ML-1

ML-1は、1961年から1965年にかけてアメリカ陸軍の原子力発電プログラムの一環として建設された実験用原子炉である。この原子炉は、軍隊を各地に輸送し、指揮・通信センター、避難病院、補給所、レーダーや兵器システムに電力を供給することができるトラック搭載型の原子力発電所を提供することを目的としていた。^{[1] : 99}

この計画の他の7基の原子炉とは異なり、この原子炉は蒸気タービンを使用せず、代わりに315ポンド/平方インチ（2,170 kPa）の窒素冷却剤を使用して閉サイクルガスタービンを駆動した。この原子炉は、出口温度1,200°F（649°C）で3.3MWの_熱と400kWの軸馬力を生成するように設計された。 ^[2]

窒素密閉サイクルガスタービンのコンセプトは強力でしたが、設計は期待に応えられず、数回の大規模な改修と合計で数百時間のテストが完了しただけで、1965 年に ML-1 の閉鎖とともに放棄されました。同様のコンセプトは、PBMRプログラムの一部として、その派生として最近提案されました。

1964年の経済分析では、ML-1を購入して10年間運用する場合の総コストは、通常の燃料コストで同等のディーゼル発電所の約10倍になると結論付けられました。^[3]

比較的不活性なガスである窒素を、ガスタービンの圧縮機とタービン段の間に介在する核分裂熱源を備えた閉ループで使用する閉サイクル ガスタービンの基本概念は、当時も現在も非常に強力です。

そのため、原子力委員会は、そのような原子炉が陸軍のニーズを満たす可能性があると考え、陸軍は興味を持ち、設計と製造のプロセスが始まりました。

ML-1 の設計は、顧客である陸軍の要件に基づいて行われました。陸軍は、航空機で輸送可能なタービン (軽量で、貨物コンテナサイズ) を希望しており、主契約者であるAerojet-General Nucleonics のエンジニアは、珍しい設計選択を行うことになりました。

運転中は500フィート（150メートル）の人員立ち入り禁止区域を設けるため、広範囲にわたる遮蔽は省略され、復熱装置などの効率向上装置が組み込まれ、熱量を最適範囲内に保つために断熱材が指定され、複雑な制御システムと複雑なコアが実装され、この用途のために完全に新しいガスタービンが設計され、作動流体である窒素が9標準気圧（910 kPa）に圧縮されました。

設計仕様は目標を達成し、プラントは（書類上では）稼働し、陸軍の要件に従って輸送可能でした。

ML-1 は仕様どおりに製造されましたが、仕様に合わない材料が含まれていたことが後になって判明しました (一部の配管に指定されたステンレス鋼合金、グレード316L は、いくつかの場所で組成中のクロムが不十分で、腐食しやすい状態でした)。ただし、これは納品された製品ではすぐには明らかではありませんでした。

ML-1は1962年9月21日に初めて発電所として稼働し、わずか数キロワットの電力を生産した。1963年2月28日に初めてフルパワーに達した^{[1] ：100。} 3月4日、最初の100時間の高出力テストの後、冷却ガスが減速材水に漏れていることが発見された。発電所は解体され、再建され、1964年春にオンラインに戻った^{[1] ：101。}

ML-1 は動作しましたが (仕様どおりには動作せず、指定された電気出力の 66% のピーク出力しか達成できませんでした)、動作に至るまでに多くの大きな問題がありました。センサーの誤測定による急速なシャットダウンが頻繁に発生し、システムの核以外のコンポーネントに関する実際の機械的問題は、ある程度の損傷が発生するまで検出されないことが多かったです。公平かどうかは別として、ML-1 は陸軍上層部からある程度「不良品」と見なされるようになり、ベトナム戦争による予算削減により 1965 年に完全に停止しました。

ロドニー・アダムスは1996年のAtomic Insightsの記事で、ML-1の設計と実装は、他の機能的な設計が完成する前に、先進的で高効率で簡単に輸送できる密閉サイクル窒素ガスタービンを製作するという決定によって欠陥があったと主張している。^[4]

アダムズは、ML-1の設計者が、効率を高めるために不必要な復熱装置を追加したこと、実世界では実証されていないカランドリアベースの水管核分裂熱源を使用したこと、スペースを節約するために圧縮機の入口で9気圧を使用したが大気圧用に設計されたものではなく特注のタービンが必要になったこと、効率を高めるためにガス配管内に絶縁箔を配置したこと（後に箔が破片で閉ループを汚染し、エンジニアに剥離の問題を引き起こした）、商業的に実証された航空機や発電由来のタービンを使用する代わりに特注の初めてのコンポーネントを使用したことなど、いくつかの誤った決定を下したと述べている。^[4]

• 陸軍原子力プログラム - 米陸軍工兵隊本部での実験炉のバーチャル展示
• [1] ML-1設計報告書（1960年）
• [2] 輸送可能性調査：ML-1原子力発電所（1960年）
• [3] ML-1原子力発電所のフルパワーおよび限定耐久テスト（1964年）
• [4] 陸軍ガス冷却原子炉システム計画四半期進捗報告書（1963-1964年）
• [5] ML-1原子炉の移設（1965年）、ML-1を試験場所から近くの別の場所へトラックで移動させる様子と写真の説明
• [6] ML-1プログラムの説明と歴史、原子力委員会認可法（1966年）より
• ML-1 移動式原子力発電所 ML-1 に関する原子力委員会のドキュメンタリー
• ML-1 の目的と問題の説明。