小型モジュール式原子炉の設計一覧

2021年、海南省の長江原子力発電所敷地内でACP100の建設が開始されました。 ^{[ 72 ]}これに先立ち、2019年7月、CNNCは年末までに実証用のACP100 SMRの建設を開始すると発表しました。^{[ 73 ]} ACP100の設計は2010年に開始され、2016年に国際原子力機関によって承認された同種のSMRプロジェクトとしては初めてとなりました。 ^{[ 74 ] [ 75 ]} これは、内部冷却システムを備えた完全統合型原子炉モジュールで、燃料交換間隔は2年、出力は385MWt 、出力は約125MWeです。^{[ 76 ]} 125MWeの加圧水型原子炉（PWR）は玲瓏一号とも呼ばれ、発電、暖房、蒸気生成、海水淡水化など複数の目的に設計されています。^{[ 77 ] [ 78 ]}   

ARC-100は、アイダホ州の実験増殖炉II の30年間の成功運転を基にした、出力100MWeのナトリウム冷却高速中性子束プール型金属燃料原子炉です。ARC Nuclearは、既存のCANDU施設を補完する目的で、 GE Vernova Hitachi Nuclear Energyと提携して、カナダでこの原子炉を開発しています。 ^{[ 8 ]}

インドは2024年に、Bharat Small Modular Reactor と呼ばれるSMR設計を開発する意向を発表した。^{[ 79 ] [ 80 ]}

アルゼンチン原子力委員会（CNEA）とINVAPによって開発されたCAREMは、 100MWまたは25MWの電力出力を持つように設計された、簡素化された加圧水型原子炉（PWR）です。これは一体型原子炉であり、一次冷却系回路は原子炉容器内に完全に収容されています。  

燃料は濃縮度3.4%の酸化ウランです。一次冷却システムは自然循環を使用するため、ポンプは不要で、事故時でも炉心溶融に対する固有の安全性が確保されます。一体設計により、冷却材喪失事故（LOCA）のリスクも最小限に抑えられます。燃料交換は年1回必要です。^{[ 81 ]}現在、このタイプの最初の原子炉は、ブエノスアイレス州北部のサラテ市近郊で建設中です。

コペンハーゲン・アトミックス廃棄物燃焼炉は、デンマークの溶融塩技術企業であるコペンハーゲン・アトミックス社によって開発されました。コペンハーゲン・アトミックス廃棄物燃焼炉は、単一流体、重水減速、フッ化物ベース、熱スペクトル、自律制御の溶融塩炉です。これは、気密性の高い40フィートのステンレス鋼製輸送コンテナ内に収まるように設計されています。重水減速材は塩から熱的に絶縁され、連続的に排水され、50  ℃以下に冷却されます。溶融リチウム7重酸化物（⁷ LiOD）減速材バージョンも研究されています。この原子炉は、使用済み核燃料から分離されたプルトニウムを第一世代原子炉の初期核分裂性負荷として使用するトリウム燃料サイクルを利用し、最終的にはトリウム増殖炉に移行します。^{[ 82 ]}

ENHSは、鉛（Pb）または鉛ビスマス（Pb-Bi）冷却材を使用する液体金属原子炉（LMR）です。Pbは、一般的に使用される他の冷却材金属であるナトリウムよりも沸点が高く、空気や水に対して化学的に不活性です。課題は、特に高温において、PbまたはPb-Bi冷却材と適合する構造材料を見つけることです。ENHSは、冷却材とタービン蒸気に自然循環を採用しているため、ポンプは不要です。また、負荷追従型発電設計による自律制御設計を採用しており、熱電変換​​効率は42%以上です。燃料はU-ZrまたはU-Pu-Zrのいずれかで、²³⁹11%のPuまたは²³⁵Uは13%

冷却材が固まるほど十分に冷えるまでは、少なくとも現場での保管が必要であり、核拡散に対して非常に耐性がある。しかし、原子炉容器は 冷却材を入れた状態で300トンの重さがあり、輸送に多少の困難が生じる可能性がある。^{[ 83 ]}

Flibe Energyは、液体フッ化物トリウム原子炉（LFTR）技術（溶融塩原子炉の一種）に基づく小型モジュール式原子炉の設計、建設、運用を行うために設立された米国を拠点とする企業です。「 Flibe」という名前は、 LFTRで使用されるリチウムとベリリウムのフッ化物塩であるFLiBeに由来しています。当初は20 ～ 50MW （電気）バージョンが開発され、その後100MWeの「ユーティリティクラス原子炉」が開発される予定です。^{[ 84 ]}組み立てライン建設が計画されており、「発電が必要な場所に全国に分散配置できる移動式ユニット」が生産されます。当初、同社は遠隔地の軍事基地に電力を供給するためのSMRの生産に注力しています。^{[ 85 ]} Flibeは、核融合炉の一次冷却材として、またDT原子炉用のトリチウム燃料の増殖材としても提案されています。  

HTR -PMは、以前のHTR-10プロトタイプ原子炉を部分的にベースとした、高温ガス冷却（HTGR）ペブルベッド型第4世代原子炉です。 ^{[ 86 ]} 原子炉ユニットの熱容量は250MWで、2基の原子炉が1基の蒸気タービンに接続され、210MWの電力を生成します。^{[ 86 ]}その潜在的な用途には、超臨界石炭火力発電所の直接代替が含まれます^{[ 87 ] [ 88 ]。}また、その熱は、海水淡水化、水素製造、または産業におけるその他の幅広い高温用途に使用できます。^{[ 89 ]}  

ロスアラモス国立研究所のプロジェクトの商用版であるハイペリオンパワーモジュール（HPM）は、鉛-ビスマス冷却材を使用するLMR（低質量回転炉）です。出力は25MWeで、 ^235の 損失は20%未満です。ウラン濃縮。原子炉は密閉容器であり、工場に無傷で運ばれ、工場で燃料交換のために無傷で取り出されるため、核拡散の危険性が低減される。各モジュールの重量は50トン未満である。能動的および受動的な安全機能を備えている。^{[ 90 ] [ 91 ]}

IMSRプラントは、カナダのオークビルに拠点を置く Terrestrial Energy [ 92 ] が開発している 2x195 MWe / 2x442 MWt SMR プラント設計です。原子^炉は、既存 の 2 つの設計、変性溶融塩原子炉 (DMSR) と小型モジュール式先進高温原子炉 (smAHRT) をベースにした独自の溶融塩原子炉設計です。どちらの設計もオークリッジ国立研究所によるものです。IMSR® の重要な技術は、一次原子炉コンポーネント、減速材、一次熱交換器、ポンプを密閉交換可能な容器である IMSR® コアユニットに統合し、7 年ごとに交換することです。これにより、黒鉛減速材と溶融塩の使用に伴う材料寿命の課題が解決されます。    

熱スペクトル、黒鉛減速、フッ化物溶融塩炉は、溶融フッ化物ベースの塩に溶解した標準分析（U235が5%未満）の低濃縮ウラン（LEU）を燃料としています。これは、標準分析LEU燃料を使用する第4世代クラスの唯一の原子炉です。標準燃料の使用は、認可の容易化と国際的な承認につながります。カナダ原子力安全委員会（CNSC）は、2023年4月にIMSRプラント設計の事前認可ベンダー設計レビュー（VDR）を完了しました。^{[ 93 ]}

ウェスチングハウスと原子力エネルギー研究イニシアチブ（NERI）が主導する国際コンソーシアムによって開発されたIRIS -50は、発電容量50MWeのモジュール式加圧水型原子炉（PWR）である 。冷却材には自然循環方式を採用している。燃料は、5%濃縮のウラン酸化物（^{²³⁵）である。}燃料交換なしで5年間稼働できるU。濃縮度を高くすれば燃料交換期間を長くできるかもしれないが、ライセンスの問題が生じる可能性がある。Irisは高圧格納容器設計の一体型原子炉である。^{[ 90 ] [ 94 ]}

ロシアの砕氷船向け原子力電源の設計を基に改良されたKLT-40は、実績のある市販の加圧水型原子炉（PWR）システムを採用している。冷却システムは、通常運転時は加圧水の強制循環を利用するが、緊急時には自然対流も使用可能である。燃料は低濃縮ウランの上限である20%以上に濃縮することができ、核不拡散上の問題を引き起こす可能性がある。原子炉には、緊急給水システムを備えたアクティブ（作動と電力が必要）安全システムが搭載されている。燃料交換は2～3年ごとに必要となる。^{[ 95 ]}最初の例は、2010 年 7 月に進水した 21,500 トンの船、アカデミック・ロモノソフです。アカデミック・ロモノソフの建造は、2018 年 4 月にサンクトペテルブルクの造船所で完了しました。2019 年 9 月 14 日、同船はチュコトカ地方の恒久的な場所に到着し、そこで熱と電力を供給し、閉鎖される予定の旧 EGP-6 設計の SMR を使用するビリビノ原子力発電所に取って代わります。 ^{[ 96 ]}アカデミック・ロモノソフは 2019 年 12 月に運用を開始しました。 ^{[ 97 ]}

バブコック・アンド・ウィルコックス（B&W）のmPowerは、一体型PWR小型モジュール炉（SMR）です。原子炉用の原子力蒸気供給システム（NSSS）は既に組み立てられた状態で現場に到着するため、建設作業はほとんど必要ありません。各原子炉モジュールは約180MWeの発電能力を持ち、連結することで1つの大型原子力発電所に相当する発電能力を持つことができます。B&Wは、原子力規制委員会（NRC）に設計承認の意向書を提出しました。^{[ 98 ]}バブコック・アンド・ウィルコックスは2013年2月20日、テネシー州オークリッジにあるTVAのクリンチリバーサイトにmPower小型モジュール炉を建設するための許可申請をテネシーバレー公社と契約したと発表しました。^{[ 99 ] [ 100 ]} 

2017年3月、ベクテル社は最初の原子炉用地を提供する電力会社と投資家が見つからなかったことを理由に、開発プロジェクトを中止した。^{[ 101 ] [ 102 ]}

元々はエネルギー省とオレゴン州立大学の研究プロジェクトであったが、開発とマーケティングは大学の公的パートナーであるNuScale Power社に引き継がれた。NuScale Power社は、2025年時点で米国で初めてSMR設計のNRC設計認証を取得した企業である。^{[ 103 ] NuScale Power Module（NPM）は、 235の}軽水炉（LWR）である。U燃料濃縮度は5%未満です。燃料交換期間は2年です。^{[ 104 ]}各モジュールの電気出力は77  MWe（総出力）で、NuScale発電所は1～12モジュールに拡張でき、サイト出力は924 MWeになります。同社は当初、2018年までに発電所を稼働させることを望んでいました。^{[ 90 ] [ 105 ]} NRCは現在、VOYGR（600 MWe）、VOYGR-4（308 MWe）、VOYGR-6（462 MWe）の3つのNuScale発電所設計を承認しており、これらは2025年時点で米国/NRCが承認した唯一の発電所です。^{[ 106 ] [ 107 ]} NuScaleは、より大型の924 MWe設計（VOYGR-12）についてNRCの承認を求めています。

OPEN100は、エネルギーインパクトセンターが開発したSMRプロジェクトで、100MWe加圧水型原子炉の初のオープンソース設計図を公開しました。このプロジェクトは、原子力発電所の建設を標準化してコストと期間を削減することを目的としています。設計によると、発電所は3億ドルでわずか2年で建設できます。また、これはテンプレートであり、プラスマイナス20%のコスト予測でサイト固有の変更が可能です。^{[ 108 ]}原子炉は、電力会社または民間企業のいずれかによって開発できます。^{[ 42 ]}ナイジェリアのトランスコープ・エナジーは、 2021年7月に、国内初の原子炉を建設するためにOPEN100モデルを使用することに合意しました。 ^{[ 109 ]}

ペブルベッド型モジュール炉（PBMR）は、1950年代に初めて提案され、1960年代にドイツで実用化された設計の近代化版です。黒鉛と炭化ケイ素でコーティングされた球状の燃料要素を使用し、その中に最大10,000個の二酸化ウラン（UO₂）を含むTRISO粒子が充填されています。₂ ) および適切な不動態化層と安全層。ペブルは、約 450,000 個の「ペブル」で構成される原子炉炉心に配置されます。炉心の出力は 165 MWe です。非常に高い温度 (900 °C) で運転され 、主冷却材として希ガスであるヘリウムを使用します。ヘリウムは構造材や核物質と反応しないため使用されます。熱は蒸気発生器またはガスタービンに伝達され、ランキン (蒸気) サイクルまたはブレイトン (ガスタービン) サイクルのいずれかを使用できます。 ^{[ 90 ] [ 110 ]}南アフリカは 2010 年に PBMR の開発への資金提供を打ち切り、プロジェクトを無期限に延期しました^{[ 43 ]} ); プロジェクトに携わっていたエンジニアや科学者のほとんどは、米国、オーストラリア、カナダなどの国に海外へ移住しました。 ^{[ 111 ]}

ゼネラル・エレクトリック（GE）の経済簡略化沸騰水型原子炉（ESW-R）設計に基づくNMRは、出力50MWeの自然循環式SMRです。NMRは、従来のBWRに比べて原子炉圧力容器がはるかに短くなっています。冷却蒸気がタービンを直接駆動するため、蒸気発生器は不要です。自然循環方式を採用しているため、冷却ポンプは不要です。原子炉は、負のボイド係数と負の温度係数の両方を有しています。燃料には、放射能^{235の酸化ウランを使用します。} ウラン濃縮度5%で、10年間燃料交換の必要がない。二重受動安全システムには、重力駆動式水噴射と格納容器冷却システムが含まれており、重大事故の場合の長時間の停電に耐えることができる。NMRでは使用済み燃料の一時的なオンサイト保管が必要となり、モジュール設計であってもかなりの組み立てが必要となる。^{[ 112 ] [ 113 ]}

Last Energyは、小型モジュール式原子力発電プロジェクトの総合開発企業であり、建設期間とコストを劇的に削減することで原子力発電業界を変革することを目指しています。

同社の最初の製品であるPWR-20は、すべてのモジュールが標準的な輸送コンテナ内に収まる完全モジュール式のSMRです。加圧水型原子炉（PWR）技術を採用し、20MWeの出力を供給し、空冷式です。^{[ 114 ]}水源から離れた場所に設置でき、設置面積がサッカー場とほぼ同じであることから、分散型エネルギー利用者をターゲットとしています。^{[ 115 ]}

The company says it will cost under $100 million and be deployed in approximately 24 months.^[116] Recently Last Energy announced $19 Billion worth of deals in Europe^[117] after constructing their demonstration unit in Texas.^[44]

The Gas Turbine Modular Helium Reactor (GTMHR) is a General Atomics project. It is a helium gas cooled reactor. The reactor is contained in one vessel, with all of the coolant and heat transfer equipment enclosed in a second vessel, attached to the reactor by a single coaxial line for coolant flow. The plant is a four-story, entirely above-ground building with a 10–25 MWelectrical output. The helium coolant doesn't interact with the structural metals or the reaction, and simply removes the heat, even at extremely high temperatures, which allow around 50% efficiency, whereas water-cooled and fossil fuel plants average 30–35%. The fuel is a uranium oxide coated particle fuel with 19.9% enrichment. The particles are pressed into cylindrical fuel elements and inserted into graphite blocks. For a 10 MWe plant, there are 57 of these graphite blocks in the reactor. The refueling period is six to eight years. Temporary on-site storage of spent fuel is required. Proliferation risks are fairly low, since there are few graphite blocks and it would be very noticeable if some went missing.^[118]

Rolls-Royce is preparing a close-coupled three-loop PWR design, sometimes called the UK SMR.^[119][120] The power output was originally planned to be 440 MWe, later increased to 470 MWe, which is above the usual range considered to be a SMR.^[121][122] A modular forced draft cooling tower will be used.^[122] The design targets a 500-day construction time, on a 10 acres (4 ha) site.^[120][123] Overall build time is expected to be four years, two years for site preparation and two years for construction and commissioning.^[124] The target cost is £1.8 billion for the fifth unit built.^[125]

設計開発コンソーシアムは、さらなる開発を支援するために英国政府の資金を求めている。^{[ 126 ]}  2017年、英国政府はSMRの研究開発を支援するために3年間で 最大5600万ポンドの資金を提供した。 ^{[ 127 ]} 2019年、政府は 産業戦略チャレンジ基金からさらに1800万ポンドを開発に投入することを約束した。^{[ 128 ]} 2021年11月、英国政府は 設計のさらなる開発のために2億1000万ポンドの資金を提供し、ロールス・ロイス・グループ、BNFリソーシズUKリミテッド、エクセロン・ジェネレーション・リミテッド による1億9500万ポンドの投資によって一部が補われた。^{[ 129 ] [ 130 ]}彼らは最初のユニットが2030年代初頭に完成すると予想している。^{[ 131 ]}

中央電力工業研究所（CRIEPI）が設計した4Sは、工場で製造され、現場での建設作業がほとんど必要ない、極めてモジュール化された設計です。これはナトリウム（Na）冷却原子炉で、U-ZrまたはU-Pu-Zr燃料を使用します。この設計は、可動式中性子反射器に依存して、10年から30年にわたって定常出力レベルを維持します。液体金属冷却材により電磁（EM）ポンプの使用が可能になり、緊急時には自然循環が使用されます。^{[ 90 ] [ 132 ]}

安定塩炉（SSR）は、モルテックス・エナジー社が提案した原子炉設計です。^{[ 133 ]}これは溶融塩炉技術における画期的な進歩であり、原子力発電をより安全、安価、かつクリーンにする可能性を秘めています。原子炉炉心と非原子力建屋を含むモジュール式の設計により、大規模な展開を迅速に行うことができます。この設計では、従来の燃料集合体に静的燃料塩を使用するため、高放射性流体のポンプ輸送に伴う多くの課題を回避し、同時に既存の多くの国際規格にも準拠しています。標準的な原子力認証鋼を使用することで材料に関する課題も大幅に軽減され、腐食のリスクも最小限に抑えられています。

定格出力300MWeのSSR廃棄物燃焼型SSR-Wは 現在、カナダ原子力安全委員会（CNSC）によるベンダー設計審査（VDR）の手続きを進めている。^{[ 93 ]}

ウェスチングハウス社のSMR設計は、225MWeの発電を目的としたAP1000原子炉の縮小版である 。2013年12月に米国エネルギー省のSMR商業化プログラムによる資金提供を2度目に逃し、SMR技術の「顧客がいない」ことを理由に、ウェスチングハウス社は2014年1月に同社のSMRのさらなる開発から撤退すると発表した。SMR開発に専念していたウェスチングハウス社のスタッフは、同社のAP1000に「再優先」された。^{[ 67 ]}

2023年5月4日、ウェスチングハウスはAP1000をベースにした300MWeの単ループ加圧水型原子炉であるAP300を発表した。設計認証は2027年までに取得され、その後、サイト固有のライセンス取得と10年後の建設開始が予定されている。^{[ 7 ]}

• 原子力エネルギー・科学技術局（2001年5月）「小型モジュール式原子炉に関する議会報告書」（PDF）。米国エネルギー省。 2011年7月16日にオリジナル（PDF）からアーカイブ済み。