小型原子炉の忘れられた歴史（2015年）

技術史特集小型原子炉の忘れられた歴史経済が過去に小型原子力発電所を殺した—そしておそらくこれからもそうし続けるだろうM. V. Ramana2015年4月27日13分読むエンリコ・フェルミ原子力発電所1号機（ミシガン州ニューポート）は、米国原子力エネルギー委員会の資金で建設された初期の小型原子炉でした。1966年に部分的なメルトダウンを起こしたにもかかわらず、1963年に臨界に達し、1972年まで稼働しました。写真：Everett Collection/Alamy原子力産業に再び魅力的な提案が持ち上がっています。それは、小型原子炉が現在建設されている標準サイズの原子炉よりも経済的およびその他の利点を持っているというものです。その考えは、大規模な原子力プロジェクトの多大な財務リスクを軽減することによって、広く議論されている原子力発電の復活を開始するための最良の選択肢であるということです。気候変動への懸念からエネルギー計画者は原子力発電をオプションとして維持していますが、アメリカ大陸とヨーロッパでは、この技術は停滞または衰退しています。米国で現在進行中の2つの新しい原子力プロジェクトは、1970年代後半以来、同国で建設許可が初めて付与されたものです。BP Statistical Review of World Energy 2014のデータによると、2013年には世界の電力の約11パーセント（PDF）が原子力によって生産されましたが、1996年の17.6パーセントのピークからは減少しています。米国では、バーモントヤンキー発電所の最近の閉鎖により、稼働中の原子力発電所の数が100基を下回りました。この衰退の根本的な理由は、確かに経済的なものです。他のタイプの発電と比較して、原子力発電は高価です。ウォール街のコンサルティング会社Lazardの2014年の報告書（PDF）によると、新しい原子炉からの電力1メガワット時あたりの発電コスト（政府の補助金、特に重大事故の賠償責任に関する補助金は考慮しない）は、92ドルから132ドルです。これを、天然ガスコンバインドサイクルプラントの61ドルから87ドル、風力タービンの37ドルから81ドル、大規模太陽光発電の72ドルから86ドルと比較してください。原子力の高コストは、原子炉建設の非常に高いコストに直接起因しています。Lazardの推定では、1メガワットあたり540万ドルから830万ドルです。これらのメガワットあたりのコストは、数十億ドルに相当します。例えば、上記の2つの米国プロジェクトのうちの1つ—サウスカロライナ州ジェンキンスビル近郊で建設中の2基の1,117メガワット原子炉—の最新の推定コストは110億ドルです。これらのコストは、いわゆる小型モジュール炉（SMR）に特化した業界カンファレンスの2012年のパンフレットで認められました。従来の原子力プラントがもたらす「数十億ドル規模の巨大な課題」を指摘し、パンフレットは「小型モジュール炉は、数十億ドルの財務リスクを軽減し、電力需要に応じて段階的に成長し、より短く容易な建設スケジュールを提供するというこの問題に対する完璧な解決策である…SMR市場はグローバルで非常に広大である…要するに、電力業界は世界中で商業用SMRプロジェクトを渇望している」と宣言しました。もしそうなら、電力業界は失望する可能性が高いです。小型原子炉は、実際には原子力の初期の頃から存在しており、現代の推進者が新しい世代の技術を売り込んでいるとしても、この長い歴史を見過ごすべきではありません。歴史が明らかにするように、小型原子炉は、現代の推進者が主張しているほど安価でも、建設や運用が容易でもないでしょう。SMRは、10から300メガワットの範囲の出力を持ちます。現在世界中で稼働している最も一般的な原子炉タイプの平均860メガワットや、建設中の原子炉の平均980メガワットと比較してください。数十の新しい小型原子炉設計（PDF）の中には斬新なアプローチをとるものもありますが、特に最初に建設許可を得る可能性が高いものの多くは、馴染みのある軽水炉のバリエーションにすぎません。推進者によると、SMRのコストは、工場で製造されたモジュールを使用することで低く抑えることができるとされています。これらのモジュールは、発電所自体での組み立てを限定的に行うだけで済みます。米海軍のPM-3A原子力発電所（マクマード基地）は、南極大陸で最初で唯一の原子力発電所でした。格納容器と冷却配管に亀裂や漏れが発生した後、1972年に閉鎖されました。最終的に、汚染された部品と14,400メートルトンの土壌がカリフォルニアに輸送され、処分されました。写真：上：米国海軍/国立科学財団（2）；下：米国海軍シービー博物館初期の米軍小型原子炉の中で、今日議論されているものと最も比較できるのは陸軍原子力プログラムから来たものです。それは8基の小型原子炉の建設につながりました。これらのうちいくつかは、現在SMRの潜在的に魅力的なサイトとして提案されているのと同じような孤立した場所に配置されていました：南極大陸、グリーンランド、そして遠隔地の陸軍基地。この1969年当時の陸軍のドキュメンタリーは、プログラムの認識されている利点を強調しています：これらのサイトでの経験は奨励的なものではありませんでした。例えば、南極のマクマード基地にあったPM-3Aは、「一次システムからの漏れや、溶接が必要な格納容器の亀裂など、いくつかの誤動作が発生した」と、ローレンス・H・スイッドによるプログラムの公式歴史によれば述べています。プラントからの漏れ（米国海軍が所有・運営していた）は重大な汚染を引き起こし、14,400メートルトンの土壌が除去され、ロサンゼルス北部の海軍基地であるポートヒューネメに処分のために輸送されました。海軍の潜水艦用原子炉とは異なり、陸軍の原子炉は従来のディーゼル発電機に取って代わられる可能性があり、1976年に陸軍はプログラムをキャンセルしました。スイッドが書いているように、陸軍は「高度な設計の複雑でコンパクトな原子力プラントの開発は高価で時間がかかる…そのようなプラントの開発と生産のコストは、実際には原子炉が独自の能力を持ち、国防総省によって裏付けられた明確に定義された目的を満たす場合にのみ正当化できるほど高い…そして、陸軍とペンタゴンは、原子力側でのAEC（米国原子力エネルギー委員会）の開発努力に見合う財政的支援を提供する準備をしなければならなかった」と結論付けました。偶然にも、AEC（米国エネルギー省および原子力規制委員会の前身）は小型原子炉に強い関心を持っていました。1950年代から、米国で多くの小型原子炉が提案され、最終的に出力300メガワット未満の17基の原子炉が稼働しました。今日、それらは一つも稼働していません。これらのプロジェクトの多くは、米国電力会社に原子力発電を推進していたAECによって支援されていました。1955年1月に発表された最初の資金提供ラウンドは、「大型原子炉の開発に貢献するであろう試作炉」として機能できる小型ユニットに向けられた、とウェンディ・アレンは1977年の報告書「発電用原子炉：1946年から1963年までの米国開発」（PDF）で書いています。提出された4つの提案のうち、AE