進行波炉

デジタル大辞泉

しんこうは‐ろ〔シンカウハ‐〕【進行波炉】

読み方：しんこうはろ

第四世代原子炉の一つ。核燃料として通常の原子炉では使用されない劣化ウランを使用。増殖炉に分類され、ウラン238に1個の中性子が衝突し、β崩壊を伴ってネプツニウム、プルトニウムへと変化する。核分裂反応が起こる領域が徐々に進行することによって、数十年から100年にわたって連続的・定常的に熱エネルギーが発生する。TWR（traveling wave reactor）。

[補説] 日本の関本博は基本原理がよく似たCANDLE炉とよばれる原子炉を独自に考案した。

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進行波炉

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/10/03 07:37 UTC 版)

TWRの数値シミュレーション。赤: ウラン238（劣化ウラン)、薄緑: プルトニウム239、黒: 核分裂生成物。タイル間の青色の濃度は、中性子密度を示す

進行波炉（しんこうはろ、Traveling Wave Reactors: TWR）は、原子炉の一方式である。

第4世代原子炉の一つとされる。増殖炉の一種である。

概略

現在広く使われている加圧水型原子炉(PWR)や沸騰水型原子炉(BWR)では、燃料に濃縮ウランを用いているが、進行波炉はウラン濃縮過程で多く発生する廃棄物である劣化ウランを用いることができる。

核燃料である劣化ウランにて核分裂連鎖反応が開始された後、その反応が波状的に60年以上かけてゆっくりと進行する炉であることから進行波炉と呼ばれている。

最初の理論は1958年にソ連のサヴェリー・モイセヴィッチ・ファインバーグが提唱し、1996年には「水爆の父」エドワード・テラーが論文を発表していたが実用化に向けた研究は進まなかった。

日本でも東京工業大学原子炉工学研究所の関本博教授が非常によく似た概念である「CANDLE」と呼ばれる方式を研究している以外にはほとんど知られていなかった。

しかし2010年3月にマイクロソフト創業者のビル・ゲイツが出資するテラパワー社と東芝が共同で技術協力に向けた検討を始めたというニュース以降、日本でも知られるようになった。

炉の反応方法

反応原理は、ウラン238（劣化ウラン）に1個の中性子を衝突させると、ある割合でウラン239（核分裂性ウラン）が生成され、それがβ崩壊してネプツニウム239に変化して、さらにβ崩壊してプルトニウム239（核分裂性プルトニウム）となる。

その核分裂性のプルトニウム239に中性子が当って核分裂が生じ、その核分裂によって新たに数個の中性子が放出され、生じた中性子は周囲の反射板に当って段々と速度を落した後にウラン238やプルトニウム239に吸収されて次の反応を促し、核分裂反応が連続的に進行する。以上の過程で生成される熱エネルギーを利用するというもの。　

$\mathrm {^{238}_{\ 92}U+\,_{0}^{1}n\;\rightarrow \;_{\ 92}^{239}U\;\rightarrow \;_{\ 93}^{239}Np+\beta \;\rightarrow \;_{\ 94}^{239}Pu+\beta }$

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外部リンク

• テラパワーによる進行波炉の説明スライド(PDF)(archive)
• 進行波炉関連の年表 (PDF)
• 東京工業大学原子炉工学研究所関本研究室

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進行波炉

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/10 06:08 UTC 版)

「テラパワー」の記事における「進行波炉」の解説

現在世界で稼働している軽水炉（PWR, BWRなど）は濃縮ウランを使用し、数年おきに燃料交換を必要とするが、進行波炉（TWR, Traveling Wave Reactor）はウラン濃縮過程で生成される劣化ウランを使用し、最長100年間燃料交換なしで運転可能とされる。テラパワーが研究中のTWRの出力は軽水炉並みの10万から100万キロワットとみられている。 2009年11月6日、ビル・ゲイツとテラパワー幹部が東芝の横浜事業所（横浜市磯子区）と京浜事業所（同鶴見区）を視察、12月1日には東芝と秘密保持契約（NDA）を締結した。東芝は2014年に米国で1号機が着工予定であった小型炉「4S」を開発しており、4Sは燃料交換なしで30年間稼働、出力1万キロワットである。4Sの技術の多くがTWRに転用可能とされる。