Loading article…
スーパーフェニックス（フランス語発音: [ sypɛʁfeniks ]、英語: Superphoenix、SPX）は、フランスのローヌ川沿い、スイス国境に近いクレ＝マルヴィルに建設された原子力発電所のプロトタイプである。スーパーフェニックスは出力1,242MWeの高速増殖炉で、フランスの従来型原子炉から出る核燃料を再処理すると同時に、単独でも経済的な発電を行うという二つの目標を掲げていた。 2024年現在スーパーフェニックスは、これまで建造された中で最大の増殖炉である。
建設は1976年に始まり[ 1 ] 、原子炉は1985年に臨界に達し、1986年に送電網に接続されました[ 2 ]。プロジェクトはコスト超過、遅延、大規模な住民の抗議に見舞われました。全体として、原子炉の稼働率は14.4%と非常に低いものでした[ 2 ] 。前例のないプロジェクトであることに関連する多くの技術的問題にもかかわらず、停止時間のほとんどは行政手続きによるものでした。プラントは技術的には運転を再開できる状態でしたが、そうすることを禁じられていました[ 3 ] 。技術的な問題は徐々に解決され、1996年までにプラントの稼働率は95%に達しました[ 3 ] 。
同工場は1996年12月にメンテナンスのため操業を停止し、閉鎖期間中は再稼働を阻む訴訟の対象となった。1997年6月、新たに首相に就任したリオネル・ジョスパンは、スーパーフェニックス工場を永久閉鎖すると発表した。これは1998年12月に閣僚令によって正式に決定された。
フランスは第二次世界大戦終戦直後からプルトニウム生産の問題に取り組んでいた。当時、この問題に対する一般的な解決策は、UNGGのような天然ウランを燃料とする黒鉛減速式空気冷却または水冷却原子炉を使用することだった。このような設計は発電という点では経済的価値は低いものの、プルトニウム燃料を「増殖」させるという問題に対するシンプルな解決策であり、プルトニウム燃料は化学処理によって元のウラン燃料から分離することができる。
増殖炉の設計におけるもう一つの解決策として、黒鉛を液体ナトリウム金属に置き換えることが以前から知られていた。黒鉛は減速材として使用され、核反応で放出される中性子を、他のウラン原子が反応しやすい速度まで減速させる。天然ウラン燃料を高速中性子に敏感な燃料、通常は高濃縮ウランやプルトニウムに置き換えれば、減速材を使用せずに反応を進行させることができる。
この設計では減速材は不要となるものの、炉心は依然として冷却する必要がある。理想的な冷却材は、炉心のサイズを縮小できるほど高い効率性を持ち、かつ中性子に対してほぼ透明であるべきである。このような材料として最も研究されているのは液体ナトリウムであるが、塩類やその他の金属も使用されている。
これにより原子炉のサイズが大幅に縮小されるだけでなく、単一の反応から発生する高速中性子によって複数の増殖反応が引き起こされる。炉心を天然ウランなどの増殖性物質、あるいは他の原子炉からの核廃棄物で囲むことで、増殖反応はより大きな体積で、本来は利用価値のない物質の中で起こる。この部分はブランケットと呼ばれる。このような設計は、増殖比が1より大きい限り、消費する燃料よりも多くの燃料を生成するという利点も持つ。
このような設計には、従来の軍事設計に比べて3つの大きな利点がある。
欠点は、何らかの濃縮燃料を燃料として使用する必要があることだが、ブランケット内で生成される核分裂性物質自体も利用できる。
フランスの高速炉の計画は、1958年のラプソディ計画にまで遡り、1964年には出力 1GWeのより大型の設計が続きました。ラプソディ施設の建設は1962年に始まり、1967年1月28日に臨界に達しました。発電システムは備えていませんでしたが、22MWの熱出力（MWth）は、おそらく8MWの電気出力（MWe） に相当します。1966年からマスルカ施設で炉心構成の実験が行われ、より大型の発電施設の設計がすでにかなり進んでいました。[ 4 ]
1960年代、原子力発電への関心は最高潮に達していた。フランスは自国のウラン供給量が乏しかったため、大規模な原子力発電は供給制約を受けることになり、特に原子力発電所の建設ブームにより、世界的に見ても供給量が限られることが予想された。フランスの計画では、増殖炉は、従来の軽水炉群の燃料を生産するだけでなく、それらの原子炉から出る廃燃料から燃料を生産することで、処分しなければならない核廃棄物の量を削減するという二重の目的を果たすことになっていた。約200基の軽水炉群に燃料を供給するために必要な増殖炉の数はわずか20基程度と推定されていた。
フランスは、ラプソディが臨界に達してからわずか1年後の1968年11月にフェニックス 実証プラントの建設を開始した。このプラントには、約77%のPu-239を含む931kgの原子炉級プルトニウムが燃料として投入された（兵器級は少なくとも93%）。燃料負荷は最大で約90日間運転可能であったが、実際には通常2ヶ月間運転された。設計上、燃料交換には原子炉の停止が必要であった。その結果、利用率（CF）は65%程度と低かった。[ 5 ]プロトタイププラントとして、高いCFは設計目標ではなかったが、実用的な設計ではこれを改善する必要があるだろう。[ 6 ]フェニックスは1.16の増殖比を実証した[ 7 ]。これは、消費する燃料よりも16%多く燃料を生成し、通常の運転では233MWeを発電したことを意味する 。
フェニックスは1970年代と1980年代を通して問題なく稼働していたが、1989年から1990年の間に4回の電力過渡現象が発生し、自動スクラムが作動した。1991年の報告書では原因が明確に特定されなかった。[ 8 ] 1993年に改修と寿命延長工事が開始された。原子炉は2003年に出力を130MWeに下げて再稼働した。[ 5 ]
1971年と1972年に、フランス、ドイツ、イタリアは、フランスとドイツにそれぞれ1基ずつ、本格的な増殖炉を共同建設する協定に署名した。[ 9 ] 1973年の石油危機により、燃料の安全保障の問題が極めて重要になった。メスマー計画の一環として、フランスは将来、電力の大部分を原子力源から供給する計画を立て始めた。[ 10 ]連続運転、高CF、単独原子炉としても経済的に運転できることを目標とする後継増殖炉の設計に新たな優先順位が与えられた。これがスーパーフェニックス設計となった。[ 6 ]
1974年10月9日から11月8日までの「極めて短い」期間に公聴会が行われた。[ 5 ]これに対し、ほぼ即座に反対意見が出た。11月には、リヨン物理研究所の物理学者80名が、増殖炉技術のリスクに関する公開書簡を発表し、1975年2月には約400名の科学者が拡大された書簡に署名した。反対意見としては、フランス原子力庁（CEA）長官のアンドレ・ジローが、建設を進めるべきだと主張し、遅延は「期待されるウラン節約に壊滅的な影響を与える」と警告した。[ 9 ]反対意見にもかかわらず、スーパーフェニックスの建設は1976年に進められたが、これは翌年、初期建設がすでに始まっていた時まで公式には発表されなかった。[ 9 ]
設計作業は、黒鉛ガス設計が放棄された後、より小規模なLMFBRフェニックスの建設が始まったのと同じ1968年に開始された。高速増殖炉設計は、他の燃料の供給が途絶える恐れがあったため選ばれた。石油価格が高止まりし、ウランの供給が減少すれば、「プルトニウム経済」は実現可能と思われた。建設は1972年に承認され、1974年から1981年まで続いたが、発電は1985年まで始まらなかった。建設中はコストが急速に上昇した。この発電所は、 EDFが51% 、 ENELが33% 、SBK（Schneller Brüter Kernkraftwerksgesellschaft）が16%を所有するコンソーシアムNERSAによって運営された。
この建設は多くの市民の抗議を引き起こした。例えば、アナキストグループであるフェデラシオン・アナキスト[ 11 ]を含む6万人の抗議者によるデモ行進では、抗議者が火炎瓶を使用した[ 12 ] [ 13 ]。 1977年7月のこの抗議は、最終的にCRSによって鎮圧され、ヴィタル・ミカロンが死亡、100人以上が重傷を負い、警察は警棒を使用し、催涙ガス弾を発射して抗議者を解散させた[ 14 ] [ 15 ] 。
抗議活動や小規模な破壊行為が続く中、1982年1月18日の夜、未完成の原子力発電所に対してRPG-7ロケット推進式手榴弾による攻撃が行われた。5発のロケット弾がローヌ川を越えて未完成の格納容器に向けて発射された。2発が命中し、鉄筋コンクリートの外殻に軽微な損傷を与えたが、原子炉の空の炉心には当たらなかった。当初、犯行声明は出されなかった。[ 16 ]
2003年5月8日、 1985年にスイス緑の党からジュネーブ州議会議員に選出されたシャイム・ニッシム[ 17 ]は、攻撃を実行したことを認めた。彼は、武器はベルギーのテロ組織セルル・コミュニスト・コンバタント（共産主義戦闘細胞）を通じてカルロス・ザ・ジャッカルから入手したと主張した[ 18 ] [ 19 ] 。
設計上の電力出力は 1.20 GWでしたが、その稼働率は年によって 0% から 33% まで変動しました。時間が経つにつれて、別の原因から問題が発生しました。液体ナトリウム冷却システムが腐食や漏洩に見舞われたのです。これらの問題は最終的に解決され、1996 年 12 月には出力は定格出力の 90% に達しました。[ 20 ]
1990年12月、大雪によりタービンホールに構造的な損傷が発生した。発電は、原子力施設安全局が1992年に承認するまで再開されなかった。 [ 21 ]
この発電所は1986年1月14日にEDFの送電網に接続され、1994年までの10ヶ月間の稼働で4,300GWhの電力を生産し、その価値は約10億フラン（1995年換算）であった。1996年には8ヶ月間の稼働で3,400GWhの電力を生産し、その価値は約8億5,000万フランであった。[ 20 ]
1998年9月、同工場は閉鎖された。同年初めに発生した2件の事故がきっかけとなり、3件目の事故が発生し、自動停止が作動した。
11年間で、この発電所は53か月間（ほとんどが低出力で）正常に稼働し、試作機の技術的問題の修正のために25か月間停止し、政治的および行政的問題のために66か月間停止した。[ 20 ]
スーパーフェニックスは、計画・建設当初から、緑の党「レ・ヴェール」をはじめとする多くの反原子力団体の注目を集めてきた。 「原子力発電所をなくそう」という全国的なネットワークが結成され、地方委員会、環境団体、市民運動、政党など、数百もの組織が結集した。
1996年12月、メンテナンスのため発電が停止された。しかし、原子炉反対派による訴訟を受け、1997年2月28日、最高行政裁判所は、スーパーフェニックスの再稼働を認めた1994年の政令は無効であるとの判決を下した。1997年6月、リオネル・ジョスパン首相は就任後、コストが高すぎるとして同発電所の閉鎖を発表した。
フランス会計検査院（Cour des Comptes）の1996年の報告書は、稼働率が低い（10%未満）ことを認めつつも、1996年には改善が見られ、稼働率が46%を超えれば、少なくとも2001年までは発電所を稼働させ続けることが経済的に有利になると評価した。原子炉への総支出は600億フラン（91億ユーロ）と推定された。[ 22 ]
1998年の「スーパーフェニックスと高速中性子炉部門に関する調査委員会」[ 3 ]は、「スーパーフェニックス閉鎖の決定は、社会党と緑の党の合意におけるジョスパンのプログラムに含まれていた」と報告した。また、同報告書は「多くの困難にもかかわらず、技術的な成果は意義深い」とも述べている。報告書の末尾にある投票の説明では、委員会のメンバーは「スーパーフェニックスを諦めたのは大きな間違いだった」「スーパーフェニックスは象徴であるため、消滅しなければならない」と述べている。
650本の燃料棒のうち最後の1本が原子炉から取り出されたのは2003年3月18日だった。それらは現在、使用済み燃料プールに保管されている。
2004年4月、5,500トンのナトリウム冷却材を70,000トンのコンクリートに組み込むための工場建設計画を検討する公聴会が開始された。この計画は、英国のドーンレイ高速炉の閉鎖後に実施されたものと同様である。