トリウムベースの原子力

トリウムベースの原子力発電は、主に核分裂しやすい元素トリウムから生成される同位体ウラン 233の核分裂によって発電します。トリウム燃料サイクルは、ウラン燃料サイクル^{[注 1]}に比べて、地球上のトリウムの豊富さ、優れた物理的特性と核燃料特性、核廃棄物の生成の削減など、いくつかの潜在的な利点があります。トリウム燃料の利点の 1 つは、兵器化の可能性が低いことです。原子炉で生成されるウラン 233を兵器化することは困難です。プルトニウム 239 ははるかに低いレベルで生成されるため、トリウム原子炉で消費できます。

トリウムの使用可能性は、シッピングポート原子力発電所に設置されたトリウムベースの軽水増殖炉（LWBR）炉心の設計、建設、および成功した運転を通じて、商業発電所の規模で大規模に実証されました。^[1]この発電所の原子炉は、さまざまな炉心を収容できるように設計されていました。トリウム炉心の定格出力は60MW(e)で、1977年から1982年にかけて電力を生産し（21億キロワット時を超える電力を生産）、増殖比1.014を達成するのに十分な量のトリウム232をウラン233に変換しました。

トリウムの使用の実現可能性を研究した後、核科学者ラルフ・W・モイアとエドワード・テラーは、30年間の停止後にトリウム核研究を再開し、小規模なプロトタイププラントを建設すべきであると提案した。^{[2] [3] [4]} 1999年から2022年の間に、世界で稼働中のトリウム原子炉の数はゼロ^[5]から数基の研究炉^[6]に増加し、国家規模の発電所として使用するための本格的なトリウムベースの原子炉を製造する商業計画にまで達した。^{[7] [8] [9] [6] [10]}

支持者たちは、トリウムはよりクリーンで安全な新世代の原子力発電を開発するための鍵であると考えている。^{[9] 2011年、}ジョージア工科大学の科学者グループは、トリウムベースの発電を「1000年以上の解決策、または人類の環境への悪影響の大部分を解決する真に持続可能なエネルギー源への質の高い低炭素の架け橋」と評価した。 ^[11]しかし、トリウム発電の開発には多額の初期費用がかかる。増殖炉全般（本質的に増殖炉であるトリウム炉を含む）の開発は、核拡散の懸念を高めることになる。

第二次世界大戦後、ウランを原料とする原子炉が電力生産のために建設された。これらは、原子力潜水艦の推進力を生み出す原子炉設計に類似していた。核兵器の材料を生み出す原子炉設計は、発生する廃熱を利用して電力を生み出すためにも利用できる。この時期に、米国政府は、トリウムに中性子を照射して生成される核分裂性物質であるU-233 燃料を使用する実験用プロトタイプの溶融塩原子炉(MSR) も建設した。オークリッジ国立研究所に建設された MSRE 原子炉は、 1965 年から 1969 年にかけて約 15,000 時間にわたって臨界運転を行った(出力レベルは 8 MWth を若干下回る)。1968 年、ノーベル賞受賞者でプルトニウムの発見者であるグレン・シーボーグは、自身が委員長を務める原子力委員会に、トリウムを原料とする原子炉の開発とテストに成功したことを公表した。 ^[12]

しかし、1973 年に米国政府はウラン技術に落ち着き、トリウム関連の核研究をほぼ中止した。その理由は、ウラン燃料原子炉の方が効率が良く、ウランの研究は実証済みであり、トリウムの増殖率は商業用核産業の発展を支えるのに十分な燃料を生産するには不十分だと考えられていたためである。モイアとテラーは後に次のように書いている。「競争は、ウラン - プルトニウム サイクルの液体金属高速増殖炉 (LMFBR) とトリウム - ²³³ U サイクルの熱反応炉、つまり溶融塩増殖炉に絞られた。LMFBR は増殖率が高く、競争に勝った。」彼らの意見では、少なくともバックアップ オプションとしてトリウム原子炉の開発を中止するという決定は「許される誤り」であった。^[2]

科学ライターのリチャード・マーティンは、オークリッジの所長であり、新しい原子炉の主な責任者であった原子物理学者のアルヴィン・ワインバーグが、より安全なトリウム原子炉の開発を推進したために所長の職を失ったと述べています。^{[13] [14]}ワインバーグ自身もこの時期を回想しています。

[下院議員]チェット・ホリフィールドは明らかに私に腹を立て、ついにこう言った。「アルビン、原子炉の安全性を心配しているのなら、原子力エネルギーから撤退すべき時が来ていると思う。」私は言葉を失った。しかし、私のスタイル、私の態度、そして私の将来に対する認識は、もはや原子力委員会内の権力と調和していないことは明らかだった。^[15]

マーティンは、ワインバーグ氏が軍事利用のために安全性の高い原子力を犠牲にすることを望まなかったために引退を余儀なくされたと説明する。

ワインバーグは、メルトダウンの危険性がゼロのまったく新しいタイプの原子炉にトリウムを使用できることに気づいた。...彼のチームは実際に機能する原子炉を建設し...彼は残りの18年間の在職期間を、トリウムを国の原子力発電の核にしようと費やした。しかし失敗した。ウラン原子炉はすでに確立されており、米国の核計画の事実上の責任者であるハイマン・リコバーは、ウラン原子炉から得られるプルトニウムを爆弾の製造に利用しようとした。次第に追いやられ、ワインバーグは1973年についに追放された。^{[16] [疑わしい–議論する]}

トリウム原子力発電の歴史は文書化されており、シッピングポート原子力発電所のLWBR炉心の運転によるトリウムベースの増殖の実証も成功しているにもかかわらず、今日の核の専門家の多くはそれについて知りませんでした。Chemical & Engineering Newsによると、「科学者を含むほとんどの人は、重金属元素についてほとんど聞いたことがなく、それについてほとんど知りません」と述べ、会議出席者の「原子炉技術の博士号を持っていても、トリウムエネルギーについて知らないことはあり得ます」というコメントを指摘しています。^[17]たとえば、原子核物理学者のビクター・J・ステンガーは、2012年に初めてそれを知りました。

最近、第二次世界大戦以来、このような代替手段が利用可能であったにもかかわらず、兵器への応用が不十分であったために追求されなかったことを知り、私は驚きました。^[18]

元NASA科学者でトリウムの専門家であるカーク・ソレンセン氏を含む他の人々は、「トリウムは選ばれなかった代替の道だった」ことに同意している。^{[19] [20] : 2}ソレンセン氏によると、ドキュメンタリーのインタビューで、米国が1974年に研究を中止していなければ、「おそらく2000年頃までにエネルギー自給を達成できただろう」と述べている。^[21] 2022年5月18日、米国上院法案S.4242「トリウム溶融塩炉の開発を促進するためにウラン233の保存と貯蔵を規定する法案」、つまり「トリウムエネルギー安全保障法」が初めて導入された。ソレンセン氏は2006年以来この措置を主張していた。^[22]

• 豊富さ。 地殻中のトリウムはウランの3倍豊富で、鉛やガリウムとほぼ同じくらい豊富です。 ^[23]トリウムエネルギー同盟は、「米国だけでも、現在のエネルギーレベルで1,000年以上国を動かすのに十分なトリウムがある」と推定しています。^{[24] [23]}「米国は、希土類金属採掘の副産物として何トンものトリウムを地中に埋めてきました」とエバンス＝プリチャードは指摘しています。^[25]ほぼすべてのトリウムは、肥沃なTh-232です。一方、ウランは、肥沃なU-238の99.3%と、より価値の高い核分裂性のU-235の0.7%で構成されています。
• 爆弾には不向き。トリウム原子炉の副産物から実用的な核爆弾を作るのは困難であるため、政府は核兵器拡散を悪化させることなく、さらに原子力発電を追求できる可能性がある。トリウムはウランのように核分裂性ではないため、詰め込まれたトリウム原子核は分裂して爆発することはない。しかし、サイクルで使用されるウラン 233 は核分裂性であるため、核兵器の製造に使用できるが、プルトニウムの生産量は減少する。世界初の本格的な原子力発電所の設計者であるアルビン・ラドコウスキー氏によると、「トリウム原子炉のプルトニウム生産率は標準的な原子炉の 2% 未満であり、プルトニウムの同位体含有量は核爆発に適さない」という。^{[20] : 11  [26]} ウラン233爆弾はいくつかテストされているが、ウラン232が存在すると、2つの点でウラン233が「毒化」される傾向がある。ウラン232からの強力な放射線は物質の取り扱いを困難にし、ウラン232は予期せぬ爆発を引き起こす可能性がある。ウラン233からウラン232を分離することは非常に困難であることが判明したが、新しいレーザー同位体分離技術はそのプロセスを容易にする可能性がある。^{[27] [28]}
• 核廃棄物の減少。液体フッ化トリウム原子炉の燃料としてトリウムを使用すると、高レベル核廃棄物の量が最大2桁減少し、モイアとテラーは述べている^[2] 。そのため、大規模または長期の貯蔵が不要になる。^{[20] 13}「中国の科学者は、有害廃棄物はウランの場合の1000倍少なくなると主張している。」^[29]結果として生じる廃棄物の放射能も、現在の核廃棄物が冷却するのに数万年かかるのに対し、わずか1年または数百年で安全レベルまで低下する。^{[30]しかし、トリウムとウランをベースとした燃料サイクルでは、}放射化生成物と核分裂生成物の生成はほぼ同様である。
• 反応開始に必要な材料が少ない。モアとテラーによれば、「増殖炉は起動すると、トリウム以外の燃料は不要になる。なぜなら、増殖炉は燃料のほとんどまたはすべてを自ら生成するからである。」^[2]増殖炉は、消費する量と同量の核分裂性物質を生成する。一方、非増殖炉では、反応を維持するためにウラン235やプルトニウムなどの追加の核分裂性物質が必要となる。^[24]
• 兵器級プルトニウムの採取。トリウム燃料サイクルは、放射能毒性の低い廃棄物で長期的な原子力エネルギーを生産する可能性のある方法です。さらに、トリウムへの移行は、兵器級プルトニウム（WPu）または民生用プルトニウムの焼却によって行うことができます。^[31]
• 濃縮は不要。天然トリウムはすべて燃料として使用できるため、高価な燃料濃縮は必要ありません。^[30]ただし、ウラン-プルトニウムサイクルの燃料としてU-238についても同様です。
• 効率。必要なトリウムの量を石炭と比較すると、CERN （欧州原子核研究機構）のノーベル賞受賞者カルロ・ルビアは、1トンのトリウムで200トンのウラン、あるいは350万トンの石炭と同等のエネルギーを生産できると推定している。^[25]
• フェイルセーフ対策。液体フッ化トリウム原子炉はメルトダウン防止設計となっている。停電時や温度が設定限度を超えた場合には原子炉底部の可溶栓が溶け、燃料を地下タンクに排出して安全に保管する。^[32]
• 採掘。トリウムの採掘はウランの採掘よりも安全で効率的です。トリウムの鉱石であるモナザイトには、通常、それぞれの鉱石に含まれるウランの割合よりも高い濃度のトリウムが含まれています。これにより、トリウムはより費用効率が高く、環境へのダメージが少ない燃料源となります。トリウムの採掘は、ラドン濃度が潜在的に有害となる可能性がある地下ウラン鉱山とは異なり、換気を必要としない露天掘りであるため、ウランの採掘よりも簡単で危険性も低いです。^[33]

マーティンは、潜在的な利点のいくつかを要約して、一般的な意見を述べている。「トリウムは、兵器の拡散、放射能汚染、有毒廃棄物、コストがかかり処理が複雑な燃料など、すべての国民の懸念を和らげながら、クリーンで事実上無限のエネルギー源を提供できる可能性がある。」^{[20] : 13}モアとテラーは2004年に、彼らが推奨するプロトタイプのコストは「10億ドルをはるかに下回り、運用コストはおそらく年間1億ドル程度」になると推定し、その結果、多くの国で使用できる「大規模な原子力発電計画」が10年以内に構築される可能性があると述べた。^[2]

• 大規模で費用のかかる試験、分析、ライセンス取得作業が必要となり、企業と政府の支援が必要となる。^[24]既存の水冷式原子炉でのトリウム燃料の使用に関する2012年の報告書で、原子力科学者会報は「多額の投資が必要で、明確な見返りがない」と述べ、「電力会社の観点から、トリウムの追求を動機づけることができる唯一の正当な動機は経済性である」と指摘した。^[34]
• 製造と再処理のコストは従来の固体燃料棒を使用する場合よりも高くなります。^{[24] [35]}
• トリウムは原子炉で使用するために照射されると、ガンマ線を放出するウラン232を生成します。この照射プロセスは、プロトアクチニウム233を除去することでわずかに変化する可能性があります。プロトアクチニウム233の崩壊により、ウラン232の代わりに核兵器に使用するためのウラン233が生成され、トリウムは二重目的の燃料になります。^{[36] [37]}
• 二酸化トリウムの融点（3350℃）は二酸化ウランの融点（2800℃）よりも高いため、二酸化トリウムベースの燃料を製造するには焼結温度を上げるか、非反応性焼結助剤を添加する必要がある。^{[38] : 2}
• トリウムは核分裂性物質ではなく、核分裂性物質である。つまり、発電に必要な連鎖反応を開始し維持するためには、ウランやプルトニウムなどの別の核分裂性物質と組み合わせて燃料として使用する必要がある。^{[39] [40]}
• トリウムは原子力発電以外の分野では適用性が低いため、トリウム埋蔵量の探査に対する需要は非常に小さい。^[38]

ノーベル物理学賞受賞者で欧州原子核研究機構（CERN）元所長の カルロ・ルビア氏は長年トリウムのファンであった。ルビア氏によると、「原子力発電を活発に継続するためには、大幅な改良が必要だ」という。^[41]

国際原子力機関の元事務局長ハンス・ブリックスは、「トリウム燃料は、ウラン燃料から生じる廃棄物よりも体積が小さく、毒性が低く、寿命がはるかに短い廃棄物を生み出す」と述べている。^[42]

トリウムベースの原子炉、主に液体フッ化トリウム原子炉（LFTR）、MSR設計の研究開発は、米国、英国、ドイツ、ブラジル、インド、インドネシア、中国、フランス、チェコ共和国、日本、ロシア、カナダ、イスラエル、デンマーク、オランダで行われてきたか、現在行われている。 [ 18 ] [ 20 ] 32か国もの専門家による会議が開催されており、その中には^2013年に欧州原子核研究機構（CERN）が開催した会議があり、核廃棄物を生成しない代替核技術としてのトリウムに焦点を当てている。^[43]他の著名な専門家の中で、国際原子力機関の元長官ハンス・ブリックスは、新しい原子力技術への支援拡大を求め、「トリウムの選択肢は、世界に原子力発電用の新しい持続可能な燃料供給を提供するだけでなく、燃料のエネルギー含有量をより有効に活用するものも提供する」と述べている。^[44]

CANDU炉はトリウムを使用することができ、^{[45] [46]}トリウム・パワー・カナダは2013年にチリとインドネシア向けのトリウム発電プロジェクトの開発を計画・提案した。^[47]チリで提案されている10MWの実証炉は、2000万リットル/日の淡水化プラントに電力を供給するために使用できる。2018年、ニューブランズウィック・エネルギー・ソリューションズ・コーポレーションは、小型モジュール炉技術の研究開発に取り組む原子力研究クラスターにモルテックス・エナジーが参加すると発表した。 ^{[48] [49] [50]}

中国科学院の2011年の年次会議では、「中国はトリウムMSR技術の研究開発プロジェクトを開始した」と発表された。^[51]世界原子力協会は、中国科学院が2011年1月にR＆Dプログラムを発表し、「世界最大の国家的取り組みであると主張し、この技術の完全な知的財産権を取得することを望んでいる」と指摘している。^[24]マーティンによると、「中国は単独で進む意志を明確にしている」と述べ、中国はすでに世界の希土類鉱物のほとんどを独占していると付け加えた。^{[20] : 157  [29]}

2012年初頭、中国は西側諸国とロシアが製造した部品を使用して、2つのプロトタイプを建造する計画であると報じられた。1つは2015年までに溶融塩冷却ペブルベッド炉で、 ^{[52] : 分 1:37  [52] : 分 44:20} 、もう1つは2017年までに研究用の溶融塩炉^{[52] : 分 54:00 である。 [52]}このプロジェクトの予算は4億ドルで、400人の労働者が必要であると見積もられていた。^[20]中国はまた、トリウムとウランを燃料として使用する改良型CANDU炉を開発するために、カナダの原子力技術会社と契約を締結した。 ^[53]

中国の元指導者、江沢民の息子である江綿恒博士は、テネシー州オークリッジ国立研究所で非公開の会談でトリウム代表団を率い、2013年後半までに中国は自国の発展を支援するためにオークリッジと正式に提携した。^{[54] [55]}

2014年3月、石炭火力発電への依存が現在の「スモッグ危機」の主因となったことから、稼働可能な原子炉を建設するという当初の目標を25年から10年に短縮した。「かつて政府はエネルギー不足のために原子力発電に興味を持っていた。現在、政府はスモッグのためにさらに興味を持っている」と、このプロジェクトに携わる科学者の李中教授は述べた。「これは間違いなく競争だ」と彼は付け加えた。^[56]

2019年までにゴビ砂漠で2基の原子炉が建設中であり、完成は2025年頃の予定である。中国は2030年までにトリウム原子炉を商業利用することを予定している。^[6] 60MWt の原子炉は2029年に完成する予定である。熱エネルギーの一部である10MW は電力を生成するために使用され、残りは高温で水分子を分解して水素を発生させるために使用される。^[57]

2MWtのトリウムプロトタイプのうちの1つは、2021年に完成に近づいていました。^{[58] [59]} 2021年6月24日の時点で、中国はゴビ溶融塩炉が予定通りに完成し、早ければ2021年9月にもテストが開始されると報告しました。この新しい原子炉は、中国の指導者である 習近平が2060年までに中国をカーボンニュートラルにするという取り組みの一環です。 ^[60]中国は2030年までに世界初の商用トリウム原子炉を完成させることを望んでおり、中国西部の人口の少ない砂漠や平原、および中国の一帯一路構想に参加している最大30か国にさらに多くのトリウム発電所を建設する計画を立てています。^{[60] [61] [62]}

2022年8月、中国生態環境省は上海応用物理研究所（SINAP）に対し、LF1の稼働計画が承認されたことを通知した。^[10]

2023年6月16日、中国国家原子力安全局は中国科学院上海応用物理研究所（SINAP）に2MWt 原子炉TMSR-LF1の運転許可を発行した。^{[63] [64] [65]}

コペンハーゲン・アトミクスは、大量生産可能な溶融塩原子炉を開発しているデンマークの溶融塩技術会社です。コペンハーゲン・アトミクス廃棄物バーナーは、単一流体、重水減速、フッ化物ベース、熱スペクトルおよび自律制御溶融塩原子炉です。これは、漏れのない40フィート（12メートル）のステンレス鋼輸送コンテナ内に収まるように設計されています。重水減速材は塩から断熱されており、継続的に排水され、50°C（122°F）以下に冷却されます。溶融リチウム7重水酸化物（7LiOD）減速材バージョンも研究されています。この原子炉は、使用済み核燃料から分離されたプルトニウムを第一世代の原子炉の初期核分裂性負荷として使用するトリウム燃料サイクルを活用し、最終的にはトリウム増殖炉に移行します。^[66]コペンハーゲン・アトミクスは、バルブ、ポンプ、熱交換器、計測システム、塩化学および精製システム、溶融塩アプリケーション用の制御システムとソフトウェアの開発とテストを積極的に行っています。^[67]

2024年7月、コペンハーゲン・アトミックスは、2026年にスイスのポール・シェラー研究所で重要な実験を行い、実際のシナリオで原子炉をテストする準備ができていると発表した。^[68]

ドイツのTHTR-300 は、トリウムを親核種として、高濃縮ウラン 235 を核分裂性燃料として使用する商用発電所のプロトタイプでした。トリウム高温炉と名付けられていますが、主にウラン 235 が核分裂します。THTR-300 は、グラファイト マトリックスに埋め込まれたウラン 235 とトリウム 232 の燃料粒子を含む、直径 6 センチメートル (2.4 インチ) の球状燃料コンパクト約 670,000 個で構成されたペブル ベッド炉心を備えたヘリウム冷却高温炉でした。1980 年代後半に 432 日間ドイツの電力網に電力を供給した後、コスト、機械的およびその他の理由で停止されました。

インドは世界最大のトリウムの供給国であるが、ウランの供給量は比較的少ない。インドは2050年までに電力需要の30％をトリウムで賄うことを予測している。^[69]

2014年2月、インドのムンバイにあるバーバ原子力研究センター（BARC）は、燃料鉱石としてトリウムを燃焼させる「次世代原子炉」の最新設計を発表し、これを改良型重水炉（AHWR）と名付けた。彼らは、原子炉が120日間無人運転で稼働できると見積もった。^[70] 2017年後半までに、その核となる原子炉の物理の検証が進められていた。^[71]

インド原子力委員会のラタン・クマール・シンハ委員長によると、「これにより、主に輸入されている化石燃料への依存が軽減され、気候変動と闘う世界的な取り組みに大きく貢献することになるだろう」という。その本質的な安全性から、ムンバイやデリーのような人口密集都市「内」に同様の設計を設置できると期待されている。^[70]

インド政府はまた、最大62基の原子炉を開発しており、そのほとんどはトリウムベースで、2025年までに稼働する予定である。インドは、トリウムベースの原子力発電に重点を置く「詳細で資金提供された政府承認の計画を持つ世界で唯一の国」である。インドは現在、原子力発電による電力は2％未満で、残りは石炭（60％）、水力発電（16％）、その他の再生可能エネルギー（12％）、天然ガス（9％）である。^[72]インドは、原子力発電による電力の約25％を生産することを期待している。^[20] 2009年、インド原子力委員会の委員長は、インドは「インドの経済的野心を満たすために、膨大なトリウム資源に基づいてエネルギー自立するという長期目標を持っている」と述べた。^{[73] [74]}

2012年6月下旬、インドは「初の商業用高速炉」が完成に近づいていると発表し、インドはトリウム研究で最も進んだ国となった。「我々は膨大なトリウムの埋蔵量を持っている。課題はこれを核分裂性物質に変換する技術を開発することだ」とインド原子力委員会の元委員長、スリクマール・バネルジーは述べた。 ^{[75]ウランの代わりにトリウムを使用するという構想は、1950年代に物理学者}ホミ・バーバによって提唱された。^{[76] [77] [78] [79]}

2013年、インドの300MWe  AHWR（加圧重水炉）が非公開の場所に建設される予定だった。^[80]この設計では、原子炉級プルトニウムでTh-232からU-233を生成する始動を想定している。その後は、トリウムが唯一の燃料となる。^[81] 2017年現在、設計は検証の最終段階にあった。^[82]

500MWe高速増殖原型炉（PFBR）は当初2010年9月に完成する予定であったが、数回の遅延があった。2024年12月に稼働開始する予定である。^[83]これらの遅延にもかかわらず、インドの長期的な原子力エネルギー生産への取り組みは、2015年に不特定のタイプの原子炉用の新しいサイト10か所が承認されたことで強調されているが、インドのウラン埋蔵量と生産能力が低いため、主要な核分裂性物質（できればプルトニウム）の調達が問題になる可能性がある。^[84]

KAMINI（カルパッカム小型原子炉）は、世界で唯一のトリウムベースの実験炉です。 最大出力で30kWの熱エネルギーを生成します。^{[85] KAMINIは軽水で冷却・減速され、隣接する}FBTR原子炉で利用されているトリウム燃料サイクルで生成されたウラン233金属で燃料が供給されます。

インドネシアエネルギー鉱物資源省の機関であるP3Tekは、ThorCon社製のトリウム溶融塩炉TMSR-500を審査した。この調査では、ThorCon社製のTMSR-500を建設すれば、インドネシアの原子力エネルギーの安全性と性能に関する規制を満たすだろうと報告されている。^[86]

2010年5月、イスラエルのベングリオン・ネゲブ大学とニューヨークのブルックヘブン国立研究所の研究者らは、増殖比が1をわずかに上回るトリウムベースの原子炉の開発に協力し始めた。^[87]これは、ウラン233燃料を使用する軽水炉でのみ可能な特性である。^[88]

2012年6月、日本の電力会社である中部電力は、トリウムを「将来の可能性のあるエネルギー資源の一つ」とみなしていると発表しました。^[89]

2012年後半、ノルウェーの民間企業であるトール・エナジーは、政府およびウェスティングハウスと共同で、既存の原子炉でトリウムを使用する4年間の試験を実施すると発表した。^[90] 2013年、アーカー・ソリューションズは、ノーベル賞受賞物理学者カルロ・ルビアから、陽子加速器ベースのトリウム原子力発電所の設計に関する特許を購入した。^[91]

南アフリカでは、スティーンカンプスクラール・トリウム社が計画している100MW のHTMR-100原子力発電所は、ペブルベッドモジュラー炉の派生型に基づいています。^{[92] [93]}

英国では、トリウムベースの原子力発電所の研究を推進または調査している団体の一つにアルビン・ワインバーグ財団がある。貴族院議員ブライオニー・ワージントンはトリウムを推進しており、英国のエネルギー計画を変える可能性のある「忘れられた燃料」と呼んでいる。^[94]しかし、2010年に英国国立原子力研究所（NNL）は、短期から中期的には「...トリウム燃料サイクルは現時点では役割を果たしていない」と結論付けた。これは「技術的に未熟であり、明らかな利点がないのに多額の資金投資とリスクを必要とする」ためであり、利点は「誇張されている」と結論付けた。^{[24] [35]} 地球の友UKは、代替案としての研究を「有用」であると考えている。^[95]

アメリカの将来に関するブルーリボン委員会は、 2012年1月に米国エネルギー長官に提出した報告書の中で、「トリウムを使用した溶融塩炉も提案されている」と指摘している。 ^[96]同月、米国エネルギー省が溶融塩炉を使用したトリウムベースの原子力発電設計について「中国とひそかに協力している」と報じられた。^[97]

専門家や政治家の中には、トリウムを「米国の核の将来の柱」にしたいと考える者もいる。^[98]当時のハリー・リード上院議員とオーリン・ハッチ上院議員は、 ORNLの研究を復活させるために連邦研究資金2億5000万ドルを使うことを支持した。^[11] 2009年、ジョー・セスタック下院議員は、トリウムベースの液体燃料を使った駆逐艦サイズの原子炉[駆逐艦を動かすサイズの原子炉]の研究開発資金を確保しようとしたが、失敗した。^[99]

ペンシルベニア州シッピングポートにある世界で2番目の本格的な原子力発電所の主任設計者であるアルヴィン・ラドコウスキーは、1997年に米国とロシアの共同プロジェクトを立ち上げ、トリウムベースの原子炉を開発しました。これは「創造的なブレークスルー」と考えられています。^{[100] 1992年、イスラエルの}テルアビブの常駐教授であった彼は、ワシントンDCの近くにトリウム原子炉を建設するために米国企業Thorium Power Ltd.を設立しました。^[100]

米国テキサス州オデッサ近郊で提案されているHT3R研究プロジェクトの主燃料は、セラミックコーティングされたトリウムビーズです。原子炉の建設はまだ始まっていません。^{[ 101]}原子炉の完成までの見積もりは、2006年に当初10年と設定されていました（運用開始予定日は2015年）。^[102]

トリウムベースの原子力発電の研究の可能性については、大統領自由勲章受賞者のリチャード・L・ガーウィンとジョルジュ・シャルパックが、著書『メガワットとメガトン』（2001年）153～163ページでエネルギー増幅器のさらなる研究を勧めています。

シカゴに本社を置くクリーン・コア・トリウム・エナジー社は、HALEU（高分析低濃縮ウラン）用に独自のウランとトリウムの混合物を作り出し、特許を取得した。この燃料混合物は、アニル・カコドカルに敬意を表してANEEL（豊かな生命のための先進的核エネルギー）と呼ばれている。世界原子力協会によれば、HALEUは5%以上20%未満のレベルに濃縮されたウランであり、現在開発中の最先端の原子炉設計を必要とする。しかし、クリーン・コア・トリウム・エナジー社の創設者兼CEOであるメフル・シャー氏によると、稼働中のCANDU原子炉とIPHWRなどのその派生型はANEELに​​対応できるという。テキサスA&M大学原子核工学部の教授で、原子核工学科学センター所長のショーン・マクディービット氏によると、ANEELはトリウムとHALEUを独自のユニークな組成で混合した初めての核燃料である。 ANEELの創設と実施を推進するため、カナダ原子力研究所（CNL）とクリーンコアは2023年4月に覚書を締結した。CNLは覚書の一環としてクリーンコアの研究開発とライセンス供与の取り組みを支援することに合意した。^[103]

トリウムは、希土類リン酸塩鉱物であるモナザイトに多く含まれており、最大約 12% のトリウムリン酸塩を含むが、平均では 6～7% である。世界のモナザイト資源は約 1,200 万トンと推定され、その 3 分の 2 はインドの南海岸と東海岸の重鉱物砂鉱床にある。他のいくつかの国にも相当量の鉱床がある(「世界のトリウム埋蔵量」の表を参照)。^[24]モナザイトは希土類元素 (REE) の優れた供給源であるが、副産物として生成される放射性トリウムを無期限に保管する必要があるため、モナザイトを生産するのは現時点では経済的ではない。しかし、トリウムベースの発電所が大規模に導入されれば、モナザイトを精製してより価値の高い REE を得るだけで、世界のトリウム需要のほぼすべてを賄うことができる。^[105]

トリウムの合理的に確実な埋蔵量（RAR）と推定追加埋蔵量（EAR）の別の推定値は、OECD/NEA、原子力エネルギー、「核燃料サイクルの動向」、パリ、フランス（2001年）から引用されています。^[106] （「IAEA推定値（トン単位）」の表を参照）^{[106] ：p.102}

上記の数字は埋蔵量であり、現在までに調査され、現在の市場価格で抽出可能と推定される高濃度鉱床中のトリウムの量を指します。地球の3 × 10¹⁹トンの地殻には約120兆トンのトリウムが存在し、中間濃度では少量だが膨大な量のトリウムが存在する。 ^{[107] [108]}証明済み埋蔵量は鉱物資源の将来の総供給量を示す良い指標である。

水冷却炉では、利用する必要がある入力燃料はトリウムではなく、混合酸化物燃料（MOX燃料）^[109]またはトリウムプルトニウム酸化物燃料（TOX燃料）^[110]です。これらの燃料は3つのカテゴリに分けられます：^[111]

• (Th-LEU) MOX燃料には、高重量含有量(10～30%)の二酸化ウランが含まれています。
• (Th-Pu) TOX燃料は二酸化プルトニウム含有量が低い（2～8%）
• (Th-233U) MOX燃料は二酸化ウラン含有量が低い（2～5%）

まず、燃料を構成する個々の二酸化ケイ素を粉末化する。これらの粉末は、放射能を制限するため、また焼結性を高めるためにドーピングされる。その後、様々な粉末が混合・粉砕されて均質な粉末となり、燃料として使用されるペレットに圧縮される。^{[111] [112]}

世界原子力協会によると、7種類の原子炉がトリウム燃料を使用できる。そのうち6種類はすでに稼働している。^[24]

• 重水炉（PHWR）
  • 改良型重水炉(AHWR)
  • 水性均質原子炉（AHR）は、重水溶液に懸濁した天然のウランとトリウムを受け入れることができる流体燃料設計として提案されている。^[113] AHRは建設されており、IAEAの原子炉データベースによると、現在7基が研究用原子炉として稼働している。
• 沸騰水型軽水炉（BWR）
• 加圧水型軽水炉（PWR）
• 溶融塩炉（MSR）、液体フッ化トリウム炉（LFTR）を含む。^[114]
  • 溶融塩増殖炉（MSBR）は、核分裂性物質を増殖させるためにトリウムを使用する。^[115]
• 高温ガス冷却炉（HTR）
• 高速中性子炉（FNR）
• 加速器駆動型原子炉（ADS）

• 加速器駆動型亜臨界炉
• 第4世代原子炉
• インドの3段階原子力発電計画
• トリウム資源国一覧

• トリウム燃料サイクル – 潜在的な利点と課題、国際原子力機関
• 国際トリウムエネルギー機構 – IThEO.org 2016年3月6日アーカイブ、Wayback Machine
• 国際トリウムエネルギー委員会 – iThEC
• 「トリウムからのエネルギー: 核廃棄物燃焼液体塩トリウム原子炉」、ビデオ、1 時間 22 分、Google の Tech Talk でのカーク・ソレンセンのプレゼンテーション、2009 年 7 月 20 日
• 「ウランはもう時代遅れ。新たなグリーン核兵器、トリウムの登場」Wired Magazine の記事
• トリウムエネルギー同盟 – トリウムエネルギーに特化した擁護および教育組織
• トリウムからのエネルギー – LFTR に関するウェブサイト
• 国際トリウム溶融塩フォーラム
• ダニング、ブライアン(2017 年 1 月 24 日)。「Skeptoid #555: トリウム原子炉: 事実とフィクション」。Skeptoid。