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1970年代半ばにロスアラモス国立研究所（LANL）で実施されたPACER計画では、地下の空洞内で小型水素爆弾（核融合爆弾）（または後の提案では核分裂爆弾とされた）を爆発させる核融合発電システムの可能性を探った。その支持者は[1]、このシステムが既存の技術を使用して動作することが実証できる唯一の核融合発電システムであると主張した。また、核爆発物の継続的な供給が必要であり、当時の経済研究[2]では、従来のエネルギー源と比較して競争力のある価格で製造できないことが実証された。
発達
核爆発による発電に関する最初の言及は、 1957 年にエドワード テラーが招集した会議に遡ります。議論された多くのトピックの中で、グループは、花崗岩に掘られた直径 1,000 フィート (300 m) の蒸気で満たされた空洞で 1メガトンの爆弾を爆発させて発電することを検討しました。これにより、爆弾の核分裂部 (「プライマリ」) からの核分裂性物質がチャンバー内に蓄積されるという認識が生まれました。この初期段階ですでに、物理学者のジョン ナッコルズは非常に小さな爆弾の設計、および核分裂プライマリをまったく持たない爆弾に興味を持っていました。この研究は後に慣性核融合エネルギーの概念の開発につながりました。[3]
PACER の当初の提案は、建設工事に化学爆発の代わりに核爆発を使用するという、より大規模な米国プロジェクト プラウシェアーズの取り組みの一環として研究された。例としては、大型の核兵器を使用して北部に船舶を係留するための人工港を作ることや、天然ガスの採掘量を増やすための一種の核破砕法として使うことなどが挙げられた。別の提案では、中央アメリカの国を横断する 1 回の爆発シーケンスでパナマ運河の代替手段を作るというものだった。これらのテストの 1 つである 1961 年のプロジェクト ノームでは、動力源として抽出するための蒸気生成も検討された。LANL はこれらの研究の補助として PACER を提案した。[4]
初期の例では、深さ5,000フィート（1,500メートル）の岩塩ドームに直径1,000フィート（300メートル）の水で満たされた洞窟が作られました。一連の50キロトン爆弾が洞窟に投下され、爆発して水を加熱して蒸気を発生させます。その後、蒸気は蒸気タービンを使用して電力を抽出するための二次冷却ループに電力を供給します。1日に約2個の爆弾を投下すると、システムが熱平衡に達し、約2GWの電力を継続的に抽出できるようになります。[5]また、従来の核分裂炉の燃料を増殖するために、爆弾にトリウムなどの物質を追加することも検討されました。 [6]
1975年に行われたプラウシェアーズのさまざまな取り組みの検討で、湾岸大学研究コンソーシアム（GURC）はPACER構想の経済性を検討した。彼らは、50kT核爆薬のコストを42,000ドルと仮定すると、イエローケーキ1ポンド当たり27ドルのウラン燃料を通常の軽水炉に供給するのと同等であると実証した。爆薬のコストが400,000ドルであれば、ウラン1トン当たり328ドルの加圧水型原子炉と同等となる。[7]イエローケーキ1トンの価格は2012年時点で約45ドルだった。[8] この報告書では、大量の核爆弾を製造するプログラムには「議論を呼ぶのは必至」であり「相当な否定的反応を引き起こす」と問題点も指摘している。[9] GURCは、たとえ困難な技術的問題が解決できたとしても、PACERが開発される可能性は非常に低いと結論付けました。[7] 1975年にPACER研究へのさらなる資金提供は中止されました。[10]
この初期の研究が中止されたにもかかわらず、この概念の基礎研究は続けられた。より発展したバージョンでは、大きな開いた空洞の代わりに人工容器を使用することが検討された。典型的な設計では、厚さ13フィート（4メートル）、直径100フィート（30メートル）、高さ330フィート（100メートル）の合金鋼製のブラストチャンバー[11]がネバダ州の岩盤に掘られた空洞に埋め込まれる。空洞を支えるために、長さ50フィート（15メートル）のボルトが数百本、周囲の岩に打ち込まれる。ブラストチャンバーと岩盤空洞の壁の間の空間はコンクリートで満たされ、次にボルトに非常に大きな張力がかけられて、岩、コンクリート、ブラストチャンバーにプレストレスがかかることになっていた。爆発室は、深さ100フィート（30メートル）まで溶融フッ化物塩で部分的に満たされ、塩をポンプでチャンバーの上部に送り込み、それを底に落とすことで「滝」を発生させる。落下する冷却剤に囲まれながら、1キロトンの核分裂爆弾が爆発する。これは45分ごとに繰り返される。液体は中性子も吸収し、空洞の壁の損傷を防ぐ。[12] [13]
参照
参考文献
引用
- ^ ロング1976年、24ページ。
- ^ LE Elkins、RL Garwin、T. Greenwood、C. Hocott、H. Jacoby、GW Johnson、R. Morse、FA Long、議長。「付録 C: プロジェクト ペーサーの電力に関する比較コスト分析」。米国における平和的核爆発の適用に関する経済的実現可能性、技術的意義、および時間スケールの分析、GURC レポートへの特別な言及、1975 年 4 月。
- ^ ジョン・ナッコルズ、「慣性核融合エネルギー (IFE) に向けた初期段階」、LLNL、1998 年 6 月 12 日
- ^ ガーウィン＆チャーパック2002、254ページ。
- ^ 「Bombing away」[永久リンク切れ ]、ニューサイエンティスト、1975年4月17日、141ページ。
- ^ ロング1976年、24-25頁。
- ^ ab Long 1976、25ページ。
- ^ TradeTech は、現在のイエローケーキのスポット価格をホームページに掲載しています。
- ^ ロング1976年、26ページ。
- ^ 「Paced out」[永久リンク切れ ]、New Scientist、1975年8月21日、437ページ。
- ^ ギャリー・マクラッケン、ピーター・ストット、「核融合：宇宙のエネルギー」、アカデミック・プレス、2012年、66ページ
- ^ Sebahattin Unalan & Selahaddin Orhan Akansu、「FLIBE 冷却平和核爆発炉 (PACER) の主なパラメータの決定」、Arabian Journal for Science and Engineering、第 29 巻第 1A 号 (2004 年 1 月)、pp. 27-42
- ^ ラルフ・モア、「PACER 再考」、核融合エネルギー技術に関する第 8 回トピック会議、1988 年 10 月 9 ～ 13 日
文献
外部リンク
- フリベ（Li2BeF4）冷却平和核爆発炉（PACER）の主な原子炉パラメータの決定（pdf）
- Ralph MoirのPACERページ - トピックに関する短い要約と研究論文が掲載されています