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小型モジュール炉（SMR ）は、定格出力が300メガワット（MW e）未満の新興の核分裂炉であり、大型軽水炉と比較して、モジュール設計の原理を使用して建設の合理化と拡張性の向上を実現しています。[ 1 ] [ 2 ]多くのSMR設計は、工場で製造され、プレハブモジュールとして設置場所に輸送されることを想定していますが、柔軟な複数ユニット構成用に設計されているものもあります。[ 1 ]
SMRという用語は、物理的なサイズ、電気容量、およびモジュール式構造アプローチを指します。[ 3 ]原子炉技術は、SMR設計によって大きく異なります。2026年3月現在、ほとんどのSMR設計は軽水炉（LWR）ですが、[ 4 ] SMRの概念には、第4世代、熱中性子炉、高速中性子炉、溶融塩炉、ガス冷却炉モデルなど、さまざまなタイプの原子炉が含まれます。[ 4 ] [ 5 ]多くのSMRには、受動安全機能も組み込まれています。[ 1 ]
商用SMRは、モジュールあたり10MWeから300MWeまでの電力出力を供給するように設計されています。[ a ]容量が10MWe未満の原子炉は、原子力マイクロリアクターとみなされます 。[ 7 ] SMRは、電力ではなく、脱塩やプロセス熱 のみを目的として設計される場合もあります。これらのSMRは、メガワット熱（MWt ）で測定されます。多くのSMR設計では、顧客が原子炉のサイズを拡大するのではなく、単にモジュールを追加して目的の電力出力を達成できるように計画されています。[ 8 ] : 53これらの原子炉は、緊急シナリオで外部電源や人間の介入なしに動作する受動安全システムによって安全性を高めることも期待されていますが、これはSMRに特有のものではなく、ほとんどの最新の原子炉設計の特徴です。SMRは、その操作がかなり単純なため、発電所の人員コストが低いとも主張されており、[ 9 ] [ 10 ]従来の原子炉の建設を阻害する財政的および安全上の障壁を回避できるとも主張されています。[ 10 ] [ 11 ]
SMRは、AIブームによってもたらされる需要を満たすためにデータセンターに電力を供給する目的で、 GoogleやMicrosoftなどのテクノロジー企業から強い関心を集めている。[ 12 ]モジュール式原子炉は、大型軽水炉と比較して建設コストと時間を削減できるだけでなく、データセンター運営者が電力網から電力を購入することなく、メーター後方のSMRからのみ電力を供給できるようになると期待されている。[ 13 ]
アメリカ原子力学会（ANS）によると、小型モジュール式原子炉の概念は1950年代に遡るが、「小型モジュール式原子炉」という用語が一般的に使われるようになったのは1970年代後半である。[ 14 ]それ以来、SMRの定義はやや議論の的となっている。[ 15 ]
ジョン・ファビアンは、Nuclear Newswireに寄稿した記事の中で、2026 年、2011 年頃までは「SMR」という略語は「小型モジュール式原子炉」または「小型中型原子炉」のいずれかを指していたと述べている。ファビアンによれば、「今日『SMR』が使われている方法は一貫しておらず、設計に依存しているようだ」。[ 3 ] 例えば、2026 年現在、米国原子力規制委員会 (NRC) は、SMR を 300 MW e未満の軽水炉のみと定義しており、非 LWR 設計は「先進原子炉」とみなされている。[ 3 ] [ 16 ]同時に、世界原子力協会は、モジュール技術で設計されている限り、 300 MW e未満の原子炉を SMR と定義している。 [ 4 ]ファビアンによれば、出力に基づいて原子炉を SMR と分類することは一貫しており、300 MW e未満の原子炉はSMR に分類されている。[ 3 ]
2023年現在、原子力業界では、SMRは低出力（ 300MW e未満）を目的に設計され、個々のコンポーネントまたはアセンブリ全体にモジュール設計が適用された原子炉として定義されるという幅広い合意が得られている。[ 2 ]
2026年現在稼働中のSMRを建設することに成功したのは中国とロシアだけである。[ 17 ] [ 18 ]ロシアは2020年から極東（ペベク）の浮体式原子力発電所「アカデミック・ロモノソフ」を商業運転している。 [ 19 ]中国のペブルベッド型モジュール式高温ガス冷却炉HTR-PMは2021年に送電網に接続された。[ 20 ]
2025年現在、モジュール式原子炉の設計は127件あり、そのうち7件は稼働中または建設中で、51件は事前認可または認可手続き中で、85件の設計者が潜在的な敷地所有者と協議中である。[ 21 ]
小型モジュール式原子炉は2000年代に再び注目を集めたが、目新しい概念ではなく、何十年も前から開発が進められてきた。[ 22 ]
小型原子炉は、 1950年代から原子力船舶推進のために軍事用途に使用されてきた。[ 23 ] 2025年時点で最大の海軍原子炉の熱出力は700MWt（A1B原子炉）と推定されており 、一部の大型SMRプラント設計と同等の容量である。海軍の原子力原子炉は、優れた安全性の実績を持っている。公開情報によると、米海軍の海軍原子炉プログラムは、60年間の運用期間中にメルトダウンや放射性物質の放出に見舞われたことは一度もない。2003年、フランク・ボウマン提督は、そのような事故は一度も発生していないと証言し、海軍の主張を裏付けた。[ 24 ]原子力貨物船4隻と原子力砕氷船9隻を含む、いくつかの原子力商用船も建造されている。[ 6 ]
米国原子力委員会の原子炉開発部長であるローレンス・R・ハフスタッドは、遠隔地で使用するための小型で安価な可搬式原子力発電パッケージの建設を提案した。[ 25 ] [ 26 ]オークリッジ国立研究所（ORNL）の研究部長であるアルビン・M・ワインバーグは、1952年にハフスタッドの提案を支持する文章を書き、海軍の原子炉が原子力発電パッケージ開発の基礎となり得ると付け加えた。彼は、遠隔地に多数の小型原子炉を建設することで、原子力産業の設立に伴う財政的リスクを軽減できると示唆した。[ 25 ]
原子力エネルギー産業の設立において、パワーパッケージ方式を採用する主な利点は、ごく少数の巨大な発電設備ではなく、比較的多数の小型発電設備に技術が依存する点にある。そのため、業界は最初から大当たりを狙うのではなく、少しずつ事業に参入し、各段階でリスクを財務能力に見合ったものにすることができる。
—アルビン・ワインバーグ、「より小型でより多くの原子炉が求められる」、ニュークレオニクス（1952年11月号）
1954年から1977年にかけて、米陸軍は陸軍原子力発電計画の一環として、小型地上原子炉で軍事施設に電力を供給する実験を行った。[ 4 ]そのような原子炉の1つの予備設計は、ワインバーグの監督の下、ORNLによって作成された。[ 27 ]陸軍の原子炉の1つであるPM-2Aは、建設コストを削減するためにプレハブモジュールを広範囲に利用していることが注目された。[ 28 ]
軍用小型原子炉は、商用小型モジュール炉（SMR）とはかなり異なります。歴史的に、軍は原子炉の動力源として、SMRで使用される低濃縮ウラン（LEU）燃料ではなく、高濃縮ウラン（HEU）に依存してきました。これは、潜水艦の原子炉はスペースが非常に限られており、民生用原子炉よりも高い出力密度を必要とするためです。[ 23 ]また、多くの海軍原子炉は、燃料交換なしで10年以上稼働しています。[ 23 ]
米国で建設された初期の陸上原子炉は、60 MW のシッピングポート原子力発電所や 250 MW のインディアン ポイント 1 号機など、比較的小規模でした。しかし、これらの原子炉は規模の経済を利用するために、大規模な中央発電所にスケールアップされることを意図していました。最初の原子力実証実験が成功した直後、電力会社は小規模ユニットからの運用経験を得る前に、プラントのスケールアップを競いました。[ 29 ]： 28-29従来の工学的常識では、システムは 2 倍にスケールアップすべきであるとされていますが、1000 MW を超える容量の多くの原子力発電所が発注され建設される頃には、250 MW を超える原子炉は稼働していませんでした。[ b ]原子力発電所は以前は実質的に標準化された設計として設計されていましたが、運用上の問題の増加と新しい安全要件により、プラントは「唯一無二」の設計として設計および建設されるようになり、コスト、建設、およびライセンスの問題がさらに増加しました。[ 29 ]原子炉の発注はすぐに急激に減少し、1974 年以降に発注されたプラントは、ワッツ バー 2 号機を除いて、どれも建設されなかった。原子力産業は、その後の数十年間、既存の大型原子炉の最適化に注力し、平均設備利用率は 2000 年代半ばまでに 50% から 90% に上昇した。[ 8 ]
1982年、電力研究所（EPRI）は、大型軽水炉の代わりに、より小型で資本集約度の低い、本質的に安全な原子炉を設計することを推奨する研究を実施した。当時、エネルギー分析研究所の所長であったワインバーグは、本質的に安全な原子炉に関する関連研究を実施した。この研究は、そのようなシステムは可能であると結論付け、400 MWのスウェーデン式プロセス本質究極安全（PIUS）と100 MWのアメリカ式モジュール式高温ガス冷却炉（MHTGR）の設計を最も本質的に安全なものとして選択した。[ 29 ]この頃、複数の高温ガス冷却炉が、複数のモジュール式低出力原子炉から大規模な発電所を建設する目的で設計されていた。[ 30 ]原子炉容器がホウ酸水の大きなプール内に位置するPIUS原子炉[ 31 ]と、ゼネラル・アトミックス社のMHTGRの堅牢なTRISO燃料は、その後のSMR設計の特徴に影響を与えた。英国、フランス、ドイツでは同時期にいくつかの小型プレハブ式原子炉設計が開発されたが、いずれも建設されなかった。EPRIの研究は、エネルギー省（DOE）の先進軽水炉プログラムにもつながり、その結果、600 MW級の軽水炉2基、ゼネラル・エレクトリック社のABWRと後のSBWR、およびウェスチングハウス社のAP-600設計が開発された。しかし、これらは後にESBWRとAP-1000原子炉へと大幅にスケールアップされた。[ 29 ] 2基のAP-1000原子炉は後にヴォーグル3号機と4号機として建設され、 遅延とコスト超過のため合計300億ドルの費用がかかった。
DOEはまた、先進液体金属原子炉プログラムを実施し、1980年代から1990年代にかけてゼネラル・エレクトリック社による動力原子炉本質安全モジュール（ PRISM ）SMRの開発につながった。 [ 32 ] [ 33 ] 1400MWのPRISMプラントはそれぞれ 9つの160MW原子炉モジュールで構成され 、各モジュールは工場で製造され、鉄道で建設現場に輸送される予定だった。[ 34 ] PRISMの、工場で製造された複数のモジュールを使用して大規模な発電所を構成することと、受動安全機能を広範囲に使用することは、後のSMR設計にも引き継がれた。[ 35 ] [ 29 ] 1983年、国際原子力機関は、小型および中型原子炉の設計を調査するために、小型および中型動力原子炉プロジェクト開始調査を開始した。原子力庁は1991年に追跡調査を開始し、DOEの先進軽水炉および液体金属炉プログラムからのいくつかのものを含む、17の小型または中型原子炉コンセプトを評価した。[ 29 ]
原子炉設計に対する政府の支援は着実に減少し、1998年にはDOEに原子力開発のための予算が全く割り当てられなくなりました。しかし、1999年にDOEは原子力エネルギー研究イニシアチブ（NERI）を開始し、続いて2000年に第4世代国際フォーラム、そして2006年にはグローバル原子力エネルギーパートナーシップ（GNEP）が設立されました。NERIプログラムの結果、液体金属冷却炉やプロセス熱用に設計されたSMR、既存のLWR技術に基づくものなど、複数のSMR設計が開発されました。[ 8 ] 2001年に、遠隔地への電力供給を目的とした50MWの小型モジュール炉を調査した議会への報告書では、「SMRの開発と展開を妨げる実質的な技術的問題は見つからず、発電コストの初期推定値は、典型的な遠隔地における現在の電力供給のコストと同等か、それよりも優れている」と結論付けられました。[ 36 ] 1つのコンセプトであるIRIS SMRは、後にGNEPの下で大きな商業的関心と資金提供を受けることになり、もう1つのコンセプトであるMASLWRは、後にNuScaleのSMRの基礎となった。GNEPとその関連プログラムは、SMRの開発に対する産業界と電力会社の関心を大幅に高めることにもつながった。[ 8 ]
「小型モジュール式原子炉」という用語は、「小型中型原子炉」とは対照的に、2010年に米国エネルギー長官のスティーブン・チューがウォール・ストリート・ジャーナルの論説で「小型モジュール式原子炉」を「アメリカの新たな原子力オプション」と位置づけたことで広く使われるようになった。チュー長官は同論説で、「SMRは（現場に）到着したらすぐに『プラグアンドプレイ』できる」上に、より手頃な価格になると述べた。[ 2 ]また、バラク・オバマ大統領が新たなSMRの設計と認可プログラムに3900万ドルを要求したことも明らかにした 。[ 37 ]
しかし、当時期待されていた原子力ルネッサンスの一環として発注された原子炉はすべて大型軽水炉でした。これらのプロジェクトはほぼすべて失敗に終わりましたが、その主な原因は連邦政府の資金提供の遅れ、電力消費の伸び悩み、そして発電所の高コストと財務リスクによって悪化した2008年の金融危機でした。 [ 22 ] 2011年の福島原発事故は、原子力エネルギーへの関心を大きく失わせた一方で、SMRへの注目を高めました。2012年、DOEはSMRプログラムを本格的に開始し、その時点でSMRへの関心は大きくなっていました。[ 8 ]
規模の経済性から、原子炉は大型化する傾向があり、その規模自体が制約要因となる。さらに、1986年のチェルノブイリ原発事故は原子力産業に大きな打撃を与え、世界的な開発の中断、資金削減、原子炉の閉鎖につながった。
支持者たちは、SMRは専用工場で工業的に生産できる標準化されたモジュールを採用することで、より安価になると主張している。[ 38 ]しかし、SMRには経済的な欠点もある。[ 39 ]いくつかの研究では、SMRの総コストは従来の大型原子炉のコストと同程度であると示唆されている。さらに、SMRモジュールの輸送に関する情報は極めて限られている。[ 40 ]批判者たちは、各SMRのコストが依然として高いことを考えると、モジュール式建築は多数の同じタイプのSMRに対してのみ費用対効果が高いと述べている。[ 41 ]したがって、十分な受注を得るには高い市場シェアが必要となる。
2024年2月、欧州委員会は、 EUグリーンディールの一環として、SMR技術を脱炭素化への重要な貢献者として認めた。[ 42 ]
国際エネルギー機関（IEA）は、2050年までに世界の温室効果ガス排出量を実質ゼロにするという目標に向けて、2020年から2050年の間に世界の原子力発電量を倍増させるべきだと考えている。 [ 43 ]原子力エネルギー機関（NEA）の専門家であるアントニオ・ヴァヤ・ソレル氏は、地球温暖化対策には再生可能エネルギーが不可欠であるものの、二酸化炭素排出量を実質ゼロにするには不十分であり、原子力発電容量を少なくとも倍増させるべきだという意見に同意している。 [ 44 ]
現在世界に存在する約400基の大型原子力発電所と同じ電力を生産するには、ドイツ連邦原子力廃棄物管理安全局（BASE）は、数千基から数万基の小型モジュール炉（SMR）を建設する必要があると警告している。[ 39 ] [ 45 ]
CO 2の排出量を大幅に削減するために、まったく同じタイプの小型モジュール炉 (SMR) を複数台、工業的に大量生産し、世界中に迅速に配備する必要があります。原子力機関 (NEA) は、地球表面温度の上昇を抑制するために、 2050年までに炭素排出量をネットゼロに削減するために、研究機関、原子力産業、安全当局、政府間の協力を促進するイニシアチブ「ネットゼロのためのSMR の加速」を COP 28 で開始しました。[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]
支持者は、実証済みの技術を用いた原子力エネルギーはより安全であると主張し、原子力産業は、小型モジュール炉（SMR）は従来の大型原子炉よりも小型化することでさらに安全になると主張している。これは、原子炉のメルトダウンに関連する主な問題は、原子炉停止後に発生する崩壊熱であり、SMRは出力が低いため、この崩壊熱ははるかに低くなるためである。批判者は、小型原子炉が多数設置されると、核燃料の輸送量が増え、放射性廃棄物の発生量も増加するため、リスクが高まると述べている。[39] SMRには、安全性がまだ証明されていない新しい技術を用いた新しい設計が必要である。
SMRは、重要なシステムや材料に影響を与える腐食という明確な工学的リスクに依然として直面しています。特に、液体金属または溶融塩冷却技術を使用するSMRシステムではそうです。[ 50 ]認可プロセスと安全フレームワークの欠如により、代替SMR設計で発生する可能性のある腐食レベルを防ぐSMRは限られています。[ 50 ]
2020年まで、真にモジュール式のSMRは商業用に稼働開始されていませんでした。 [ 51 ] 2020年5月、 30MWeの原子炉2基を備えた浮体式原子力発電所の最初のプロトタイプであるKLT-40型がロシアのペベクで稼働を開始しました。[ 19 ]このコンセプトは原子力砕氷船の設計に基づいています。[ 52 ]初の商業用陸上設置型125MWe実証炉ACP100 （玲瓏一号）の運転は、2026年末までに中国で開始される予定です。[ 53 ]
SMRの導入は、社会や制度上の懸念を引き起こしている。原子力プロジェクトは政策課題であり、SMRの集中化を意味する。SMRの分散化は、柔軟なエネルギー不足の影響を受けるコミュニティに対するリスクについての批判と議論につながっている。[ 54 ]他のエネルギー源と同様に、コミュニティは取り残されており、SMRの拡大速度を考慮すると、潜在的な環境問題を評価する必要がある。[ 54 ] 2026年に、ナティクシス・コーポレート・アンド・インベストメント・バンキングは、SMRセクターはまだ商業的な現実には程遠く、エンジニアリングの野心が規制の複雑さ、資金調達の現実、産業の実行に立ち向かわなければならない段階に入っていると報告した。[ 55 ]
SMRは複数の設計で構想されている。現在の原子炉を簡略化したバージョンもあれば、全く新しい技術を採用したものもある。[ 56 ]提案されているSMRはすべて核分裂を利用しており、熱中性子炉や高速中性子炉などの設計が含まれている。
熱中性子炉は、中性子を減速するために減速材（水、黒鉛、ベリリウムなど）を使用し、一般的に235ウランは核分裂性物質として使用される。現在稼働している従来の原子炉のほとんどはこのタイプである。
高速炉は減速材を使用しません。代わりに、高濃縮ウラン（HEU）燃料を用いて高速中性子を吸収します。これは通常、炉心内の燃料配置を変更するか、異なる燃料を使用することを意味します。例：239プルトニウムは235よりも高速中性子を吸収しやすい。U。
高速炉は増殖炉としても機能する。これらの原子炉は、核分裂しない元素を核分裂する元素に変換する のに十分な中性子を放出する。増殖炉の一般的な用途は、炉心を<sup> 238</sup>の「ブランケット」で囲むことである。最も入手しやすい同位体であるウラン238 。ウランは中性子吸収反応を起こし、 239になる。プルトニウムは、燃料交換時に原子炉から取り出すことができ、その後再処理されて燃料として使用される。[ 57 ]
従来の軽水炉では、冷却材および中性子減速材として水が一般的に使用されます。[ 58 ] SMRでは、冷却材として水、液体金属、ガス、溶融塩が使用される場合があります。[ 59 ]冷却材の種類は、原子炉の種類、原子炉の設計、および選択された用途に基づいて決定されます。大型定格の原子炉では主に軽水が冷却材として使用されるため、この冷却方法はSMRに容易に適用できます。ヘリウムは、プラントの熱効率が高く、十分な量の原子炉熱を供給できるため、SMRのガス冷却材としてよく選択されます。ナトリウム、鉛、および鉛ビスマス共晶（LBE）は、第4世代SMRで研究されている液体金属冷却材です。大型定格の原子炉に関する初期の研究ではナトリウムに重点が置かれていましたが、その後SMRにも引き継がれ、液体金属冷却材として有力な選択肢となっています。[ 6 ] SMRは冷却水の必要量が少ないため、SMRを建設できる場所の数が拡大し、通常は鉱業や海水淡水化を併設している遠隔地も含まれます。[ 4 ]
ガス冷却炉の設計によっては、水を沸騰させる代わりにガスタービンを駆動し、熱エネルギーを直接利用できるものもある。熱は水素製造やその他の工業プロセスにも利用できる[ 59 ]。例えば、海水淡水化や石油誘導体の製造（オイルサンドからの石油抽出、石炭からの合成石油製造など） [ 60 ]。
SMRの設計は一般的にベースロード電力を供給することが期待されていますが、提案されている設計の中には電力需要に基づいて出力を調整することを目的としたものもあります。[ 61 ]
高温熱を供給するように設計されたSMRの場合、別のアプローチとして、熱出力を一定に保ちながら、不要な熱を補助用途に転用するコジェネレーションを採用する方法がある。地域暖房、海水淡水化、水素製造などがコジェネレーションの選択肢として提案されている。[ 62 ]
夜間の海水淡水化には、淡水が生産される時間以外の時間に水を供給するための十分な淡水貯蔵容量が必要です。[ 63 ]逆浸透膜と熱蒸発器は、海水淡水化の2つの主要な技術です。膜淡水化プロセスは、水ポンプの動力源として電気のみを使用し、2つの方法の中で最も広く使用されています。熱プロセスでは、供給水流はさまざまな段階で蒸発し、各段階の間で圧力が連続的に低下します。熱プロセスは熱エネルギーを直接使用し、熱エネルギーを電気に変換することを回避します。熱淡水化はさらに、多段フラッシュ蒸留（MSF）と多重効果淡水化（MED）の2つの主要な技術に分けられます。[ 63 ]
ドイツ連邦原子力廃棄物管理安全局（BASE）の報告書は、136種類の過去および現在の原子炉とSMRコンセプトを検討し、次のように述べている。「全体として、SMRは原子炉あたりの放射性物質量が少なく、特に簡素化と受動システムの利用拡大を通じてより高い安全レベルを目指しているため、より大きな出力の発電所と比較して、潜在的に安全上の利点を達成できる可能性がある。しかし、対照的に、さまざまなSMRコンセプトは、たとえば安全システムの冗長性や多様性の必要度に関して、規制要件の緩和も支持している。一部の開発者は、たとえば内部事故管理の分野や計画区域の縮小、あるいは外部緊急保護計画の完全な免除など、現在の要件の免除を要求することさえある。原子炉プラントの安全性はこれらすべての要因に依存するため、現在の知識の状態に基づいて、原則としてSMRコンセプトによってより高い安全レベルが達成されると断言することはできない。」[ 45 ] [ 64 ] [ 39 ]
減速材と燃料の負の温度係数により核分裂反応が抑制され、温度の上昇に伴って反応速度が低下します。[ 65 ]原子炉の停止後、崩壊熱を放散するために原子炉を継続的に冷却する必要があります。福島原発事故やスリーマイル島原発事故のように緊急冷却が失われると、原子炉内の温度が高くなりすぎてメルトダウンが発生する可能性があります。初期崩壊熱は原子炉の運転出力のごく一部であるため、SMRの運転出力が低いほど放散する必要のある熱量が少なくなり、安全性が大幅に向上します。[ 66 ]
SMRの設計によっては、故障する可能性のある冷却ポンプを排除するために、熱対流（自然循環）のみに基づく冷却システムを提案しているものもある。対流は原子炉停止後も崩壊熱を除去し続けることができる。しかし、一部のSMRでは、受動システムをバックアップするための能動冷却システムが必要になる場合があり、コストが増加する可能性がある。[ 67 ]
SMR の設計の中には、一次炉心、蒸気発生器、加圧器が密閉された原子炉容器内に統合された一体型設計を採用しているものがあります。この統合型設計により、汚染物質の漏洩を封じ込めることができるため、事故の可能性を低減できます。原子炉容器の外側に多数のコンポーネントを持つ大型原子炉と比較すると、この機能は非封じ込め事故のリスクを低減することで安全性を高めます。SMR の設計の中には、原子炉と使用済み燃料貯蔵プールを地下に設置することも想定しているものがあります。[ 68 ]
核廃棄物リサイクルの新技術は、今日の方法よりも安全で安価な代替手段となる可能性を秘めている。分割変換（P&T）として知られるこのリサイクルおよび廃棄物削減プロセスは、使用済み燃料をより小さな体積の廃棄物に減らし、放射性毒性を大幅に低減することができる。[ 69 ]
P&T（核融合・核融合）では、化学分離プロセスを用いてプルトニウムとマイナーアクチニドを抽出します。次に、特別に設計された原子炉を用いて、 超ウラン元素（ネプツニウム、プルトニウム、アメリシウム、キュリウム）の核変換を行います。最後に、核分裂反応によって残りの元素を安全に破壊します。P&Tは、発生する廃棄物の総量を削減することが期待されるため、放射性廃棄物管理の改善に貢献すると考えられています。
燃料サイクルを短縮する技術を適用した高濃縮ウラン原子炉でさえ、高純度化計画を必要とせずに主要アクチニドとマイナーアクチニドをリサイクルしています。この方法は現在、フランス、インド、日本、ロシア連邦の軽水炉高速炉で使用されています。これらの原子炉の廃棄物は、他のアクチニドからプルトニウムを分離する必要はありません。使用済み燃料の乾式処理は現在、軽水炉高速炉向けに開発中で、インド、ロシア連邦、欧州連合で稼働しています。SMR技術は非常に新しいため、これらのプラントで生成される使用済み燃料にP&Tはまだ使用されていません。しかし、この技術が発展するにつれて、ほとんどのSMRにとって重要なリサイクル方法になる可能性が高いです。[ 70 ]
SMRの核燃料サイクルの後半部分は複雑で議論の的となっている問題であり、依然として議論が続いている。[ 71 ] [ 49 ] SMRによって生成される放射性廃棄物の量と放射能毒性は、主にその設計とそれに対応する燃料サイクルに依存する。SMRは幅広い種類の原子炉を包含するため、この問題に対する単純な答えはない。SMRには、第3世代の小型軽水炉や第4世代の小型高速中性子炉が含まれる可能性がある。
非従来型のSMRプロトタイプを開発している一部のスタートアップ企業は、提案するソリューションの主要な利点として廃棄物削減を主張することが多く、場合によっては、高レベルかつ長寿命の放射性廃棄物を処分するための深地層処分場の必要性を自社の技術でなくすことができると主張している。 [ 57 ] [ 49 ]これは特に、溶融塩炉や金属冷却炉（ナトリウム冷却高速炉や鉛冷却高速炉を含む）などの第4世代高速中性子炉を開発している企業に当てはまる。[ 72 ] [ 73 ]
高速増殖炉は235を「燃焼」するウラン（天然ウランの0.7％）を燃料として利用するだけでなく、 238などの増殖性物質も利用している。ウラン（天然ウランの99.3%を占める）を核分裂性ウラン239に変換するPu。この新たに生成されたプルトニウムは、核燃料として使用できます。 [ 57 ] TerraPowerが提案する進行波型原子炉は、原子炉炉心から燃料を取り出したり、さらに再処理したりすることなく、その場で生成された燃料を「燃焼」するように設計されています。 [ 74 ]
SMRの設計の中には、トリウム燃料サイクルに基づいているものがあり、推進者らはこれをウランサイクルと比較して廃棄物の長期的な放射性毒性を低減する方法として提唱している。[ 75 ]しかし、トリウムサイクルは、 232の生成と使用のために重大な運用上の課題も抱えている。Uと長寿命の肥沃な233ウラン237とウラン237はどちらも強いガンマ線を放出する。そのため、これらの放射性核種の存在は、新しい核燃料の放射線遮蔽や、使用済み核燃料の長期保管および処分を複雑にする。 [ 76 ] [ 77 ]
Krall、Macfarlane、Ewingによる2022年の研究では、より批判的なアプローチが取られ、特定のタイプのSMRは、従来の原子炉よりも単位出力あたりの廃棄物が多く発生する可能性があると報告している。場合によっては、1キロワットあたり5倍以上の使用済み核燃料、中性子活性化によって発生する廃棄物（活性鋼や黒鉛など）は最大35倍にもなる。[ 78 ] [ 79 ] [ 80 ] [ 49 ]著者らは、SMRは従来の原子炉よりも表面積対体積比が高いため、中性子漏洩がSMRの主要な問題であると特定した。彼らは、原子炉炉心が小さいほど、放出された中性子が燃料中の核分裂性原子と相互作用して核分裂を誘発する可能性が低くなるため、中性子漏洩率が著しく高くなると計算した。その代わりに、より多くのニュートロンが炉心から脱出し、ニュートロン反射材や遮蔽材（熱遮蔽材やガンマ線遮蔽材）に使用されている材料に吸収され、これらの材料はニュートロン活性化によって放射性廃棄物となる。 [ 49 ]溶融ナトリウム、鉛、鉛ビスマス共晶合金（LBE）などの液体金属冷却材を使用する原子炉設計も放射性となり、活性化された不純物を含む。[ 57 ]
Krallら（2022）が指摘した、SMRにおける中性子漏洩の増加に関連するもう一つの問題は、核燃料の消費率が低くなり、燃焼度が低下して使用済み核燃料中に核分裂性物質が多く残るため、廃棄物の体積が増加することである。SMRの小型炉心で連鎖反応を維持するために、代替案として、<sup> 235</sup>Cの濃縮度が高い核燃料を使用することが挙げられる。U 。これは核拡散のリスクを高める可能性があり、それを防止するためにはより厳格な保障措置が必要になるかもしれない（ IAEAの保障措置も参照）。 [ 49 ]
使用済み燃料中に核分裂性物質の濃度が高いほど、核連鎖反応を維持するために必要な臨界質量も低くなります。その直接的な結果として、廃棄物容器内に存在する使用済み燃料集合体の数も少なくする必要があり、深地層処分場での臨界事故を回避し、核臨界安全性を確保するために、より多くの容器とオーバーパック（封じ込め構造物）が必要になります。[ 81 ]これはまた、地層処分場で必要な廃棄物総量と処分坑道の数の増加にもつながります。[ 82 ]
気候変動緩和のためのゼロカーボン電力供給におけるSMRの潜在的な技術的および経済的重要性、ならびに将来の世代に負の負担をかけずに放射性廃棄物を管理および処分することの長期的および社会的意義を考慮すると、権威あるPNAS誌に掲載されたKrallら（2022）の論文は、数多くの反響を呼んでいる。これらの反響は、データと仮説の質に関する批判[ 83 ]から、SMRによって発生する放射性廃棄物とその廃止措置に関する国際的な議論[ 84 ]まで多岐にわたる。
原子力科学者会報の副編集長であるフランソワ・ディアス＝モーリンとのインタビューで、この研究の筆頭著者であり、スタンフォード大学国際安全保障協力センター（CISAC）の元マッカーサー博士研究員であるリンジー・クラルは、ニュー・スケール原子炉会社が提起したものを含む質問や批判に答えた。[ 85 ]インタビューでクラルが主に懸念していた点の1つは次のとおりである。
燃料サイクルの後半部分、特に地層処分場の開発に携わる人々と、実際に原子炉を設計する人々との間には、明らかに乖離がある。また、NRCの新しい原子炉設計認証申請書には地層処分に関する章がないため、これらの原子炉設計者が地層処分について考える動機はあまりない。[ 85 ]
SMR原子炉とその燃料サイクルの多様性の高さから、核廃棄物をリサイクルまたは安全に処分するための、より多様な廃棄物管理戦略が必要になる可能性もある。[ 78 ] [ 49 ]使用済み燃料の種類が増えると、使用済み燃料のほとんどが軽水炉から来ている現状よりも、管理がより困難になるだろう。
KrallとMacfarlaneが2018年の論文で強調したように、溶融塩炉からの高反応性で腐食性の高いフッ化ウラン（UF4）や液体金属冷却高速増殖炉からの自然発火性ナトリウムなど、一部のSMR使用済み燃料や冷却材は、地下環境（深い粘土層、結晶岩、岩塩など）での化学反応性のため、深地層処分場に直接処分することはできない。使用済み燃料の貯蔵と処分の問題を悪化させないためには、最終的な地層処分を行う前に、これらの物質を適切かつ安全な方法で再処理および調整する必要がある。[ 86 ]
フィンランドのVTT技術研究センターのKetoら（2022）による研究でも、フィンランドにおける将来的なSMRの導入に伴う使用済み核燃料（SNF）および低・中レベル放射性廃棄物（LILW）の管理について検討した。この研究では、1ギガワット電力年（GWe年）あたり、大型原子力発電所と比較して、軽水SMRではより多くのSNFおよびその他の高レベル放射性廃棄物（HLW）とより多くの低レベル放射性廃棄物（LLW）が生成されることが示された。 [ 87 ]
ドイツ連邦原子力廃棄物管理安全局（BASE）の報告書によると、小型モジュール炉（SMR）には依然として大規模な中間貯蔵と燃料輸送が必要となる。また、報告書は、中性子断面積が小さいため効率的に核変換できない、移動性が高く寿命の長い核分裂生成物が存在するため、深地層処分場は避けられないと結論付けている。これは、 129などの線量支配的な放射性核種の場合に当てはまる。 私、 99Tc、および79Seは、負に帯電した鉱物に吸着されず、地質媒体中で遅延されない可溶性陰イオンとして存在します。 [ 39 ]
核廃棄物は、従来型の原子炉向けに設計された既存の核ガバナンスシステム内で規制されています。米国では、廃棄物の監視は米国原子力規制枠組み委員会と米国エネルギー省を通じて調整されています。[ 88 ] SMRは、大型原子炉とほぼ同じ種類の廃棄物を生成しますが、SMRの規模、設計、および使用方法の違いにより、輸送ニーズ、ロジスティクス、および封じ込めの要求が変わります。[ 88 ]
核拡散、つまり核物質を兵器製造に使用することは、小型モジュール炉にとって懸念事項です。SMRは発電容量が低く、物理的に小さいため、従来の発電所よりもはるかに多くの場所に配備されることが想定されています。[ 38 ] SMRは人員レベルを大幅に削減することが期待されています。この組み合わせにより、物理的な保護とセキュリティ上の懸念が生じます。[ 89 ] [ 58 ] [ 38 ]
SMRは、非従来型の燃料を使用するように設計することで、より高い燃焼度とより長い燃料サイクルを実現できます。[ 11 ]燃料交換間隔が長くなれば、核拡散リスクの低減に貢献する可能性があります。燃料が照射されると、核分裂生成物と核分裂性物質の混合物は非常に放射能が高くなり、特別な取り扱いが必要となり、安易な盗難を防ぎます。
従来の大型原子炉とは対照的に、SMRは密閉された地下室に設置できるように設計されているため、「テロ攻撃や自然災害に対する原子炉の脆弱性を低減できる」。[ 68 ]新しいSMR設計では、原子炉設計会社Gen4などの設計により、核拡散抵抗性が強化されている。これらのSMRモデルは、設置後、原子炉の寿命の間、密閉された地下で運転できるソリューションを提供している。[ 68 ] [ 35 ]
SMR の設計の中には、一度の燃料交換を前提としたものもあります。これにより、現場での核燃料の取り扱いが不要になり、核拡散抵抗性が向上し、燃料を原子炉内に封じ込めることができます。しかし、この設計では大量の燃料が必要となるため、より魅力的な標的となる可能性があります。200 MWeで炉心寿命 30 年となる軽水 SMR は、寿命末期に約 2.5 トンのプルトニウムを含む可能性があります。[ 58 ]
さらに、多くのSMRは、いかなる燃料交換も必要とせずに10年以上稼働できる能力を備えているため、18～24か月ごとに燃料交換が必要な従来の大型原子炉と比較して、核拡散抵抗性が向上している。[ 68 ]
トリウムで稼働するように設計された軽水炉は、従来のウランサイクルに比べて核拡散抵抗性が向上しているが、溶融塩炉には大きなリスクがある。[ 90 ] [ 91 ]
SMRは、一部のマイクロリアクターを除き、最終設置場所で燃料を充填するため、工場から燃料なしで輸送されます。[ 92 ]これは、燃料を設置場所まで別途輸送する必要があることを意味し、核拡散のリスクを高めます。同時に、米国では毎年数百万トンの核廃棄物が輸送されていますが、これらの輸送から核燃料や廃棄物が盗まれたという事例はありません。
SMRは、人員配置、安全性、展開時間において異なります。[ 93 ]ライセンスは、新しい原子力施設の安全性、セキュリティ、および保障措置を保証するために必要な不可欠なプロセスです。[ 94 ] 2025年現在、米国での使用について完全にライセンスを取得しているのは、 NuScale PowerのVOYGR、VOYGR-4、およびVOYGR-6 SMRのみです。 [ 95 ]ただし、すべての国がNRCまたはIAEAのライセンス基準に従っているわけではありません。米国およびIAEA加盟国では、ライセンスは、放射性廃棄物の長期管理を含む施設の全耐用期間にわたって、通常および事故条件下での原子力の安全性に重要なすべての構造、システム、およびコンポーネントの厳格で独立した分析とレビュー作業に基づいています。[ 96 ]認可は、SMRの製造者と運用者が、施設の建設と安全な運用の認可を申請する際に安全当局（規制機関）に提出しなければならない安全ケースの枠組みの中で作成したリスク評価研究と安全ファイルの審査と精査に基づいています。 [ 97 ] NRCとIAEAの認可では、原子力施設の安全性と実現可能性ケースは、運用上の安全性、セキュリティ（アクセス保護）、核保障措置（拡散リスク）、安定した物理化学的形態での放射性廃棄物の適切な処理、および施設の廃止後の解体作業中に発生するすべての廃棄物を含む、発生するさまざまな種類の放射性廃棄物の最終処分に関連する長期安全性にとって重要なすべてのプロセスと要素を考慮に入れる必要があります。[ 96 ] [ 98 ] [ 99 ]核燃料サイクルのバックエンドで特に注意すべき点は、状態の悪い廃棄物や、持続可能な最終処分先がない、または予期せぬ再処理および処分コストが発生する可能性のある廃棄物を生成しないことです。
既存の商用原子炉に適用されている最も一般的な認可プロセスは、軽水炉（PWRおよびBWR）の運転に関するものです。大規模原子炉の初期設計は、現在稼働中の原子炉群の建設中の1960年代と1970年代に遡ります。米国原子力規制委員会（NRC）による元の認可プロセスのいくつかの修正は、SMRユニットの展開の特定の特性とニーズによりよく対応するために再利用されています。[ 100 ]特に、米国NRCの認可プロセスは、主に従来型原子炉に焦点を当てています。設計および安全仕様、人的および組織的要因（人員要件を含む）は、700 MWeを超える電気出力の原子炉向けに開発されています 。[ 101 ] [ 102 ]
原子力安全に関する適切なガイドラインを確保し、認可プロセスを支援するために、IAEAはSMRの中央認可システムの創設を奨励してきた。[ 103 ] 2009年10月と2010年6月にワークショップが開催され、このテーマが検討された後、 2010年5月に米国議会公聴会が開かれた。
米国原子力規制委員会（NRC）と米国エネルギー省は、小型モジュール炉（SMR）の認可基準を策定している。SMRの開発を促進する上での課題は、安全規制の緩和を防ぐことである。規制緩和を迅速に採用すると、SMRの安全特性が低下するリスクがある。[ 104 ] [ 105 ] [ 106 ]品質管理を改善した製造工場で同一のシステムを配備することは利点と考えられるが、SMRは依然として非常に高いエネルギー密度を持つ原子炉であり、その小型サイズはそれ自体が安全性の向上を保証するものではない。放射性汚染物質が外部に放出されるような重大事故は、大型軽水炉（LWR）とそれほど変わらない深刻な結果をもたらす可能性がある。それはまた、おそらく国民による原子力エネルギーの最終的な拒否と原子力産業の終焉を意味するだろう。大型SMR群の潜在的な「増殖」と設計の多様性も認可プロセスを複雑にしている。原子力安全は、産業的または経済的な利益のために犠牲にすることはできず、原子力事故のリスクは、小型であれ大型であれ、稼働中の原子炉の数が増えるにつれて増大する。
米国の先進原子炉実証プログラムは、2020年代中に最大40億ドルの政府資金で2基のプロトタイプSMRの認可と建設を支援することが期待されていた。[ 107 ]
2024年7月、ADVANCE法は米国原子力規制委員会（NRC）に対し、マイクロリアクター設計の認可と規制のプロセスを開発するよう指示した。この法律は、他の原子力技術の中でも特にマイクロリアクターの導入を加速することを目的としている。[ 108 ]
小型原子炉は、従来の原子力発電所と比較して、モジュール構造の柔軟性に関連する潜在的な利点を提供します。[ 68 ]電力負荷が増加した場合、追加のユニットを段階的にグリッドに接続することが可能になります。さらに、モジュール性を中心とした標準化されたSMR設計のこの柔軟性により、最初の原子炉が現場で完成した後、コストを削減しながらより迅速な生産が可能になります。[ 68 ] [ 35 ]
SMRの想定される柔軟性とモジュール性は、既存の発電所に追加の発電能力を設置できるようにすることを目的としています。1つの敷地に複数のSMRを収容でき、1基を燃料交換のために停止させ、他の原子炉は稼働し続けることができます。これは、現在すでに従来の大型原子炉で行われていることと同じです。[ 68 ]
再生可能エネルギーと組み合わせたハイブリッドエネルギーシステムで稼働するSMRは、電化が困難なセクターでシステムレベルの効率性を向上させる多目的構成を開発することができる。[ 109 ]
必要な発電を伴わないSMRのハイブリッドシステム統合は、熱エネルギーをコジェネレーションで直接利用することを想定している。これには、海水淡水化、地域暖房、産業暖房、産業プロセス、水素製造が含まれる。[ 110 ]
SMRの柔軟性により、より広範なエネルギーシステム統合の中で原子力エネルギーの利用が可能になり、さまざまな程度で排出削減目標を拡大することができます。[ 109 ]
SMRは遠隔地のマイクログリッド向けに提案されており、SMRの柔軟性によりベースロード発電が可能となり、需要に応じて出力を調整できます。風力発電や太陽光発電を断続的に補完します。[ 111 ] SMRは地理的に孤立したコミュニティのレジリエンスを高めます。[ 111 ]
電気エネルギーが必要ない場合、一部のSMR設計では熱エネルギーを直接使用し、エネルギー損失を最小限に抑えることを想定しています。これには、「脱塩、工業プロセス、水素製造、シェールオイル回収、地域暖房」などが含まれますが、これらは現在の従来型の大型原子炉では設計されていない用途です。[ 68 ] [ 62 ]
SMR工場には多額の初期投資が必要となる。単位当たりのコストが経済的になるのは、推定40～70ユニットが生産された時だけである。[ 112 ] [ 113 ]
もう一つの潜在的な利点は、SMRを使用する将来の発電所は、単一のモジュールから始めて、需要の増加に応じてモジュールを追加することで拡張できることです。これにより、従来の設計に伴う初期費用が削減されます。[ 51 ]また、一部のSMRは負荷追従設計を採用しており、需要が低いときに発電量を減らすことができます。
2014年の分散型マイクログリッドにおける電力生産に関する研究によると、SMRを使用した発電の総コストは、洋上風力発電、太陽熱エネルギー、バイオマス、太陽光発電プラントの総コストと比較して大幅に低くなる。 [ 114 ]
2016年の時点では、SMR原子炉1基あたりの建設コストは従来の原子力発電所よりも低いと主張されていたが、小規模経済性と原子炉数の多さから、SMRの運用コストは高くなる可能性がある。SMRの単位出力あたりのスタッフの運用コストは、少数の大型原子炉の固定運用コストよりも最大190%高くなる可能性がある。[ 115 ] 2019年の報告書によると、モジュール式建築は非常に複雑なプロセスであり、「SMRモジュールの輸送に関する情報は極めて限られている」。[ 40 ]
ドイツ連邦原子力廃棄物管理安全局（BASE）が行った生産コスト計算では、規模の経済と原子力産業からの学習効果を考慮に入れ、SMRの生産が採算に合うようになるには平均3,000基のSMRを生産する必要があると示唆している。これは、SMRの建設コストが、発電量が少ないため、大型原子力発電所の建設コストよりも相対的に高いためである。[ 39 ]
2017年にエネルギーイノベーション改革プロジェクト（EIRP）が8社を対象に、47.5 MWeから1,648 MWeの容量を持つ原子炉設計を調査した。[ 116 ]この調査では、平均資本コストが$3,782/kW、平均運転コストが$21/MWh、均等化発電原価（LCOE）が$60/MWhと報告された。
2020年、エネルギーインパクトセンターの創設者であるブレット・クーゲルマス氏は、数千基のSMRを並行して建設することで、「長期にわたる建設スケジュールに伴う長期借入期間のコストを削減し、現在大規模プロジェクトに関連付けられているリスクプレミアムを削減できる」と主張した。[ 117 ] GE Vernova Hitachi Nuclear Energyのエグゼクティブバイスプレジデントであるジョン・ボール氏もこれに同意し、SMRのモジュール要素は長期にわたる建設期間に伴うコスト削減にも役立つと述べた。[ 117 ]
2023年10月、 Energy誌に掲載された学術論文では、より開発が進んだ19のSMR設計の基本的な経済データが収集され、一貫した方法でコストがモデル化されました。モンテカルロシミュレーションでは、いずれも収益性がなく、経済的に競争力がないことが示されました。市場に近いPWR SMRの場合、LCOEの中央値は218ドル/MWhから614ドル/MWh（2020年米ドル）の範囲で、第1四分位の推定値は188ドル/MWhから385ドル/MWhと低くなっています。開発にさらに時間を要する3つの高温ガス冷却炉設計では、LCOEの中央値は116ドル/MWhから137ドル/MWhと低くなっています。[ 2 ]
米国で最初のSMR導入プロジェクトは、カーボンフリー電力プロジェクト で、当初の計画の12基から6基に減らされた77MWeのNuScale原子炉を導入する予定でした。補助金後の目標発電価格は、2021年の58ドル/MWhから2023年には89ドル/MWhに上昇すると推定されていました。発電コストの上昇により、2023年11月にプロジェクトを中止する決定が下されました。[ 118 ]中止前に、このプロジェクトは2020年に米国政府から建設費に対する13億5500万ドルの費用分担金を受け取っており[ 119 ] 、さらに2022年インフレ削減法から推定30ドル/MWhの発電補助金も受けていました。[ 120 ]中止時の補助金なしのコスト推定は、資本コストが20,139ドル/kW、発電コストが119ドル/MWeでした。[ 121 ]このことから、米国における他のSMR設計の商業的見通しについて懸念が生じました。[ 122 ]
2024年、オーストラリアの科学研究機関CSIROは、2023年から建設されるSMRによってオーストラリアで生産される電力のコストは、従来の大型原子力発電所によって生産される電力の約2.5倍であり、2030年までに約1.6倍に低下すると推定した。[ 123 ] [ 124 ]
2025年にカナダでBWRX-300 SMRの建設を進めるという最終投資決定は、 77億カナダドル（56億米ドル）の予測コストに基づいており、さらに3基のユニットの推定コストは132億カナダドル（96億米ドル）である。これらのコストには、金融費用と一部の予備費が含まれる。[ 125 ]
数多くの原子炉設計が提案されてきた。注目すべき小型モジュール炉（SMR）設計は以下の通り。
特に明記されていない限り、記載されている出力は原子炉1基の容量を指します。
SMRは、大型発電所よりも設置場所の柔軟性が高いと期待されている。固有の安全機能とより小さな緊急時計画区域の活用により、都市部に近い場所だけでなく、工業用地や軍事施設にも設置できると見込まれている。また、大型原子炉を収容するには小さすぎる電力網にも設置できる。[ 4 ]遠隔地の電力需要は通常小さく変動が大きいため、小型発電所が理想的である。[ 36 ] : 8
農村地域では、送電網のカバー範囲が限られているため、大型発電所の設置が制限されます。IAEAによると、単一の発電所は送電網全体の容量の10%を超えてはならないとされています。小型モジュール炉（SMR）は、設置面積が小さく、発電容量も小さいため、小規模な送電網に適しています。[ 196 ]
2014年2月、アルゼンチンでCAREM SMRプロジェクトが開始され、プロトタイプ原子炉の格納建屋の土木工事が始まりました。CAREMはCentral ARgentina de Elementos Modularesの略です。アルゼンチンの原子力エネルギー研究開発を担当する政府機関である国家原子力委員会（スペイン語：Comisión Nacional de Energía Atómica、CNEA）と、国営原子力エネルギー会社であるNucleoeléctrica Argentinaが協力して、このプロジェクトの実現を目指しています。[ 197 ]
CAREM-25は、アルゼンチンで完全に設計・開発された初の原子力発電所である25MWeのプロトタイプです。 [ 197 ]このプロジェクトは再開される前に何度か中断されました。2022年10月、CNEAは土木工事が2024年までに完了すると予想しました。計画通りに建設が進めば、CAREM-25の初臨界は2027年末までに見込まれます。[ 197 ]
2018年、カナダのニューブランズウィック州は、ポイント・レプロ原子力発電所での実証プロジェクトに1,000万ドルを投資すると発表した。[ 198 ]その後、SMR推進企業のAdvanced Reactor Concepts [ 199 ]とMoltex [ 200 ]が同地に事務所を開設することが発表された。2018年7月、カナダのポイント・レプロ原子力発電所で1基の建設が予定されている。MoltexとARC Nuclearの両社が契約獲得を競っている。[ 201 ]
2019年12月1日、オンタリオ州、ニューブランズウィック州、サスカチュワン州の首相は、「小型モジュール炉（SMR）として知られる革新的で汎用性が高く拡張性のある原子炉の開発と展開で協力する」という覚書（MoU）[ 202 ]に署名した。 [ 203 ] 2020年8月にはアルバータ州もこれに加わった。 [ 204 ]市民や政府関係者からの継続的な支援により、カナダ原子力研究所で選定されたSMRの建設が実現した。[ 6 ]
2021年、オンタリオ・パワー・ジェネレーションは、ダーリントン発電所にBWRX-300型小型モジュール炉（SMR）を建設し、 2028年までに完成させる計画を発表した。カナダ原子力安全委員会は2025年に建設許可を発行し、その後すぐに建設が開始された。[ 205 ] 2026年現在、最初のユニットは2030年までに稼働開始する見込みである。[ 206 ]
2022年8月11日、アルバータ州政府の公社であるInvest Albertaは、以前に参加した州間覚書を通じて、西カナダにおけるIMSRに関する覚書をTerrestrial Energyと締結した。 [ 207 ]
2019年7月、中国核工業集団公司（CNNC）は、海南省長江市にある既存の長江原子力発電所の北西側に、年末までにACP100小型モジュール炉（SMR）を建設すると発表した。 [ 208 ] 2021年6月7日、玲瓏一号と名付けられた実証プロジェクトが、中国国家発展改革委員会によって承認された。[ 209 ] 7月、CNNCは建設を開始し、[ 210 ] 2021年10月には、2基のうち1基目の格納容器底部が設置された。これは世界初の商用陸上型SMRプロトタイプである。[ 53 ]
2023年8月に炉心モジュールが設置された。炉心モジュールには、一体型圧力容器、蒸気発生器、一次ポンプ受容器が含まれる。原子炉の計画出力は125MWeである 。[ 211 ]
2023年初頭、フランス電力（EDF）は、Nuwardという新しい小型モジュール炉（SMR）の開発と建設を行うための新しい子会社を設立した。これは、 170 MWeの独立した軽水炉2基を備えた340 MWeの設計だった 。2基の原子炉は、機器の大部分を共有する単一の格納建屋に収容されていた。[ 212 ] 2023年8月、EDFは、フランスの安全当局である原子力安全局（ASN）にNuwardの安全評価書を提出した。[ 213 ]
2024年7月、EDFは、SMRの顧客候補との協議を経て、Nuwardの既存の設計プロセスを中止し、革新的な技術ではなく既存の技術に基づいたSMR設計に取り組むと発表した。[ 164 ] [ 165 ] 2025年1月、EDFは、新しいNuwardの概念設計が2026年半ばまでに完了し、2030年代に市場に投入され、出力は約400MWe 、使用可能な熱出力は100MWtになると発表した 。[ 214 ]
ポーランドの化学会社Synthosは、2030年までにポーランドに日立BWRX-300原子炉（300MW）を配備する計画を発表した。[ 215 ]実現可能性調査は2020年12月に完了し、ポーランド国立原子力庁との認可プロセスが開始された。[ 216 ]
2022年2月、NuScale Powerと大手鉱業コングロマリットのKGHM Polska Miedźは、 2029年までにポーランドで最初の稼働原子炉を建設する契約を締結したと発表した。[ 217 ]
2019年、ルーマニアの国営原子力エネルギー会社NuclearelectricaとNuScale Powerは、ルーマニアでNuScale SMRを開発するための覚書に署名した。2022年、このプロジェクトは、ブカレストの北90km、ダンボヴィツァ県ドイチェシュティ村近郊にある旧石炭火力発電所の跡地に建設されることが発表された。このプロジェクトは、それぞれ77MWeを発電する6基のNuScale SMRで構成され、合計462MWeとなり、ヨーロッパで初めてのものとなる。この発電所は4万6千世帯分の電力を供給し、年間400万トンのCO2排出削減に貢献する。[ 218 ] [ 219 ] 2022年6月、ジョー・バイデン米大統領は、このプロジェクトに1400万ドルの資金提供を発表した。[ 220 ] 2026年、ニュークリアエレクトリカは、2033年を目標とするプロジェクトの最終投資決定を承認する投票を行った。プロジェクトの費用は60億～70億ドルと見込まれていた。[ 221 ] [ 222 ]
ロシアは北極海沿岸に砕氷船に搭載された小型原子炉の配備を開始した。2020年5月、ロシアのペヴェクで浮体式原子力発電所の最初のプロトタイプであるアカデミック・ロモノソフ-1が稼働を開始した。[ 19 ]この発電所には30MWのKLT-40S加圧水型原子炉が2基搭載されており、熱と電力の両方を供給している。[ 223 ]このコンセプトは原子力砕氷船の設計に基づいており、最初の稼働中のSMRと考えられている。[ 52 ] [ 223 ] [ 224 ]
2016年、英国政府がウェールズのSMR用地（旧トラウスフィニッド原子力発電所を含む）と、イングランド北部の旧原子力発電所または石炭火力発電所の跡地を評価していると報じられた。ブラッドウェル、ハートリプール、ヘイシャム、オールドベリー、サイズウェル、セラフィールド、ウィルファなどの既存の原子力発電所が候補地として挙げられた。[ 225 ] 470 MWeのロールス・ロイス製SMRユニットの目標コストは、5番目のユニット建設で18億ポンドである。[ 226 ] [ 227 ] 2020年、ロールス・ロイスが英国で最大16基のSMRを建設する計画があると報じられた。2019年、同社はモジュール式システムの設計を開始するために1800万ポンドを受け取った。[ 228 ] 2021年に英国政府からロールス・ロイスに2億1000万ポンドが追加で交付され、民間企業からの1億9500万ポンドの拠出金が加わった。[ 229 ] 2022年11月、ロールス・ロイスは、トラウスフィニッド、ウィルファ、セラフィールド、オールドベリーの各サイトを複数の小型モジュール炉（SMR）の候補地として優先的に評価すると発表した。[ 230 ]
英国政府は2023年7月にSMR（小型モジュール炉）開発競争を実施するためにGreat British Nuclearを立ち上げ、実現可能なプロジェクトには共同出資を行う予定である。 [ 231 ]
アラスカ州ガリーナに計画されていたガリーナ原子力発電所は、小型原子炉の設置計画でした。地下に東芝製の4S原子炉を設置する予定でした。 [ 232 ] 2011年時点で、開発期間が15年と見積もられたため、このプロジェクトは中止されました。[ 233 ]
ユタ州自治体電力システム連合（UAMPS）は、アイダホ州にNuScale Power原子炉を建設する計画をエナジー ノースウエストと共同で検討していた。[ 234 ] [ 118 ]カーボンフリー電力プロジェクトとして知られるこのプロジェクトは、コスト上の理由で 2023 年 11 月に中止された。[ 118 ]プロジェクトのコストは 50億ドルから 90 億ドルに上昇し、顧客がプロジェクトから撤退する原因となった。[ 122 ] [ 17 ] NuScale は 2023 年 1 月に、発電所からの電力の目標価格は 1 メガワット時あたり 89 ドルで、以前の見積もりである 1 MWh あたり 58 ドルから 53% 上昇し、顧客の支払意思について懸念が高まったと述べた。[ 235 ]中止される前は、このプロジェクトは米国エネルギー省によって米国初の SMR になると予測されていた。 [ 236 ] 2023年、軽水SMRを開発したNuScaleは、SMRとして初めてNRCから標準設計認証を取得した。[ 237 ]
Utility Diveによると、 2024年には米国では発表済みのSMRプロジェクトが約4ギガワット、 初期開発段階または開発準備段階にあるプロジェクトが約3ギガワットあった。 [ 238 ]
テネシー渓谷開発公社（TVA）は、2019年12月にテネシー州のクリンチリバー原子力発電所に小型モジュール炉（SMR）を設置するため、原子力規制委員会から早期設置許可（ESP）を取得することを承認された。 [ 239 ]このESPは20年間有効で、設置場所の安全性、環境保護、緊急時対応について規定している。ESPは、米国で開発中のあらゆる軽水炉SMR設計に適用される。 [ 240 ] 2025年4月、TVAはBWRX-300 SMRの建設許可を申請した。2026年7月1日、NRCは安全上の判断が良好であったため、許可の発行を勧告した。[ 241 ] [ 242 ]
2025年、TVAはEntra1 Energy と契約し、 TVAの他の敷地に6GWのNuScale SMRを建設する管理を委託した。 [ 243 ] 2025年12月、エネルギー省はTVAとHoltec Internationalを選定し、先進的な軽水SMRの早期導入を支援するため、それぞれ4億ドルの助成金を交付した。SMRは出力が50～350MWeのものと定義されている。[ 244 ]
フッ化物塩冷却高温SMRを開発しているカイロス・パワーは、 2023年にテネシー州オークリッジにあるハーメス試験炉の建設許可をNRCから取得し、2025年に建設が開始された。 [ 245 ] 2024年10月、GoogleはAIデータセンターに電力を供給するためにカイロスから複数の小型モジュール炉を稼働させることに合意し、最初のものは2030年に稼働する予定である。[ 246 ] [ 247 ] [ 248 ]カイロスは2024年11月に、GoogleとTVAの送電網に50MWの電力を供給する2基の原子炉プラント、ハーメス2の建設許可を取得した 。同社は2026年4月に建設地で起工式を行った。[ 249 ] [ 250 ]
別の開発会社であるOkloは、ナトリウム冷却式小型モジュール炉（SMR）であるAurora Powerhouseを開発しました。2025年、同社はDOEの原子炉パイロットプログラムの下で、アイダホ国立研究所に最初のユニットを建設する企業として選ばれました。同社は2025年9月に原子炉Aurora-INLの起工式を行いました。[ 251 ]
2026年、アンタレス・ニュークリア社は、マーク0試験炉がゼロ出力（冷）臨界を達成したと発表し、民間開発の非軽水炉としては初めてであると主張した。[ 252 ]その後まもなく、ヴァラー・アトミックス社は、5MWのワード250試験炉が冷臨界に達したと発表した 。2026年7月、別のSMR開発企業であるデプロイアブル・エナジー社も、ユニティ試験炉が冷臨界に達したと発表した。これらの原子炉は、ドナルド・トランプ氏が掲げた7月4日までに3基の原子炉が臨界に達するという目標を達成したと報じられた。[ 253 ] [ 254 ]
小型原子炉に関する議論では一般的に「SMR」という略語が使われるが、その正確な意味については多少議論の余地があるようだ。
船は…原子炉事故を起こすことなく…環境や人間の健康に測定可能な悪影響を与えることなく航行してきた。
本稿執筆時点でかなりの支持を集めていると思われる新しい見解は、約 5 百万ドル/kWh の価格で発電できる数百万ドルの原子炉の需要は小さく、小型の「発電パッケージ」原子炉を開発すべきだというものである。
SIRやPIUSなどの統合型原子炉設計から始まった。
PRISM は、小型のモジュール式プール型液体金属 (ナトリウム) 冷却原子炉で、471
MWt の電力を生成します。 3 つの原子炉モジュールがパワー ブロックを構成し、最大 3 つのパワー ブロックを組み合わせて 1,395 MWe の発電所にすることができます。 原子炉モジュールは標準設計で、工場で製造され、鉄道で現場に輸送されます。
国営原子力企業ロスアトムのアレクセイ・リハチョフ総裁は、アカデミック・ロモノソフがSMR技術に基づく世界初の発電用原子力発電所になったと述べた。
パッケージ化された使用済み燃料のための二次外部エンクロージャー […].
世界初のSMRです（2019年12月に送電網に接続）。