プルトニウム生産炉とは？ー原子力用語
原子力を知りたい
プルトニウム生産炉について教えてください。
原子力マニア
プルトニウム生産炉とは、原子爆弾の原料となるプルトニウムを生産するための専用の原子炉です。
原子力を知りたい
どのような燃料を使うのですか？
原子力マニア
主に天然ウランまたは微濃縮ウランが使用されます。また、プルトニウムは再処理プラントで抽出されます。
プルトニウム生産炉とは。
「プルトニウム生産炉」と呼ばれる原子炉は、プルトニウムを製造することを目的として設置されるものです。かつて、アメリカのハンフォード（14基）、イギリスのウィンズケール（2基）、フランスのマルクール（3基）、ロシアのチェリャビンスク（8基以上）などに設置されていました。
これらの炉は主に黒鉛減速軽水炉で、燃料には天然ウランまたは微濃縮ウランを使用します。使用済み燃料は再処理プラントで処理され、そこからプルトニウムが分離・抽出されます。
なお、ウィンズケールとマルクールのプルトニウム生産炉は黒鉛減速空気冷却型でした。また、アメリカのサバンナリバーの炉は重水炉でした。現在も中国に黒鉛減速軽水炉が2基設置されているとされています。
プルトニウム生産炉の定義
プルトニウム生産炉とは、プルトニウムを生産することを主な目的とした原子炉のことです。通常、プルトニウムは自然界には存在せず、ウランなどの他の元素から人工的に作られます。プルトニウム生産炉では、ウランを中性子照射することで、ウランの原子核が分裂し、プルトニウムが 생성됩니다。このプルトニウムは、核兵器や原子力発電所の燃料として使用されます。
プルトニウム生産炉の目的
プルトニウム生産炉の目的は、主に核兵器の製造材料となるプルトニウムを生成することです。この炉は、原子炉で生成されるウラン238を中性子照射によってプルトニウム239に変換する役割を果たしています。プルトニウム239は、核分裂反応を起こすことができ、核兵器の核分裂芯材として使用されます。
プルトニウム生産炉の設置例
プルトニウム生産炉の設置例
プルトニウム生産炉は、発電を主な目的とせずに、原子炉内でプルトニウムを生成するために設計されています。これまでにいくつかの主要なプルトニウム生産炉が世界のさまざまな国に設置されました。
例えば、英国のサヴォナ原子力発電所は、1963年から1975年まで操業したプルトニウム生産炉でした。米国では、ワシントン州ハンフォード原子力地区に9基のプルトニウム生産炉が建設され、それぞれが1940年代から1980年代にかけて操業しました。
さらに、フランスのマルクール原子力施設には、1948年から1967年までプルトニウム生産のために使用されたG-1原子炉など、いくつかのプルトニウム生産炉がありました。これらの施設は、主に核兵器の開発や研究に使用されるプルトニウムの生産に貢献しました。
プルトニウム生産炉の燃料と減速材
プルトニウム生産炉の燃料と減速材は、ウランやトリウムなどの核分裂性物質を燃料としています。燃料は通常、セラミックや金属の形態で、炉心に装填されます。減速材は、中性子の速度を落として核分裂反応を促進する物質です。通常、重水や黒鉛が減速材として使用され、炉心内の燃料の周りに配置されます。
再処理プラントとの関連性
再処理プラントとの関連性
プルトニウム生産炉は、再処理プラントと密接に関連しています。再処理プラントは、使用済みの原子炉燃料からプルトニウムを抽出する施設です。抽出されたプルトニウムは、MOX燃料として再利用され、再び原発で利用されます。プルトニウム生産炉は、再処理プラントで生成されるプルトニウムをさらに増やす役割を果たします。これにより、プルトニウムの生産効率が向上し、原子力発電の燃料として利用できるプルトニウムの供給量が確保されます。