アイダホ国立研究所

改良型原子力発電所を開発するこのプログラムの一環として、「次世代原子力発電所」（NGNP）があり、これは原子力エネルギーを電力以外にも利用する新しい方法の実証となる。発電所内の核分裂によって発生する熱は、発電と同時に水素製造やその他の産業用途のプロセス熱として利用できる。また、NGNPは高温ガス炉^{[ 10 ]}を使用し、人や機械の介入よりも自然の物理プロセスに依存する冗長な安全システムを備えている。

INLは2005年から2011年にかけて民間企業と協力してNGNPの開発に取り組みました。これは2005年のエネルギー政策法に基づき、米国エネルギー省からこの取り組みを主導するよう委託されたものです。^{[ 11 ]} 2011年以降、このプロジェクトは停滞し、資金提供も停止しました。この原子炉の設計は現在フラマトム社が所有しています。

燃料サイクル研究開発プログラムは、米国における原子炉燃料の現在のライフサイクルに内在するいくつかの課題に対処することで、原子力エネルギーの利点を拡大することを目的としています。これらの取り組みは、原子力エネルギーの拡大を安全、確実、経済的、かつ持続可能なものにすることを目指しています。

現在、米国は他の多くの国と同様に、「オープンエンド型」の核燃料サイクルを採用しており、原子力発電所の燃料は一度使用された後、無期限に貯蔵される。FCRDの主要な目標の一つは、燃料サイクルを「クローズド型」にする方法を研究、開発、実証し、燃料がエネルギーを使い切る前に廃棄されるのではなく、再利用またはリサイクルされるようにすることである。INLは、FCRDの多くの国家研究活動を調整しており、その内容は以下のとおりである。

• 重要な燃料サイクルに関する研究開発（R&D）活動を継続する
• 燃料循環の閉鎖を支援する政策および規制枠組みの開発を推進する
• 展開可能な技術の開発
• 高度なモデリングおよびシミュレーションプログラムの要素を確立する
• 科学に基づいた研究開発プログラムの実施^{[ 12 ]}

軽水炉持続可能性プログラムは、運転寿命60年を超えて延長を申請することが安全かつ賢明であるかどうかを実証するために必要な研究を行い、情報を収集する国家的な取り組みを支援する。

このプログラムは、米国にある100基以上の発電用原子力発電所の耐用年数を安全かつ経済的に延長することを目的としています。このプログラムは、技術情報を集約し、重要な研究を実施し、ライセンス延長申請に使用するデータを整理します。^{[ 13 ]}

INLの先進試験炉は、アイダホ州アイダホフォールズから約50マイル（80km ）の場所に位置する研究用原子炉である。 

エネルギー省は2007年4月に先進試験炉（ATR）を国立科学ユーザー施設に指定しました。この指定により、大学主導の科学研究グループが施設を利用できるようになり、ATRやINLおよびパートナー施設の他のリソースに無料でアクセスできるようになりました。^{[ 14 ]} INLは、毎年2回の締め切り日があるローリング提案募集に加えて、研究者が利用可能なユーザー施設の機能に慣れるための年次「ユーザーウィーク」と夏季セッションを開催しています。

米国エネルギー省の原子力エネルギー大学プログラムは、大学の研究助成金、フェローシップ、奨学金、およびインフラ整備のための資金を提供します。

例えば、2010 年 5 月には、このプログラムは 17 州の 23 の米国大学で実施されている 42 の大学主導の R&D プロジェクトに 3,800 万ドルを授与しました。2009 会計年度には、このプログラムは 23 州の 30 の米国大学に 71 の R&D プロジェクトに約 4,400 万ドル、インフラ助成金として 600 万ドル以上を授与しました。^{[ 15 ]} INL の先端エネルギー研究センターがDOE のためにこのプログラムを管理しています。CAES は、INL とアイダホ州の 3 つの公立研究大学 (アイダホ州立大学、ボイシ州立大学、アイダホ大学) との共同事業です。

マルチフィジックス手法グループ（MMG）は、アイダホ国立研究所（米国エネルギー省傘下）で2004年に開始されたプログラムです。このプログラムは、マルチフィジックスおよびモデリングフレームワークMOOSEに基づくアプリケーションを使用して、原子炉内部の複雑な物理的および化学的反応をシミュレートします。このプログラムの最終目標は、これらのシミュレーションツールを使用して核燃料のより効率的な使用を可能にし、その結果、電気料金の削減と廃棄物の削減を実現することです。^{[ 16 ]}

MMGは、原子炉内の燃料と熱が原子炉内でどのように伝達されるかに関連する原子炉内の問題に焦点を当てています。「燃料劣化」とは、原子炉内の高温と放射線によって、ウランペレットとそれらを包む棒（複数の棒を束ねたものが「燃料集合体」です）が時間の経過とともに徐々に劣化していくことを指します。このグループは、次の3つの主要な目標を掲げています。「MMGの使命は、INLの目標である米国の原子力エネルギー事業の推進を支援することです。^{[ 17 ]}

• 計算原子力工学の現状をさらに発展させる
• 多次元多物理解析手法における強固な技術基盤の構築
• 次世代の原子炉シミュレーションコードとツールの開発

同グループが行う活動は、軽水炉持続可能性プログラムによる先進核燃料の研究など、様々なプログラムを直接的に支援するものである。

アイダホ国立研究所（INL）は、脆弱性評価を実施し、インフラストラクチャの回復力に関連する技術を開発してきました。同研究所は、業界パートナーと協力して、電力網の信頼性、制御システムのサイバーセキュリティ、および物理セキュリティシステムに関する研究を行っています。^{[ 18 ]}

INLは、国内外の顧客向けに高度なサイバー訓練を実施し、模擬競争演習を監督しています。^{[ 19 ]}この研究所は、国土安全保障省、エネルギー省、国防省のサイバーセキュリティおよび制御システムプログラムを支援しています。INLのスタッフは、標準化団体、規制機関、国家政策委員会に指導やリーダーシップを提供するよう頻繁に求められています。

2011年1月、ニューヨーク・タイムズ紙は、イランの核遠心分離機を機能不全に陥れたとされるStuxnetウイルスの初期研究の一部はINLが担当していたと報じた。シーメンスと提携したINLは、PCS-7制御システムの脆弱性を特定するために研究を行った。タイムズ紙によると、その情報は後にアメリカ政府とイスラエル政府によってStuxnetウイルスの作成に利用されたという。^{[ 20 ]}

タイムズの記事は後に、フォーブスのブロガーであるジェフリー・カーを含む他のジャーナリストによって、センセーショナルで検証可能な事実が欠けているとして異議を唱えられた。^{[ 21 ]} 2011年3月、ヴァニティ・フェア誌のStuxnetに関する表紙記事には、INLの公式回答が掲載され、「アイダホ国立研究所はStuxnetワームの作成には関与していません。実際、私たちの焦点は、Stuxnetのようなサイバー脅威から制御システムと重要インフラを保護し防御することであり、私たちはこれらの取り組みで広く知られています。私たちは制御システム業界内で築いてきた関係を大切にしており、機密情報を漏洩することでこれらのパートナーシップを危険にさらすようなことは決してしません。」と述べられている。^{[ 22 ]}

INLの原子力ミッションと原子炉設計および運用における伝統を基盤として、研究所のエンジニアは核燃料サイクルを確保し、大量破壊兵器の拡散を防ぐための技術開発、政策策定、イニシアチブの主導を行っている。^{[ 23 ]}

国家核安全保障局の指示の下、INLと他の国立研究所の科学者たちは、外国の新品および使用済み高濃縮ウランの備蓄を確保し、処理のために安全な保管場所に戻すという世界的な取り組みを主導している。^{[ 24 ]}他の技術者たちは、米国の研究用原子炉を改造し、高濃縮ウランをより安全な低濃縮ウラン燃料に置き換える新しい原子炉燃料を開発している。^{[ 25 ]}核兵器や放射性物質の拡散による脅威から身を守るため、INLの研究者たちは放射性物質を調査し、その起源と潜在的な用途を理解しようとしている。また、彼らの知識を応用して、容器をスキャンして核物質を監視する検出技術の開発も行っている。

広大な砂漠地帯に位置する研究所は、原子力施設と豊富な種類の原料を備えており、軍の緊急対応要員、法執行機関、その他の民間緊急対応要員にとって理想的な訓練場所となっている。INLは、教室での研修、野外演習の実施、技術評価の支援などを通じて、これらの組織を日常的に支援している。

INLの先進車両試験活動では、4000台以上のプラグインハイブリッド車から情報を収集しています。これらの車両は、米国、カナダ、フィンランド全土に所在し、幅広い企業、地方自治体、州政府、擁護団体などが運用しています。これらの車両は合計で150 万マイル相当の走行データを記録しており、INLの専門家が分析を行っています。

INLでは、水素燃料車や純粋な電気自動車など、他の数十種類の車両もテストされています。このデータは、プラグイン車やその他の代替車両の普及に不可欠となる性能やその他の要因を評価するのに役立ちます。^{[ 26 ] [ 27 ]}

INLの研究者たちは、農家、農業機械メーカー、大学と提携して、産業規模のバイオ燃料経済の物流を最適化している。小麦の藁、トウモロコシの穂軸^{[ 28 ] [ 29 ]}の茎や葉などの農業廃棄物、あるいはスイッチグラスやミスカンサスなどのバイオエネルギー作物は、セルロース系バイオ燃料の製造に利用できる。INLの研究者たちは、バイオ燃料の原料を畑からバイオ精製所まで運ぶ最も経済的で持続可能な方法を決定するために取り組んでいる。^{[ 30 ]}

INLのロボット工学プログラムは、危険な廃棄物の除去、放射線量の測定、麻薬密輸トンネルの偵察、捜索救助活動の支援、環境保護など、様々な用途に用いられるロボットの研究、製造、試験、改良を行っています。

これらのロボットは転がったり、這ったり、飛んだり^{[ 31 ]}、水中にも潜り、群れをなして^{[ 32 ]}移動しながら互いに通信して仕事をこなします。

生物システム部門は、アイダホフォールズにあるINL研究センター内の総面積12,000平方フィート（1,100平方メートル^）の15の実験室に収容されています。同部門は、イエローストーン国立公園の極めて高温のプールなど、極限環境に生息する細菌やその他の微生物の研究を含む、幅広い生物学的研究を行っています。^{[ 33 ]}これらの種類の生物は、バイオ燃料生産の効率を高める可能性があります。珍しい微生物に関連するその他の研究は、二酸化炭素隔離や地下水浄化などの分野で可能性を秘めています。^{[ 34 ]} 

INLは、最適な炭素管理とエネルギー生産のために複数のエネルギー源を組み合わせたハイブリッドエネルギーシステムに関連する研究と試験の先駆者です。たとえば、特定の再生可能エネルギーが利用できない場合、原子炉は電力を供給できるだけでなく、炭素を含まない熱源と水素も供給でき、たとえば石炭から液体輸送燃料を製造するために使用できます。^{[ 35 ]}

2014年半ばINTECのINL敷地内では、新しい液体廃棄物処理施設である統合廃棄物処理ユニット（IWTU）の建設がほぼ完了していた。この施設では、蒸気改質プロセスを使用して約90万ガロンの液体核廃棄物を処理し、処分に適した粒状製品を生成する。この施設は、この種のものとしては初めてであり、縮尺プロトタイプに基づいている。このプロジェクトは、INL敷地内の廃棄物を除去し、古い核施設を解体することを目的としたエネルギー省のアイダホ浄化プロジェクトの一部である。^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]}

2022年5月、CNBCは、多くのスタートアップ企業が核融合発電の商業化に向けて取り組んでいる燃料であるトリチウムの製造と安全プロトコルを調査するために、安全とトリチウム応用研究（STAR）プログラムが設立されたと報じた。^{[ 39 ]}

高温燃料検査施設（HFEF）は、INLの研究者やその他の科学者が、高放射性照射済みの原子炉燃料やその他の材料を検査・試験することを可能にする施設である。

HFEFには、ホットセルと呼ばれる15のワークステーションがあります。各セルの窓には、厚さ4フィート（1.2メートル）の鉛入りガラス板が薄い油層で隔てられて配置されています。遠隔操作マニピュレーターにより、ユーザーはロボットアームを使ってホットセル内の物品を操作できます。特殊なフィルター付き排気システム^{[ 47 ]}により、室内と室外の空気は安全です。これらのステーションでは、科学者や技術者が照射済み燃料や材料の性能をより正確に判断できます。科学者は、ニューメキシコ州の廃棄物隔離パイロットプラントで長期保管される予定の材料の特性評価も行うことができます。 

2006年に打ち上げられた冥王星探査機ニュー・ホライズンズは、アイダホ国立研究所（INL）の宇宙・安全保障電力システム施設で燃料を供給される装置によって稼働している。放射性同位体熱電発電機（RTG）は、核分裂を起こさない非兵器級プルトニウムを用いて、このような深宇宙探査ミッションに必要な熱と電力を生成する。

ニューホライズンズミッションでRTGを使用することは、衛星にとって太陽電池パネルよりも実用的な電源である。なぜなら、衛星は非常に遠くまで移動するため、太陽からのエネルギーでは機体に十分な電力を供給できないからである。^{[ 48 ]}このプロジェクトは2004年後半に開始され、2006年1月のロケット打ち上げ成功で終了した。チームは、冥王星ニューホライズンズミッションと次の火星探査車のためにRTGの燃料補給、テスト、および配送を実施した。^{[ 49 ]}

INLの燃料調整施設では、電気分解を用いて使用済み核燃料棒から特定の成分を分離しています。従来の水系再処理技術では燃料棒を酸に溶解しますが、「乾式処理」では燃料棒を溶融し、電気を用いてウランやナトリウムなどの成分を分離します。INLはこの技術を用いて、実験増殖炉II（EBR-II）の燃料棒からナトリウム金属を除去し、安全に国立貯蔵施設に保管できるようにしています。

放射化学研究所は、放射線計測機器実験室1室、アクチニド化学実験室2室、および放射線学的研究と非放射線学的研究の両方のためのその他の実験室を含む施設です。

これは、アイダホ国立研究所（INL）とアイダホ州の3つの公立研究大学（アイダホ州立大学、アイダホ大学、ボイシ州立大学）とのパートナーシップです。各提携機関の設備とインフラを利用できる研究者たちは、プロジェクトのために数百万ドルもの国の資金を獲得してきました。センターの研究所には、局所電極原子プローブ（LEAP）やコンピュータ支援仮想環境（CAVE）などの研究機器やツールが備えられています。

屈折率整合施設は、世界最大の施設です。この施設では、軽質鉱物油を使用し、研究者は縮尺通りに作られた溶融石英モデルを使って、原子炉の炉心のような複雑な形状の物体の内部や周囲の液体の流れを研究することができます。この施設は基本的に巨大なループ状になっており、ほぼ透明な油が可変速度でポンプで送られます。特殊なレーザーが「ドップラー速度測定」を行い、物体の流れの特性を検査できる3次元画像を生成します。観察者は、レーザー装置の近くにあるポリカーボネート製の観察窓を通して流れを直接見ることもできます。^{[ 51 ] [ 52 ]}

INLの遠心分離機は、研究者が地下廃棄物処分施設で使用される人工的な蓋や障壁を液体や汚染物質がどのように通過するかのモデルを改善するなどの取り組みに役立っています。^{[ 53 ]}

INLの遠心分離機は、米国にある2メートル（約6フィート）を超える25基未満の地質遠心分離機のうちの1つです。^{[ 53 ]} アイダホフォールズのINL研究センターの隣にあるこの遠心分離機は、コンピュータで遠隔操作でき、地球の重力の130倍の力を試料に加えることができます。^{[ 54 ]}

遠心分離機を使用する実験の多くは、数年分の重力の影響を正確にシミュレートするために、数百時間稼働させる必要がある。ペイロードは搭載コンピュータによって監視され、遠心分離機のチャンバー外にある遠隔監視ステーションに中継され、技術者が状況を監視することができる。^{[ 54 ]}