電所3号機で初めてMOX燃料の利用が開始されました。電気事業連合会は、2015年度までに全国16～18基の原子力発電所でMOX燃料の導入を目標としています。

プルサーマル利用の意味と概要

プルサーマル利用とは、原子炉で生成されたプルトニウムをウラン燃料と混合して、再び原子炉の燃料として利用することを指します。これにより、エネルギー資源の節約や、使用済み核燃料の発生量の削減にもつながります。

プルサーマル利用は、ウラン燃料にプルトニウムを10～15％程度添加して行われます。これにより、ウラン燃料のエネルギー効率が向上し、原子炉の運転期間を延長することができます。また、使用済み核燃料中に含まれるプルトニウムを再利用することで、その発生量を減らすことができます。

我が国におけるプルサーマル利用の歴史

我が国では1968年に、高性能かつ経済的なプルトニウム利用技術として、プルサーマル利用の研究開発が開始されました。初期段階では、臨界実験炉や実験炉を用いて、燃料やシステムに関する基礎的な研究が行われました。1977年には、原型炉「常陽」が運転を開始し、プルサーマル発電の技術的な実現可能性が実証されました。その後、プルサーマル発電所の建設が検討されましたが、社会的課題や原子力政策の見直しなどにより、計画は中断されています。しかし、プルサーマル利用に関する研究開発は、プルトニウムの有効利用や核燃料サイクルの確立に向けて、現在も継続されています。

欧米諸国におけるプルサーマル利用の状況

欧米諸国では、プルサーマル利用の導入状況が異なります。フランスでは、1981年に導入されて以来、原子炉で発生するプルトニウムを混合酸化物（MOX）燃料として再利用する「アレバ再処理プロセス」を大規模に実施してきました。これにより、フランスの原子力発電におけるウラン資源依存度が低下し、廃棄物の量が減っています。

一方、英国やドイツでは、プルサーマル利用の導入に慎重な姿勢が見られます。英国では、1995年にプルサーマル利用を中止し、その後も再開の決定には至っていません。ドイツもまた、2011年の福島第一原子力発電所事故を受け、プルサーマル利用を段階的に廃止する方針を打ち出しました。