原子力発電所300基を解体したら何が見えるでしょうか？

2022

世界初の人工原子炉

80周年

この記事はPlanet Research Instituteによって特別に作成されました

これで原子力エネルギーに関するあなたの疑問にお答えできたと思います。

人類の誕生以来

私たちはエネルギーの探究を決してやめませんでした。

石炭、石油、天然ガス、太陽エネルギー、風力エネルギー

結論

人間が使用するエネルギー

ほとんどすべて太陽から

（日の出の洋上風力発電所、遼寧省大連市海王九島で撮影、写真家@NoOneXiaodong）

▼

しかし、例外が1つあります

それは人間が独自に習得したものである

エネルギーを生産するための優れた技術

とても素晴らしい

太陽自体も創造できる

それは

原子力エネルギー

(制御された核融合装置は太陽と同じ核融合反応を生み出すことができ、「人工太陽」とも呼ばれる。地図は@Luo Zihan/Planetary Research Instituteによる)

▼

それを賞賛する人もいる

逃げろ

それを恐れる人もいる

言及されるとほとんど青ざめる

エネルギーの歴史全体を見ると

これほど効率的なエネルギー源はない

しかし、これほど「危険」なエネルギー源はないようだ。

(メディアの報道によると、2010 年 4 月 24 日、ドイツのブロクドルフ原子力発電所近くで行われた「反核」デモには合計 12 万人が参加し、行進の長さは 120 キロメートルに及んだ。画像提供: @People's Vision)

▼

実は

ほとんどの人は理解していない

一方的な認識

これが今日このような矛盾した現実を生み出しています。

それで

原子力エネルギーの本当の姿とは？

このエネルギーを活用するために

私たちは一体何を経験してきたのでしょうか？

01

最初の知り合い

1945

大きな音とともに

キノコ雲が一万メートルの高さまで空に上がった

日本の広島は一瞬にして火の海と化した

実戦で使用された最初の原子爆弾が爆発する

原子力エネルギー

初めて、その比類ない力を世界に示した。

(広島に投下された原爆により巨大なキノコ雲が発生、画像出典：Wikimedia Commons)

▼

この原子爆弾が放出したエネルギー

マグニチュード6の地震に相当する

爆発中心から7キロ以内の建物は大きな被害を受けた。

死傷率は53%にまで達した。

しかし、彼らの中には

1kg未満の燃料が反応した

この特別な燃料

それは「ウラン」と呼ばれています

（ウラン元素とウラン鉱石、画像提供：Visual China、地図提供：Luo Zihan/Planetary Research Institute）

▼

地球の始まりから

ウランはすでに形成されている

さまざまな元素と結合して鉱物を形成する

鮮やかな色彩を呈することが多い

そのため、かつては染料としても使われていた。

精巧な道具を作るのに使われる

(19世紀のウランガラス製品、画像提供元@Visual China、地図@Luo Zihan/Planetary Research Institute)

▼

しかし

美しい外観の下に

目に見えないもう一つの「色」がある

それは1896年まで発見されませんでした。

自然界で最も重い元素として

ウラン原子は安定していない

その核は自動的に別の核に変化する

より小さく、より安定した原子核

このプロセスは「崩壊」と呼ばれます

崩壊により熱と様々な放射線が放出される

そのため、この性質は「放射能」とも呼ばれます。

放射線を放出することに比べて

崩壊による異なる元素間の変換

「石を金に変えたい」という人間のために

明らかに魅力的

しかし

原子の数が半分に減少するのにかかる時間

いわゆる「半減期」

数億年

自然の腐敗のみで大規模に石を金に変える

まだ非現実的な夢

(ウラン 235 の崩壊といくつかの元素の半減期、地図は @Luo Zihan/Planetary Research Institute による)

▼

人々は他の方法を見つけなければならない

原子の変換を完了する

最も一般的に使用される

原子核を構成する小さな粒子を使って

中性子

原子核を攻撃する「砲弾」として

それを2つの新しい核に分割する

「核分裂」の実現

さらに重要なのは

それはまた私たちに予期せぬ「サプライズ」をもたらしました

核分裂後、原子核の質量は減少する

アインシュタインの質量エネルギー方程式が示すように、

この減少した質量は直接エネルギーに変換される

(核分裂反応の図、@Luo Zihan/Planetary Research Institute による描画)

▼

この有名な方程式では

光の速度は非常に大きいので

そのため、品質の小さな変化でも

それはまた巨大なエネルギーを生み出す

これは間違いなく刺激的な発見です。

それはつまり

人々がこのエネルギーを活用できれば

そうすれば、必要な核燃料は数百トンだけになる

北京の年間電力消費量を満たすのに十分な電力を発電できる。

（北京の年間電力消費量を供給するために必要な低濃縮ウランとその他の燃料の比較。これは、2020年の北京の年間電力消費量1140億kWhに基づいて推定されています。地図は@罗梓涵/星球研究院によるものです）

▼

これは人間のエネルギーの発展である

新たな方向性を示す

人類はついに

燃焼

化学結合を分解したり組み立てたりすることでエネルギーを得るこの方法は

実際に核そのものに触れる

質量をエネルギーに直接変換する領域へ

原子時代

それだけではなく

原子力エネルギーは天候や季節の影響を受けない

放出プロセスでは温室効果ガスは発生しない

環境を汚染する煙や粉塵を排出しません

理想的なクリーンエネルギーと言える

(浙江秦山第二原子力発電所、通称秦山第二期、撮影：@邵帅/CNNC)

▼

しかし

原子核は見ることも触ることもできません。

それを飼いならすために

それは簡単ですか？

02

家畜化

実は

原爆よりずっと前から

人類が最初に建設したのは

制御された核分裂反応を実現した最初の装置

原子炉

初期電力はわずか0.5ワットですが

家庭用の照明にも足りない

しかし、それは

それは核エネルギーに対する人類の制御の新しい時代を開いた

その後

さまざまなタイプの原子炉が次々と建設された

発電量も増加している

第一世代の原子力発電所

エネルギー分野への正式参入

原子力エネルギー

それは電気の形で何千もの家庭に浸透している

（フランスのシノン原子力発電所1号機は1963年に建設され、1973年に閉鎖されました。現在は博物館として整備されています。特に断りのない限り、本記事で言及する原子力発電所の建設時期は、原子力発電所1号機が正式に発電のために送電網に接続された時期を指します）

例えば

世界初の原子力発電所は1954年に建設された。

オブニンスク原子力発電所、ソ連

その発電能力はわずか5000キロワットです。

数社の工場の運営しかサポートできない

石平港原子力発電所

発電能力は6万キロワットに増加した

約6万人の電力需要を満たすことができます。

ケープダグラス原子力発電所（カナダ）

発電能力は20万キロワットにも達する

小規模都市の運営を包括的に保護するのに十分な

（世界の原子力発電所の分布図。第一世代の原子力発電所は基本的に永久に閉鎖されている。現在稼働中の187基の原子力発電所のほとんどは1970年以降に建設された。永久に閉鎖された103基の原子力発電所と建設中の15基を合わせると、現在世界には合計305基の原子力発電所がある。地図は@郑艺/星球研究院より）

▼

実験的な技術として

第一世代の原子力発電所には多くの種類がある

しかしほとんどの場合

これらはすべて高温の蒸気を使用しています

蒸気タービンを回転させる

これにより発電機が駆動し、電気を生成します

従来の火力発電所と同様です。

しかし違いは

火力発電所は石炭を使って水を温める

原子力発電所では

原子核の核分裂反応を利用する

十分な熱を与える

（原子力発電と火力発電の原理の比較、地図は@Luo Zihan/Planetary Research Institute提供）

▼

火力発電所では

石炭の継続的な燃焼を確保するため

十分な空気と十分な温度が必要

原子炉では

必要なのは一定数の中性子である

見つかった人々

いくつかの元素は核分裂を起こすと複数の中性子を生成します。

これは他の原子核分裂を引き起こし続けるだろう

それは連鎖反応と呼ばれる

そのような元素だけが核燃料として使用できる

最も一般的に使用されるのはウランの一種である

ウラン235

(連鎖反応図、@Luo Zihan/Planetary Research Institute による描画)

▼

しかし

石炭燃焼と比較して

核の燃焼は難しい

一方では

反応を開始するために必要な中性子の数

多すぎず、少なすぎず

そうしないと、反応が激しくなりすぎたり、爆発したりしてしまいます。

あるいは「燃え尽きる」には弱すぎる

次の核分裂に参加する中性子が1つだけの場合のみ

反応は着実に進行する

それから

追加された人

制御棒

中性子を吸収しやすい材料でできている

制御棒の位置を調整することで

原子炉内の中性子の数を変えることができる

（スタッフが制御棒駆動機構を取り付けているところ。撮影：@赖虔瑜/中国広核集団）

▼

一方で

中性子の速度は速すぎることはあり得ません。

そうしないと、核を「通り過ぎてしまう」ことが容易になります。

これにより反応効率が低下する

それから

人々は追加しました

モデレータ

減速材原子と中性子を衝突させて

これにより中性子の速度が遅くなる

核との反応の可能性を高めるため

(原子炉の内部構造のスケッチ。核分裂によって発生した熱を運び去る媒体を冷却材といいます。冷却材と減速材は同じ物質である場合もあります。たとえば、図の水は減速材と冷却材の両方です。また、すべての原子力発電所で減速材が必要なわけではありません。減速材が必要な原子炉は総称して「熱中性子炉」と呼ばれます。地図は@郑伯蓉/星球研究院より)

▼

石炭の燃焼よりも複雑です。

原子力発電所の建設も困難になってきた。

原子力発電の先駆者として

第一世代の原子力発電所は非常に高価だった

火力発電所の10倍にも達します。

1960年代後半まで

テクノロジーの進歩により

原子力発電はついに火力発電より経済的に有利になった

より強力に、より低コストに

第二世代原子力発電所

グランドデビュー

(米国のサンオノフレ原子力発電所は 1967 年に建設され、最初のユニットは 1992 年に廃止されました。画像出典: @ت虫创意)

▼

第一世代の原子力発電所が繁栄した後

原子力発電所にはいくつかの種類がある

激しい市場競争で目立つ

例えば

シンプルな構造と低コスト

沸騰水型原子力発電所

この原子力発電所では

発電機を動かす蒸気

原子炉を流れる水を直接沸騰させることによって生成されます。

しかし、これは必然的に放射性物質を運ぶことになる

これは回路全体を汚染する

したがって、すべてのユニットに保護を提供する必要があります

(沸騰水型原子力発電所の概略図、@Luo Zihan/Planetary Research Institute による作画)

▼

もう一つの例

構造は複雑だが、より安全で信頼性が高い

加圧水型原子力発電所

この原子力発電所

同時に2つの水回路がある

原子炉を流れる小川

熱を供給する

一つは発電所に流れ込む

蒸気タービンを回転させるために使用される

改善するために

2つの回路間の熱伝達効率

原子炉を流れる水

高い圧力がかかった

これにより、水は高温で流れることができる。

沸騰しなくても液体のままである

そのため「加圧水型原子炉」と呼ばれています

（加圧水型原子力発電所の模式図。原子炉がある一次回路は「原子炉島」とも呼ばれ、蒸気タービンがある二次回路は「従来島」と呼ばれる。地図は@罗梓涵/星球研究院提供）

▼

このようにして

沸騰水型原子力発電所と比較して

加圧水型原子炉原子力発電所

原子炉から完全に分離可能

放射性物質を分離する

設備メンテナンスの難易度を大幅に軽減

その上

減速材と冷却材に応じて

重水炉、黒鉛ガス冷却炉、黒鉛沸騰水炉などもあります。

これらは一緒になって、現代の原子力発電所の大きなファミリーを形成します。

(一般的な原子力発電所の分類。この図は減速材を必要とする熱中性子炉のみを示しています。地図は@罗梓涵/Planetary Research Institute によるものです)

▼

1970年代

二度続いた石油危機

原子力発電の価格優位性はますます明らかになっている

原子力発電所の建設が始まった

急速な発展の黄金時代

アメリカでは

原子力発電の総設備容量は6000万キロワットを超える

世界の3分の1を占める

日本で

原子力発電はわずか10年で増加した

11倍以上の急速な成長を遂げている

フランスでは

原子力発電のシェアは第一次石油危機前の8%から

50%近くまで急上昇しました。

（上記の米国のデータは1983年、日本とフランスのデータは1973年から1983年。下の写真はフランス東部のカテノン原子力発電所で、原子力発電所の冷却塔から白ガスが出ている。内陸の原子力発電所は冷熱源がないため冷却塔を建設する必要があるが、沿岸の原子力発電所は海水で冷却できるため、通常は冷却塔がない。画像出典：@中国核电力电网）

▼

多数の原子力発電所

雨後のキノコのように生えてきた

原子力の春が来そうだ

しかし、現時点では

二つの突然の災害

原子力発電を厳しい冬に引きずり込む

核

彼らは本当に私たちによって飼いならされたのでしょうか？

03

制御不能

1979年3月28日早朝

会社は設立されてまだ3ヶ月です。

米国のスリーマイル島原子力発電所2号機

突然警報が鳴った

原子炉の主給水が誤って遮断される

稼働させるべきだった補助給水システム

しかし、数日前に保守担当者が誤ってバルブを閉じてしまいました。

これにより、冷却水が原子炉に到達できなくなります。

中心部の温度は急速に上昇し、溶けてしまいます

（米国のスリーマイル島原子力発電所は1974年に建設されました。事故は2号機で発生しました。隣接する1号機は2019年に廃止されるまで稼働し続けました。画像出典：@Wikimedia Commons）

▼

これが原子力の歴史だ

これほど重大な事故が起きたのは初めてだ。

爆発はなかったが

しかし約5万人が避難した

何が人々を不安にさせるのか

核反応によって生成される様々な放射線である

それは「放射線」です

それらは人体の分子構造に損傷を与える可能性があります。

これは臓器の損傷や死につながる可能性がある。

放射線は肉眼では見えないので

そのため、当初は人類はそれを真剣に受け止めませんでした。

放射能理論の先駆者マリー・キュリー

実験中の放射性物質への長期曝露により

彼は結局、過剰な放射線による悪性貧血で亡くなった。

（神舟13号の宇宙飛行士、翟志剛と王亜平が天河コアモジュールに戻る途中。宇宙飛行士たちは宇宙からの放射線から身を守るため厚い宇宙服を着ている。この記事で言及されている放射線は電離放射線のことを指す。画像出典：@中国人工航空）

▼

大きな放射線源として

原子力発電所の事故が起きたら

結果は悲惨なものとなるだろう

しかし幸いなことに、スリーマイル島原子力発電所は

認定加圧水型原子炉原子力発電所として

比較的完全なセキュリティ対策を講じている

初め

内部から外部への物理的な障壁は3つある

最初の障壁

核燃料が入っている金属の管です。

耐熱性と耐腐食性に優れたジルコニウム合金で作られています

核燃料が冷却水と接触するのを防ぐため

放射性物質の漏洩

（以下は核燃料集合体とその内部構造、写真家@Guo Donghai/中国核工業集団撮影）

▼

第二の障壁

コアを包むのは圧力容器とパイプラインです。

最初の障壁が破られた場合

放射性物質も回路内に封じ込められる

（江蘇省天湾原子力発電所の圧力容器設置、撮影：@伍家春/CNNC）

▼

3番目の障壁

あらゆる反応装置を包むもの。

コンクリート封じ込め

たとえ核が溶けても

また、放射性物質が

環境に放出されない

(広東省嶺澳原子力発電所[第2期]格納容器ドーム吊り上げ、撮影：@赖虔瑜/中国広核集団)

▼

その上

制御棒の自動挿入や急速な「ブレーキ」もあります。

緊急停止システム

自動的にコアに水を注入し、急速に冷却します

緊急炉心冷却装置等

各種安全管理システム

原子力発電所の安全な運用のための防御層

(加圧水型原子炉原子力発電所の 3 つの安全バリアのスケッチ。@罗梓涵/Planetary Research Institute が描いたもの)

▼

スリーマイル島事故では

事故からわずか8秒後

これらの安全対策は順次有効になります。

最初のセキュリティバリアは突破されたが

しかし、放射性物質が漏れたのは

基本的に閉じ込められている

圧力容器で守られた第2の障壁

封じ込めシェルによって形成された第3の障壁

そのため、環境への影響は少ない

(現在のスリーマイル島原子力発電所とその周辺、画像出典: @图虫创意)

▼

その事故は単なる誤報だったことが判明した。

しかし、それは人類への警鐘であるようだ

しかし、人類はこの警告を真剣に受け止めませんでした。

わずか7年後

不注意が再び危機を招く

この時

人間は免疫がない

チェルノブイリ原子力発電所

かつてはソ連最大の原子力発電所でした。

しかし1986年の春

この「神話」は容赦なく打ち砕かれた

(チェルノブイリ原子力発電所、2015年9月29日撮影。その年の事故後、人々は原子炉を密閉するために粘土、ホウ砂、鉛を使用し、外側に「石棺」と呼ばれる金属とコンクリートの構造物を建設した。遠くに建設中の新しい「石棺」が見える。画像提供: @People's Vision)

▼

事故の原因

メンテナンスのためのダウンタイムです

実施される一般的な検査

過去の経験から

その実験は真剣に受け止められなかった。

急いで作成された実験計画

明示的に要求しても

安全制御システムの一部を切断する

その後の一連の誤った操作

原子炉自体の設計上の欠陥と相まって

原子力発電所を完全に制御不能にする

わずか4秒で

原子炉出力は最大値の100倍まで上昇した。

核燃料を収容する金属管が溶けた

冷却水の急速な蒸発

これにより一連の爆発が起こった

（チェルノブイリ原子力発電所事故現場の情景図、画像出典：映画「チェルノブイリ」）

▼

悪い

チェルノブイリ原子力発電所

黒鉛沸騰水型原子炉構造

加圧水型原子炉原子力発電所はない

第二と第三の障壁

激しい爆発で屋根が吹き飛んだ

大量の放射性物質が大気中に放出される

数十万人が過剰な放射線の影響を受けた

かつて繁栄していた街は一夜にして「地獄」と化した

（現在、チェルノブイリ原子力発電所周辺の荒廃した街、遠くに新たな「石棺」に包まれた原子力発電所がぼんやりと見える、画像提供：@图虫创意）

2つの事故が立て続けに起こった

原子力発電所を危険物とみなす

強い「核恐怖」と「反核」感情

原子力は困難な状況にある

（1954年から2020年までの世界全体の原子力発電所数の推移。スリーマイル島原発事故後も世界の原子力発電所数の増加率は鈍化していないことがわかる。チェルノブイリ原発事故後まで大幅に減少することはなかった。地図は@Luo Zihan/Planetary Research Instituteによる）

▼

しかし、原子力を放棄するのは簡単なことではない

例えば、原子力発電が発電量のほぼ半分を占めるスウェーデンでは、

原子力発電所の閉鎖後、デンマークからは火力発電のみ購入可能

巨大な権力格差を埋めるために

原子力

まだ成功する可能性はありますか？

04

再生

チェルノブイリ原発事故以来

黒鉛沸騰水型原子炉は歴史の舞台から退いた

世界各国が実施している

包括的な調査が行われた

保護システムもさらにアップグレードされました

20年以上にわたって平和が続きました。

2011年まで

マグニチュード9の地震

太平洋の平和を破る

その結果生じた津波の高さは40メートルにも達した。

数万人が死亡した

(3.11の日本の地震後、津波で浸水した街、画像提供: @图虫创意)

▼

地震の影響

かつて世界最大の原子力発電所があった

福島原子力発電所、日本

地震と津波の二重の打撃

原子力発電所のすべてのバックアップ電源が故障した。

安全保護システムが機能しません。

最終的に炉心溶融を引き起こす

放射性物質の大規模漏洩

（事故後、福島第一原子力発電所の近くには、放射能汚染水を貯蔵するための貯水槽が大量に設置された。この写真は2021年4月8日に撮影された。写真は@Jilin-1 Wide-Format 01 Star/Changguang衛星より）

▼

自然災害に直面して

私たちは本当に無力なのでしょうか？

実際には

1990年代初頭

人々は発展し始めた

安全性の向上と故障率の低減

より強力で長寿命

第三世代原子力発電所

極端な事態に備えて特別な計画が準備されている

（広東省台山原子力発電所1号機は、商業運転条件を備えた世界初のEPR（欧州改良型加圧水型原子炉）第3世代原子力発電所です。撮影：@周维欣/中国広核集団）

▼

例えば、各回路に独立した安全システムを設置する

第三の安全障壁としての二重封じ込め

または直接エネルギーフリーで使用

「パッシブセーフティシステム」

重力や対流などの自然現象を利用する限り

原子炉を自動的に冷却できる

炉心溶融と放射性物質の漏洩を防ぐ

(パッシブシステムのスケッチ、@Luo Zihan/Planetary Research Institute による描画)

▼

2021年1月30日

中国独自の第3世代原子力発電所

「華龍一号」

正式に商業運転を開始

私の国は4番目になった

第三世代原子力発電技術を真に習得した国々

現在の原子力市場は

最も受け入れられている3世代モデルの1つ

「華龍一号」は二重構造の格納容器を備えているだけでなく

内殻の厚さ1.3m、外殻の厚さ1.8m

内部爆発と外部衝撃の両方に耐えることができます

高度なパッシブシステムも搭載されている

福島原発のような事態に遭遇しても

すべてのバックアップ電源が故障する極端なケース

対処できる

(福建省福清原子力発電所5号機、世界初の「華龍一号」ユニット、撮影：@过东海/CNNC)

▼

今日

中国の華龍一号

国内で輝くだけでなく

同時に海外にも行きました

メイド・イン・チャイナの新たな名刺に

（パキスタンのカラチ原子力発電所、「華龍一号」初の海外原子炉、撮影：@王进杰/CNNC）

▼

30年前

中国初の独自設計・建設された原子力発電所

浙江秦山原子力発電所

発電が始まったばかりの頃

世界の原子力発電所の数

400台以上

前例がない中で

中国の原子力産業関係者

マイクロフィルムの技術情報に頼る

中国の核エネルギーの荒野を切り開く

（横画面でご覧ください。秦山原子力発電所（秦山第一期とも呼ばれる）、秦山第二原子力発電所（秦山第二期とも呼ばれる）、秦山第三原子力発電所（秦山第三期とも呼ばれる）、方家山原子力発電所を含む秦山原子力基地の全景。撮影者：@邵帅）

▼

ほぼ完全に輸入に依存していた

広東省大亜湾原子力発電所

（1993年に完成した広東大亜湾原子力発電所は、中国本土で最初の100万キロワットの大規模商用原子力発電所です。フランスの原子力島技術と英国の従来型島技術を使用して建設されました。画像提供：@赖虔瑜/中国広核電力グループ）
▼

独自に開発した初の大規模原子力発電所へ

広東省嶺澳原子力発電所（第2期）

（2010年に完成した広東省嶺澳原子力発電所（第2期）は、わが国の「第12次5カ年計画」期間中に着工された唯一の原子力発電所プロジェクトである。また、わが国で初めて完全に独立して設計、建設、運営された100万キロワットの原子力発電所でもある。撮影：@赖虔瑜/中国広核集団）

▼

そして「華龍一号」を初めて搭載した第三世代原子力発電所へ

福建省福清原子力発電所

（福建省の福清原子力発電所と遠くに見える洋上風力発電所、および各ユニットの位置、撮影者：@过东海/CNNC）

▼

今

原子力発電所17基

合計52台

中国では、

特別なエネルギー「海岸線」

現在の総発電量は世界第2位である

(中国の原子力発電所の配置図。この地図は中国本土で稼働している原子力発電所のみを示しています。地図提供：@郑艺/Planet Research Institute)

▼

しかし

これで終わりですか？

05

未来

今日

確認したい場合は

マリー・キュリーのノート

特別な防護服を着用する必要があります

専用の鉛箱から取り出します

ノートブックがまだ放射能を帯びているからです。

この放射能は少なくとも1,500年間継続するでしょう。

(マリー・キュリーの原稿、画像ソース @Wikimedia Commons、絵 @Luo Zihan/Planetary Research Institute)

▼

これは今日に至るまでの原子力の発展でもあります。

残る最大の問題は

核廃棄物

これらは核燃料の使用の残骸ではあるが

しかし、それはまだ高い放射能を持っています

長い間

複雑な処理を経ることしかできない

地下に埋める

時間の力に頼って放射線を除去する

第三世代の原子力発電所は

漏洩の可能性について

厳しい防御が行われた

しかし、事故を根本的に防ぐことができなければ

あるいは核廃棄物を削減あるいは除去する

原子力発電所をめぐる論争は永遠に続くだろう

それから

この栄光と困難に満ちた使命は、

第4世代原子力発電所

2021年12月20日

世界初の第4世代商用原子力発電所

中国山東省石島湾原子力発電所

系統接続発電の実現

高温ガス冷却炉構造を採用

核漏れの可能性は

ゼロ

この原子力発電所の燃料は

特殊な素材で作られた球体に包まれている

1600℃までの温度でも壊れません

これははるかに超える

原子炉が到達できる最高温度

つまり

これは本当に破ることのできない壁です。

（高温ガス冷却炉の球状燃料構造の模式図、@郑伯蓉/Planetary Research Institute による描画）

▼

第4世代原子力発電所のもう一つのタイプ

高速中性子炉原子力発電所

これにより、核廃棄物の発生が根本的に削減されます。

燃料としてプルトニウム239を使用する

核分裂中に放出される中性子

周囲のウラン238をプルトニウム239に変えることができる

言い換えれば、核燃料は「ますます燃える」

核廃棄物は自然に減少する

従来の加圧水型原子炉原子力発電所と比較して

燃料利用率は60%以上に向上可能

(高速中性子炉の「燃焼」プロセスのスケッチ、@罗梓涵/Planetary Research Institute による描画)
▼

また

第4世代原子力発電所も

溶融塩炉、超臨界水冷却炉など

そのほとんどはまだ実験段階ですが

しかし近い将来

経済性、安全性、信頼性のいずれであっても

彼らはすべてエネルギー市場で最も強力な競争相手となるだろう

（山東省石島湾原子力発電所は、世界初のペブルベッドモジュール式高温ガス冷却炉原子力発電所であり、第4世代原子力エネルギーシステムの安全特性を備えた世界初の原子力発電所です。画像提供：@China Huadian）

▼

しかし、これは最もクリーンなエネルギー技術ではない

もう一つの核反応がある

真の「ゼロ廃棄物」を実現できる

それは太陽を燃やすものである

核融合

核融合は、2 つの軽い原子核が結合するプロセスです。

より重い原子核に結合する

質量が等しい核

核融合によって放出されるエネルギー

核分裂の4倍

そしてこの過程で

危険な放射性物質は生成されない

(核融合反応の図、@Luo Zihan/Planetary Research Institute による描画)

▼

しかし、核融合の実現は

核分裂よりも難しい

少なくとも

100000000℃以上

それは起こり得る

核融合兵器 水素爆弾

原爆の爆発によって発生する高温だけに頼って

その時初めて爆発することができた

(1967年6月17日、わが国初の水素爆弾の実験が新疆ウイグル自治区ロプノールで成功し、スタッフは歓喜の声をあげた。写真は人民画報1967年第6号「わが国初の水素爆弾が成功裏に爆発」より)

▼

原子核を数億度の温度に閉じ込める方法

そしてこのエネルギーを制御可能かつ継続的に放出する

これは人類が直面しているもう一つの課題です。

2021年5月28日

中国の制御された核融合実験装置

合肥の「人工太陽」

全超伝導トカマク（EAST）

初めて1億2000万度で101秒間の連続「燃焼」を達成

韓国が保持する世界記録を破る

わずか半年後

7000万度での稼働記録を1056秒までさらに更新した。

核融合の商業的応用はまだ遠いが

しかし、これらの記録は

人類は核融合エネルギーの時代を迎えている

一歩近づく

（中国の核融合実験装置、上の写真は合肥の全超伝導トカマク装置[EAST]、別名「イースタン・スーパー・リング」、写真は@People's Visionより；下の写真は成都の中国トカマク2号M装置[HL-2M]、現在わが国で最大かつ最先端のトカマク装置、撮影者は@郑铁流/CNNC）

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ゼロから始める

浮き沈み

そして絶望的な状況に

人類が原子核を飼い慣らす道

ジェットコースターのような日々でした

それは私たちに苦痛をもたらした

それは私たちに喜びをもたらしました

しかし、数え切れないほどの先駆者たちの努力によって

かつては無秩序だった核

それは私たちの心にどんどん近づいています

理想的なエネルギー

たとえ知らなくても

明日は難しい課題がいくつあるでしょうか？

しかし、原子力エネルギーを振り返ると

この100年足らずの発展過程

信じる理由がある

困難だが明るい未来

ノーベル平和賞受賞者として

アルバート・シュヴァイツァーは言った

「私は不安で未来に目を向けています。

しかし、それでも喜びに満ちています。 ”

同じことが原子力エネルギーにも当てはまります

（スタッフは核燃料​​を置き換えています、写真家 @赖虔瑜/中国一般原子力発電グループ）

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この記事は

書かれた：li yali

編集者：ジェン氏

デザイン：Luo ZihanとZheng Borong

画像: 秦南

地図: 正義

校正：Wang KunとChen Zhihao

カバー写真家：Li Liangjie/Spic Shanghai原子力工学研究所

専門家によるレビュー

Yu Wen、著名な研究者、国家安全保障および緊急管理学校、北京師範大学

特別な感謝

国有資産：中国国立原子力公社、中国一般原子力グループ

【参考文献】

[1] Yan Changqi、Ding Ming。原子力工学の紹介[M]。 Harbin Engineering University Press、2018年。

[2] Zhu Hua。原子力と原子力エネルギー[M]。 Zhijiang University Press、2009年。

[3] Ye Qizhen、Li Xiaoming、Yu Zhongde、et al。中国電気工学百科事典6巻原子力発電工学[M]。 China Electric Power Press、2009年。

[4] Mo Zhengyu。エネルギーとパワーエンジニアリングの紹介[M]。四川大学出版局、2015年。

[5]チャールズ・D・ファーガソン。原子力[M]。 Lu Jizongによる翻訳。 Huazhong科学技術大学出版局、2020年。

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・・・終わり・・・