Loading article…
国際原子炉革新的安全計画（IRIS）は、企業、研究所、大学からなる国際チームによって作成され、ウェスチングハウスが調整する第4世代原子炉の設計です。IRISは、原子力発電の新たな市場を開拓し、第3世代原子炉から第4世代原子炉技術への橋渡しとなることが期待されています。この設計はまだ原子炉の出力に特化していません。注目すべきことに、335 MWの出力が提案されていますが、100 MWまで低く調整することも可能です。[ 1 ]
IRISは、加圧水型原子炉（PWR）の小型設計であり、原子炉冷却システム一体型レイアウトを採用しています。つまり、蒸気発生器、加圧器、制御棒駆動機構、および原子炉冷却ポンプはすべて原子炉圧力容器内に配置されています。そのため、出力は低いものの、通常のPWRよりも圧力容器が大きく、そのサイズはABWRとほぼ同等です。
これらの設計目標の多くは、ブッシュ政権が立ち上げたGNEPプログラムの目標と一致している。国際的に広く受け入れられれば、IRISはGNEPの非常に重要な部分を占め、利用国にとって新たな発電所の選択肢となる可能性がある。
このプロジェクトには世界中の多くの組織が参加しており、主な貢献者の一覧は以下のとおりです。
冷却システムは、加圧器、蒸気発生器、および原子炉冷却ポンプ（RCP）で構成されています。これらはすべて原子炉圧力容器内に設置されており、非常に小さく短いループを形成して一次冷却システムを構成しています。各構成要素の相対的な位置については、右の図を参照してください。
通常の加圧水型原子炉（PWR）とは異なり、加圧器は独立した容器に収められて一次側に接続されているのではなく、圧力容器自体の上部に位置しています。水位はあらかじめ設定された値に設定されており、加圧器内の噴霧器やボイラーを用いて圧力と水位を制御します。この方式の特筆すべき点は、加圧器の容積が既存の原子炉よりもはるかに大きいため、事故発生時にも圧力を一定に保つことができる点です。
二次側（蒸気に変換されてタービンで使用される水）の水は、蒸気発生器の下部から入り、らせん状のコイルを通って上部へと上昇します。蒸気発生器は一貫式で、二次側チューブの圧力は二次側チューブよりも高くなっています（チューブ内では沸騰は起こりません）。二次側水は蒸気発生器チューブの端部でフラッシュ蒸発し、蒸気管を通って排出されます。蒸気発生器は8基あり、蒸気管と給水管もそれぞれ8本ずつあります。
RCP（冷却ポンプ）を容器内部に設置するという決定は、かなり革新的なものでした。一般的なPWR（加圧水型原子炉）では2基または4基であるのに対し、8基の独立したRCPが存在するため、1基のポンプが故障した場合、そのポンプを停止して隔離することができ、次の定期点検まで修理作業を行う必要がありません。
過去には、IRISに高濃縮ウランを使用することでサイクル寿命を延ばすことが提案されていたが、現在の設計では、現行の原子力発電所で使用されているものと同じ4.95%濃縮ウランを使用することになっている。燃料の寿命は3～3.5年で、停止期間中は炉心の半分が再装荷される。この長寿命は、比較的低出力の発電所を非常に大きな炉心で稼働させることで実現されている。
反応性は、制御棒と可燃性毒物によってほぼ完全に制御されます。これにより、一次水にホウ素を添加する必要がなくなり、植物の生育にとって大きな利点となります。
IRISの格納容器は球形で、直径は約22～27メートルとなる予定です。これは、一般的な600MW級加圧水型原子炉（PWR）の高さ58メートル、直径40メートルと比較するとかなり小さい値です。さらに、格納容器の3分の2は地下に設置されるため、設置面積が非常に小さいことに加えて、さらに低層化されます。格納容器は一般的な原子炉よりも小型ですが、最大圧力はより高い値となるため、コストは増加します。
新しいIRIS設計の利点のほとんどは安全性に関するものですが、ウェスチングハウス社は、IRISは競争力のある価格で電力を供給できるとも主張しています。
規模の経済性により、現代の原子力発電所は、欧州加圧水型原子炉（EPR）のように、より大きな出力で建設される傾向があり、EPRは新しい発電所で出力を1600MWまで拡大している。一方、IRISは、主に発展途上国など、電力網が非常に大規模ではない国々での使用を想定して設計されている。個々の発電所の出力と電力網全体の規模との比率に制約があるため、電力網規模の一定割合を超える発電所は、そのような状況では実現不可能となる。
簡素化と安全性の向上により、ウェスティングハウス社は、その規模にもかかわらず、分析の結果、目標とする総電力コストは約4セント/kWhと見積もられたと考えています。出力が小さく物理的なサイズも小さいため、複数ユニットのサイトを効率的に運用できると予想され、ウェスティングハウス社は、3ユニットのサイトを最大3億ドルのキャッシュアウトフローで9年以内に建設できると見積もっています。例えば、複数ユニットのサイトのすべてのユニットを制御できる制御室が1つだけで済むことが、コスト削減の1つとなります。
経済的なメリット以外にも、IRISには以下のような利点があります。
第3世代原子炉と比較すると、さらなる投資と研究が必要となる革新技術が数多く存在する。原子炉のあらゆる利点は、実際に発電所が建設されるまで証明できない。