米INL　塩化物熔融塩実験炉用の燃料製造を商業規模で開始

MCREの完成予想図とINLのMCRE研究チーム © INL

米アイダホ国立研究所（INL）は12月3日、世界初となる塩化物熔融塩実験炉（Molten Chloride Reactor Experiment: MCRE）向けに、商業規模での燃料塩（熔融塩化物とウランの混合物）の製造を開始したことを明らかにした。高速増殖実験炉II（EBR-II）の運用以来、30年ぶりのINL最大規模の燃料生産事業となる。

MCREは塩化物熔融塩高速炉設計で、液体塩を燃料および冷却材として使用。液体燃料塩は、従来炉の固体燃料棒と比べて高温運転が可能で燃料効率が高く、また安全性の強化が期待されている。INLは、こうした特性により、船舶用の小型原子力システムや遠隔地向け施設など、新たな応用分野が開かれる可能性を指摘している。

INLによると、燃料製造チームは今年9月末に初の燃料塩バッチを製造。2026年3月までにさらに4つのバッチを製造する予定である。MCREで原子炉が臨界に達するまでには、合計72～75バッチの燃料塩が必要とされる。MCRE向けの燃料塩製造プロセスは2020年に開始。2025年3月にウラン金属の95%を、バッチあたり18kgの燃料塩にわずか数時間で変換することに成功した。これまで1週間以上かかった工程を大幅に短縮したという。

INLのB. フィリップス燃料塩合成技術責任者は、「高速炉用に塩化物ベースの熔融塩燃料が製造されたのは歴史上初めて。米国のイノベーションにとって大きな節目であり、先進原子力に対する米国のコミットメントを明確に示すものだ」と語った。

また、MCREプロジェクトのD. ウッド上級技術顧問は、「海運業界への影響は大きい。熔融塩炉は船舶に高効率で低メンテナンスの動力を提供し、温室効果ガスの排出量を低減するとともに長距離・無停船航行を可能にする。この技術は移動可能で拡張性があり、世界的に変革をもたらす新たな原子力分野の台頭を促すだろう」と述べた。

MCREは、INLがサザン社、テラパワー社、コアパワー社、米エネルギー省（DOE）と共同で取組む官民プロジェクト。DOEの国立原子炉イノベーションセンター（NRIC）がINLに建設中の運転試験ラボ（LOTUS）のテストベッドで、世界初の高速スペクトル熔融塩臨界システムの実証試験を行う計画だ。試験は6か月間の小規模実験として、早ければ2030年に実施される予定。MCREの成果は、テラパワー社およびサザン社が開発を進める、塩化物熔融塩高速炉（MCFR）の2030年代の商業導入に活用される。