多用途試験炉

多目的試験炉（VTR）は、米国エネルギー省が2026年までに高速中性子試験炉を建設するために計画したプロジェクトでした。このプロジェクトへの資金提供は2022年に中止されました。^{[ 1 ]}

1992年と1994年にそれぞれ高速中性子試験施設と実験増殖炉II （EBR-II）が廃止された後、米国には高速中性子炉が残っていなかった。高速中性子の研究は、BOR-60を含むロシアにあるいくつかの制限付き原子炉に限られていた。^{[ 2 ]} この問題に対処するため、2017年の原子力エネルギー革新能力法には、エネルギー省に高速中性子エネルギー源の計画を開始するよう指示する条項が含まれていた。^{[ 3 ]}議会は、これを支援するため、2018年に3500万ドル、2019年に6500万ドルを予算に計上した。2019年2月、VTRは投資を必要とする任務の必要性を示す重要な決定0をクリアし、一連のプロジェクト承認の最初のものとなった。その時点で、リック・ペリー・エネルギー長官は 多目的試験炉プロジェクトの開始を発表した。^{[ 4 ]} 2019年11月、アイダホ国立研究所を運営する組織であるバテル・エナジー・アライアンスは、VTRの設計と建設を行う業界パートナーを募集する意向表明書（EOI）を発表した。^{[ 5 ]} 2020年1月、 GE Vernova Hitachi Nuclear Energy（GVH）とEnergy Northwestの支援を受けたTerraPower との協力が発表された。^{[ 6 ] [ 7 ]}

VTRの建設候補地はオークリッジ国立研究所とアイダホ国立研究所であった。^{[ 8 ]}

このプロジェクトへの資金提供は2022年に中止されました。^{[ 1 ]}

アイダホ国立研究所、アルゴンヌ国立研究所、ロスアラモス国立研究所、オークリッジ国立研究所の4つの国立研究所は、大学や商業原子力産業と協力して、概念設計、コストとスケジュールの見積もり、およびサポートを考案した。^{[ 9 ] [ 10 ]}

最も有力な提案設計は、GVHのPRISM原子炉をベースとしたナトリウム冷却300メガワット原子炉であった。提案された最初の燃料は、ウラン・プルトニウム・ジルコニウム合金燃料であった。このような合金燃料は、以前にEBR-II原子炉で試験されていた。後の原子炉燃料は、ウランとプルトニウムのさまざまな濃縮度を持つ他の混合物で構成され、ジルコニウムの代わりに他の合金金属を使用する可能性があった。^{[ 11 ]} VTRには発電施設は計画されていなかった。^{[ 12 ]}

エネルギー省原子力エネルギー局原子力エネルギー諮問委員会の報告書「新しい米国試験炉の任務と要件の評価」では、米国国内の高速中性子試験能力の開発が推奨された。そのような能力の検討事項には以下が含まれる。^{[ 13 ]}

• プロトタイプスペクトルを用いた高強度の中性子照射環境下で、照射耐性および他の原子炉材料、特に冷却材との化学的適合性を評価する。
• 材料性能に関する基礎的な理解、より迅速な将来開発のためのモデルの検証、およびライセンス取得活動を支援するための工学規模での材料性能の検証を提供する試験。
• 多様な技術オプションに対応し、持続的かつ適応性の高いテスト環境を実現するための、汎用性の高いテスト機能。
• 高度な計測機器を備えた実験装置を用いた、長時間または短時間の集中照射、および現場での測定と迅速な試料抽出の可能性。
• 米国の技術的リーダーシップを回復・維持し、先進原子炉市場における米国企業の競争力を強化するための、加速的なスケジュール。これは、原子炉設計に成熟した技術（例えば、プール型金属合金燃料高速炉におけるナトリウム冷却材の使用）を活用しつつ、革新的な実験を可能にすることで実現できる。

これらの計画された能力は、ワシントン州ハンフォード・サイトに位置し、1992年に廃止されたナトリウム冷却高速中性子400MWth試験炉である高速中性子束試験施設の能力とほぼ同等であった。

これらの考慮事項を満たす予備的な要件には、以下のものが含まれる。

• プロトタイプ高速炉の中性子エネルギー スペクトルで、高いピーク中性子束 (中性子エネルギーが 0.1 MeV 以上) を提供する。目標中性子束は、毎平方センチメートル毎秒 4 × 10 ¹⁵中性子 (中性子/cm2-sec) 以上である。
• 材料試験において、高い中性子線量率（原子あたりの変位数として定量化）を提供する。目標は、年間30原子あたり変位以上である。
• 高速炉燃料試験に適した照射長を提供する。目標値は0.6～1メートルである。
• 中心領域内に広い照射体積を確保する。目標は7リットルである。
• 閉ループにおける試験構成および試験環境（冷却材）の柔軟性を通じて、革新的な試験機能を提供する。
• コアポジションおよびテストポジション向けに、高度なセンサーおよび計測機器をテストする機能を提供する。
• 実験装置の製作や照射後の検査に必要な支援施設へのアクセスを容易にすることで、実験のライフサイクルを迅速化する。
• 原子炉運転燃料（原子炉の運転に必要な燃料）のライフサイクル管理（最終処分までの使用済み核燃料の貯蔵）を、コストとスケジュールへの影響を最小限に抑えながら提供する。
• 高い技術成熟度を持つ実績のある技術を用いて、できるだけ早く試験施設を稼働させる。

非営利団体「憂慮する科学者同盟」の上級科学者で原子力安全プロジェクトの代理ディレクターであるエドウィン・ライマンは、高速中性子炉の必要性に疑問を呈し、既存の施設を利用して高速中性子を生成できると述べた。^{[ 14 ]}「これらの原子炉には良いところは何もない」と彼は言った。「エネルギー省には非合理的なプルトニウムへの愛着があると思う」^{[ 15 ]}

この原子炉の増殖炉設計は、プルトニウムという形でより多くの核分裂性物質を生成するため、核拡散への懸念が生じている。