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| PFBR | |
|---|---|
| 世代 | プロトタイプ |
| 原子炉のコンセプト | ナトリウム冷却高速炉 |
| リアクターライン | IFBR（インドの高速増殖炉） |
| デザイン： | IGCAR |
| 製造元 | バヴィニ |
| 状態 | 完了[1] |
| 原子炉コアの主なパラメータ | |
| 燃料（核分裂性物質） | プルトニウム/ 235 U [2] |
| 燃料状態 | 固体 |
| 中性子エネルギースペクトル | 速い |
| 主な制御方法 | 制御棒 |
| 一次冷却材 | 液体ナトリウム |
| 原子炉の使用 | |
| 主な用途 | AHWR-300用233Uの増殖と発電 |
| 電力（熱） | 1253 |
| 電力（電気） | 500 |
| 高速増殖炉原型 | |
|---|---|
| 国 | インド |
| 位置 | マドラス |
| 座標 | 北緯12°33′11″ 東経80°10′24″ / 北緯12.55306° 東経80.17333° / 12.55306; 80.17333 |
| 状態 | 工事中 |
| 建設が始まった | 2004 |
| 委託日 | 2022年10月（予定）[3] |
| 建設費 | 5,850億ルピー（2023年には2200億ルピーまたは25.8億米ドルに相当） [3] |
| 所有者 | バヴィニ |
| オペレーター | バヴィニ |
| 原子力発電所 | |
| 原子炉タイプ | 高速増殖炉 |
| 冷却源 | |
| 発電 | |
| 銘板容量 | 500MW |
高速増殖原型炉（PFBR ）は、インドのタミル・ナードゥ州カルパッカム近郊のコッキラメードゥに建設中の500MWeのナトリウム冷却高速増殖炉である。[4]インディラ・ガンディー原子力研究センター（IGCAR）がこの原子炉の設計を担当し、タラプルのバーバ原子力研究センターの先進燃料製造施設がMOX燃料の製造を担当し、BHELが原子炉の建設に技術と設備を提供している。[5] [6]この施設は、低出力の高速増殖試験炉（FBTR）の運用から得られた数十年の経験に基づいている。当初、原子炉の建設は2010年9月に完了する予定であったが、数回の遅延があった。高速増殖炉原型炉は2024年12月に稼働する予定であるが[7] 、これは建設開始から20年以上、当初の稼働開始日から14年後の2023年12月となる。プロジェクトの費用は、度重なる遅延により3,500億ルピーから7,700億ルピーに倍増した。建設は2024年3月4日に完了し、原子炉の炉心装荷が開始され、インドの豊富なトリウム埋蔵量を最終的にフル活用する道が開かれた。[8] [9]
背景
カルパッカムPFBRは、ナトリウム冷却高速炉設計でウラン238を使用してプルトニウムを増殖するように設計されている。この段階では、それ自体は核分裂性物質ではないトリウム232をブランケットとして使用することも想定されている。核変換により、トリウムは核分裂性ウラン233を作成し、これが第3段階で燃料として使用される。したがって、FBRはプログラムの第3段階への足がかりとなり、インドの豊富なトリウム埋蔵量を最終的に完全に利用するための道を開く。[8] [10]各高速炉からの余剰プルトニウム（またはトリウム炉の場合はウラン233 ）を使用して、同様の原子炉をさらに設置し、インドの電力需要に合わせて原子力発電能力を拡大することができる。PFBRは、3段階の原子力発電プログラムの一部である。
PFBRは、閉鎖型燃料サイクルをエネルギー源とし、国内に豊富に存在するトリウム232から大量のウラン233（核分裂性同位体）を生成し、ウラン233燃料サイクルに基づく第3段階の原子力エネルギー計画を開始することができる。[11]
PFBRの燃料は当初はウラン・プルトニウム混合酸化物（MOX）となる。[12]
インドはトリウムサイクルに基づくプロセスを使用して核燃料を抽出する能力を持っています。これはインドの原子力発電戦略にとって特別な意味を持ちます。なぜならインドは世界最大のトリウム埋蔵量を有しており、おそらく6万年もの間電力を供給できるからです。[13] [14]
設計と建設
この原子炉の設計は、600MWのFBRのプロトタイプとして1980年代に開始されました。最初の2つのFBRの建設は、PFBRの1年間の成功した運転の後、カルパッカムで計画されています。他の4つのFBRは、2030年以降に、指定される場所に建設される予定です。[15]
2007年には原子炉は2010年に運転を開始する予定であったが、2019年時点では2020年に初臨界に達すると予想されていた。[16]
2017年7月には、原子炉が臨界に向けて最終準備中であると報じられた。[17]しかし、2020年8月には、原子炉が臨界に達するのは2021年12月になる可能性があると報じられた。[18]
2021年2月現在、原子炉の建設と試運転には約6,840億ルピー（2023年には770億ルピー、9億1,965万米ドルに相当）が費やされている。原子炉は現在、2022年10月までに稼働する予定である。[3] [19]
ナレンドラ・モディ首相は2024年3月4日にカルパッカムを訪れ、最初の炉心装荷の開始に立ち会った。プレスリリースでは、PFBRはインドの3段階の原子力発電計画の第二段階となると説明されている。[20]
2024年7月31日、原子力規制委員会（AERB）は核燃料の追加と連鎖反応の開始を承認した。[21] 2025年末までに稼働する予定である。 [22]持続的な核連鎖反応が達成されると、いくつかの低出力物理実験が行われる。次のステップは、原子炉を電力網に接続し、AERBの承認を待って商業ベースで発電を開始することである。カルパッカムでは、原子力庁（DAE）が原子炉の性能に満足した後、さらに2基の高速増殖炉が建設される予定である。[23]
技術的な詳細
この原子炉は、冷却材として1,750トンのナトリウムを使用する プール型LMFBRである。500MWeの電力を生成するように設計されており、40年の運転寿命を持ち、PuOとPuOの混合物であるウラン・プルトニウム混合MOX燃料を燃焼する。
2およびUO
2燃料燃焼率は100GWd/tと見込まれている。燃料棒の製造は、バーバ原子力研究センター（BARC）の指揮下にあるタラプールの燃料製造施設（FFF）が担当している。FFFはバーバ原子力研究センターの「核リサイクル委員会」の管轄下にあり、過去には様々なタイプの燃料棒の製造を担当してきた。[要出典] FFFタラプールは2023年初頭にPFBR燃料要素10万個の製造を無事完了した。[要説明] [24]
安全上の考慮事項
プロトタイプの高速増殖炉は負のボイド係数を持っているため、高いレベルの受動的原子力安全性が保証されています。これは、原子炉が過熱すると（ナトリウムの沸点未満）、核分裂連鎖反応の速度が低下し、出力レベルと温度が低下することを意味します。[25] 同様に、冷却材の完全な喪失事故によってこのような潜在的な正のボイド状態が形成される前に、従来のポンプの慣性と複数の入口の穴を使用して十分な冷却材の流量を可能にし、1つの閉塞で冷却材の流れが停止するという起こり得る事故シナリオを防止します。[25]
能動的安全原子炉崩壊熱除去システムは、それぞれ8MWtの容量を持つ4つの独立した冷却回路で構成されています。[26]正のフィードバックの可能性に対するさらなる能動防御には、核分裂反応を1秒以内に効果的に停止するように設計された2つの独立したSCRAMシャットダウンシステムがあり、残りの崩壊熱は4つの独立した回路によって数時間冷却される必要があります。
PFBRが液体ナトリウムで冷却されているという事実は、冷却材喪失事故のシナリオでは特に、冷却材を環境から隔離するという追加の安全要件を生み出します。なぜなら、ナトリウムは水に触れると爆発し、空気に触れると燃えるからです。この後者の事故は1995年に日本のもんじゅ原子炉で発生しました。冷却材としてナトリウムを使用する際のもう1つの考慮事項は、中性子を吸収して放射性同位元素を生成することです。24
Naは半減期が15時間である。 [27]
参照
- FBR-600 - PFBR設計の商用版
- インドの3段階の原子力発電計画
参考文献
- ^ 「インド初の国産高速増殖炉が重要な理由とは？」2024年3月5日。
- ^ 「インドの最新鋭原子炉が完成に近づく」
- ^ abc 「Lok Sabha Unstarred Question No. 330、2021年度予算セッション」（PDF）。インド政府原子力省。2021年2月3日。 2021年4月18日閲覧。
- ^ Baldev Raj、SC Chetal、P. Chellapandi (2010 年 1 月 8 日)。 「大きな期待」。原子力工学インターナショナル。
- ^ 「BHELが原子力発電分野で躍進を遂げる。加圧重水炉をベースにした国内開発の700MWe原子力発電所の新定格を受注 | インド・ニューデリーのBharat Heavy Electricals Limitedの公式ウェブサイト」www.bhel.com 。 2024年5月15日閲覧。
- ^ https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/45/089/45089591.pdf
- ^ Srinivas Laxman (2024年9月18日). 「国産高速増殖炉が臨界点に達する見込み：原子力委員会委員長」The Times of India。2024年11月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年11月17日閲覧。
- ^ ab 「首相、タミル・ナードゥ州カルパッカムにあるインド初の国産高速増殖炉（500MWe）の歴史的な「炉心装荷開始」に立ち会う」pib.gov.in 。 2024年5月15日閲覧。
- ^ 「インドのビーチが原子力発電の未来を切り開く方法」www.downtoearth.org.in 2024年4月16日2024年5月15日閲覧。
- ^ 「首相、初の国産高速増殖炉の炉心装荷を監視」タイムズ・オブ・インディア。2024年3月5日。ISSN 0971-8257 。2024年5月15日閲覧。
- ^ 「解説 | 高速増殖炉プロトタイプ（PFBR）」。Onmanorama 。 2024年5月15日閲覧。
- ^ Bagla, Pallava (2024年7月30日). 「インドの最新鋭原子炉が完成に近づく」. NDTV.com . 2024年8月1日閲覧。
- ^ MacKay, David JC (2009年2月20日). Sustainable Energy - Without the Hot Air. UIT Cambridge Ltd. p. 166 . 2012年3月23日閲覧。
- ^ ロドリックス、ダン (2011年5月9日). 「トールの原子力ハンマー」.ボルチモア・サン. 2012年3月23日閲覧。
- ^ 「インド、さらに6基の高速増殖炉を建設予定」。エコノミック・タイムズ。2015年12月1日。2015年12月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年12月15日閲覧。
- ^ 「カルパッカムの高速増殖炉プロトタイプ、総合試運転段階に」THEWEEK 2021年12月15日。
- ^ 「カルパッカムの原子炉：世界が羨む、インドの誇り」タイムズ・オブ・インディア。2017年11月26日。 2017年7月2日閲覧。
- ^ 「インド初の高速増殖炉プロトタイプに新たな期限が設定された。これを信頼してよいのか？」
- ^ 「カルパッカムの高速増殖炉プロトタイプが総合試運転段階に」The Week。
- ^ 「月曜日、インド初の国産原子炉の炉心装荷がカルパッカムで実施」。ニュー・インディアン・エクスプレス。2024年3月4日。 2024年3月4日閲覧。
- ^ Singh, Surendra (2024年7月31日). 「インドの最新鋭高速増殖炉、規制当局の承認を得て窒素燃料搭載へ」. The Times of India . ISSN 0971-8257 . 2024年8月1日閲覧。
- ^ 「高速増殖炉プロトタイプ、2025年末までに稼働へ：政府」。エコノミック・タイムズ。2024年12月4日。ISSN 0013-0389 。2024年12月8日閲覧。
- ^ 「インドの原子力規制当局、高速増殖炉プロトタイプの臨界を承認」Nuclear Engineering International 2024年8月1日2024年8月1日閲覧。
- ^ 共和国記念日演説、BARC ディレクター。
- ^ ab Raj, Baldev (2009年10月30日). 「インドの高速増殖炉の設計の堅牢性と安全性の妥当性」. Science & Global Security . 17 (2–3): 194–196. Bibcode :2009S&GS...17..194R. doi :10.1080/08929880903451397. S2CID 119918317.
- ^ 「500MWeプロトタイプ高速増殖炉の設計」(PDF) 。 2012年4月17日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2012年4月17日閲覧。
- ^ Busse, JG (1978 年 4 月)。「低速増殖炉が独自の核燃料を製造」。ポピュラーサイエンス。第 212 巻、第 4 号。pp. 89–91、200、202。
外部リンク
- 「カルパッカムPFBRは予定より早く完成、2020年までにさらに4基が完成予定」。ザ・ヒンドゥー。2005年9月7日。2008年2月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。
{{cite news}}: CS1 メンテナンス: 不適切 URL (リンク) - 高速増殖炉原型の設計、原子力工学設計、2006 年 4 月