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シッピングポート原子力発電所は（米国原子力規制委員会によれば）平和利用のみを目的とした世界初の本格的な原子力発電所であった。[注1 ] [注2 ] [ 2 ]ペンシルベニア州ビーバー郡のオハイオ川沿い、ピッツバーグから約25マイル（40km ）の地点に、後にビーバーバレー原子力発電所が建設される場所 の近くに位置していた。
原子炉は1957年12月2日に臨界に達し、3回の炉心交換による停止を除いて、1982年10月まで運転を続けた。最初の電力は1957年12月18日に発電され、技術者たちは発電所をデュケイン・ライト社の配電網と同期させた。[ 3 ]
シッピングポートで最初に使用された炉心は、中止された原子力空母[ 4 ]から転用されたもので、いわゆるシード・アンド・ブランケット設計で、高濃縮ウラン（93% U-235 [ 5 ] [ 6 ]）を「シード」燃料として使用し、その周囲を天然ウラン238の「ブランケット」で覆った。最初の原子炉では、出力の約半分がシードから得られた。[ 6 ] シッピングポートの最初の炉心は、稼働開始から1か月後に60 MWeの出力が可能であることがわかった。[ 7 ] 2番目の炉心は同様の設計だったが、シードが大きく、より強力だった。[ 6 ]高エネルギーのシードは、最初の2つの炉心ではブランケットよりも多くの燃料交換サイクルを必要とした。[ 6 ]
The third and final core used at Shippingport was an experimental, light water moderated, thermal breeder reactor. It kept the same seed-and-blanket design, but the seed was now uranium-233 and the blanket was made of thorium.[8] Being a breeder reactor, it had the ability to transmute relatively inexpensive thorium to uranium-233 as part of its fuel cycle.[9] The breeding ratio attained by Shippingport's third core was 1.01.[8] Over its 25-year life, the Shippingport power plant operated for about 80,324 hours, producing about 7.4 billion kilowatt-hours of electricity.[1]
Owing to these peculiarities, some non-governmental sources label Shippingport a "demonstration PWR reactor" and consider that the "first fully commercial PWR" in the US was Yankee Rowe.[10] Criticism centers on the fact that the Shippingport plant had not been built to commercial specifications. Consequently, the construction cost per kilowatt at Shippingport was about ten times those for a conventional power plant.[7][11]
In 1953, US President Dwight D. Eisenhower gave his Atoms for Peace speech to the United Nations. Commercial nuclear power generation was cornerstone of his plan. A proposal by Duquesne Light Company was accepted by Admiral Rickover and the plans for the Shippingport Atomic Power Station started.
Ground was broken on Labor Day, September 6, 1954. President Eisenhower remotely initiated the first scoop of dirt at the ceremony.[3] The reactor achieved first criticality at 4:30 AM on December 2, 1957.[3] Sixteen days later, on December 18, the first electrical power was generated and full power was achieved on December 23, 1957,[3] although the station remained in test mode. Eisenhower opened the Shippingport Atomic Power Station on May 26, 1958. The plant was built in 32 months at a cost of $72.5 million (equivalent to $617 million in 2023).[2]
シッピングポートで使用された原子炉の種類は便宜上の問題であった。原子力委員会は電力網に統合された原子炉の建設を強く求めた。当時利用可能だった唯一の適切な原子炉は、海軍が望んでいた原子力空母用に設計されたものであったが、アイゼンハワー大統領がちょうど拒否権を行使したばかりであった。[ 4 ]
AECのケネス・ニコルズは、リックオーバー・ウェスティングハウス社が空母向けに設計した加圧水型原子炉が「発電を実証する原子炉として最良の選択」であることは「明らかになった」と述べ、リックオーバー社は「組織が稼働しており、原子炉プロジェクトが進行中だったが、それを正当化する具体的な用途がなくなった」と付け加えた。これは1954年1月にルイス・ストラウスと委員会によって承認された。デュケイン・ライト社が電力パートナーとして承認されたことは3月11日に発表された。起工式は、労働者の日にデンバーで原子力に関する講演を行っていたアイゼンハワーによって開始された。リックオーバー社は、土を押し出す無人ブルドーザーが掘り進んで止まらないように、ブルドーザーのブレードを6インチの土の下に埋められた2本の鉄道レールに沿って走らせた。[ 12 ]
このプロジェクトの起源は、シッピングポート原子炉が、後の商用発電用原子炉が5%を超える濃縮度ではないのとは異なり、93%濃縮ウランを使用した理由を説明している。[ 5 ]商用原子 炉とのその他の重要な違いとしては、制御棒にハフニウムを使用していることが挙げられるが、[ 13 ]これらは原子炉のシード部分にのみ必要で使用された。[ 6 ]シッピングポートは、米国原子力委員会（AEC）内で重要な役割を担っていたハイマン・G・リッコーバー提督の監督下で建設および運営された。
シッピングポート原子炉は、その稼働期間中に様々な炉心に対応できるよう設計されており、実際に3種類の炉心が使用された。
1957年に設置された最初の炉心には、14.2トンの天然ウラン（「ブランケット」）と165ポンド（75kg ）の高濃縮（93% U-235）ウラン（「シード」）が使用されていました。質量にこのような差があるにもかかわらず、発電量の約半分はシードで発生しました。[ 6 ]シードはブランケットよりも早く消耗し、最初の炉心の寿命中に3回補充されました。[ 6 ] 7年後（4番目のシードで稼働中）、最初の炉心は18億キロワット時の電力を発電した後、廃止されました。[ 6 ]
2番目の炉心は発電容量が（5倍以上）増加し、性能を測定するための計測機器を備えていましたが、それ以外は同じシード・アンド・ブランケット設計を採用していました。[ 6 ] 2番目の炉心の場合、シードの体積は炉心全体の体積の21%でした。[ 6 ]そのため、2番目の炉心ではシード燃料の交換は1回だけで済みました。[ 6 ] 1965年に運転を開始し、その後9年間で約35億キロワット時の電力を発電しました。1974年にタービン発電機が機械的故障を起こし、発電所は停止しました。
3番目で最後の炉心は軽水増殖炉で、1977年8月に運転を開始し、試験の後、同年末までにフルパワーに引き上げられました。[ 3 ]二酸化トリウムと酸化ウラン233で作られたペレットを使用しました。当初、ペレットのU233含有量は、シード領域で5～6%、ブランケット領域で1.5～3%、反射体領域ではゼロでした。236MWtで運転し、60MWeを発電し、最終的に21億キロワット時以上の電力を生産しました。5年後（29,000有効フルパワー時間）[ 14 ]、炉心が取り外され、設置時よりも約1.4%多くの核分裂性物質が含まれていることが判明し、増殖が起こったことが実証されました。[ 9 ] [ 15 ]
1982年10月1日、原子炉は25年間の運転を経て運転を停止した。[ 16 ]施設の解体は1985年9月に始まった。[ 17 ] 1988年12月、956トン（870トン）の原子炉圧力容器/中性子遮蔽タンクアセンブリが格納建屋から吊り上げられ、陸上輸送機器に積み込まれ、敷地からの撤去とワシントン州の埋設施設への水上輸送の準備が行われた。[ 18 ] 敷地は浄化され、無制限に使用できるようになった。シッピングポート原子炉は廃止されたが、ビーバーバレー原子力発電所1号機と2号機は依然として認可されており、敷地内で運転されている。
原子力推進派は、9,800万ドル（1985年の見積もり）のシッピングポートの浄化を原子炉廃止措置の成功例として挙げていますが、批判派は、シッピングポートはほとんどの商業用原子力発電所よりも小さいと指摘しています[ 17 ]。米国のほとんどの原子炉は約1,000 MWeですが、シッピングポートはわずか60 MWeでした。一方、原子炉サイトを安全に廃止措置し、サイトを無制限に使用できるように解放できることを証明するための優れたテストケースだったと主張する人もいます。シッピングポートは、今日の大型商業用原子炉よりはやや小さいものの、4基の蒸気発生器、加圧器、原子炉を備えており、代表的なものでした。輸送用に梱包された原子炉だけでも1,000トン以上（容器の重量921トンと構造用鋼製輸送スキッドの重量）あり、水路でハンフォード保留地への埋設のために無事輸送されました。[ 19 ]トロージャン原子力発電所（オレゴン州） の原子炉容器も、水路でハンフォードサイトに無事輸送されました。これは、シッピングポートの原子炉よりもはるかに短い航海でした。
シッピングポートの廃止措置に続いて、他の3つの大型商業用原子炉が完全に解体されました。ヤンキー・ロウ原子力発電所は2007年に完全に廃止され、米国原子力規制委員会（NRC）は8月にヤンキーに対し、旧発電所敷地がNRCの手順と規制に従って完全に廃止されたことを通知しました。[ 20 ]メイン・ヤンキー原子力発電所は2005年に完全に廃止されました。[ 21 ] そしてコネチカット・ヤンキー原子力発電所です。[ 22 ]これら3つの以前の商業用原子炉の敷地はすべて、緑地の状態 に戻され、見学者に開放されています。
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