（ 11/07/05 ）

第１１回 DF環境時事セミナー

「原子力の平和利用とその安全性の問題点と課題」
　〜福島原発事故の疑問と波紋〜

講　師：古川和男（ふるかわかずお）熔解塩熱技術協会会長
２０１１年６月６日（月）  於：日本記者クラブ

 

2011年3月11日の福島第一原発事故は、73年の米スリーマイル島事故と86年の旧ソ連チェルノブイリ事故に続く史上3番目の大惨事となりました。社会インフラを担う公共サービス網でありながら万が一に備えての危機管理の不備があり、事後の対応にも不手際が続き、惨状に目を覆うばかりです。これは、ウラン型原発が未完の欠陥技術と知りながら平和利用を急いできたことによる人災でもあり、まさしく政治的な大儀のもとに犯してきた人間のおごりと慢心による現代文明災害です。原発の光と影はいったいなんだったのか。日本だけでなく世界の産・官・財・学の指導者がミスリードしてきた責任は大きいといえます。

これにより原子力政策はまたもや大きな岐路に立たされました。それでも原発は必要なのか、否か。現在、将来にわたる全世界のエネルギー政策を需給の面から見直すとともに、抜本的なパラダイムシフトを迫られています。

核兵器なき世界と持続可能な循環型社会の両立を目指すには、脱化石燃料にとどまらず、脱ウラン原発から再生可能な自然エネルギー産業の成熟化とともに、エネルギーの自足自給による地産地消化が急がれます。

その過渡期には、より安全で核拡散やテロ対策に有効といわれているトリウム原発の実用期がくるのでしょうか。

今回、講師には、ウラン型原発の欠陥を知り尽くしている、トリウム熔解塩炉の権威である古川和男先生に、原発の安全神話が崩れた現在、原子力の平和利用とその安全性の問題点と課題を分析しながら、エネルギー政策の今後のあり方についてお話いただきます。

 

講　師：古川 和男 氏　熔解塩熱技術協会会長

 

■ トリウム熔融塩炉を中心とした革命的原発の見直しが始まる

3月11日の世界観察史上４番目といわれるマグニチュード9.0の大地震により東日本一帯は壊滅的な被害を受けました。福島第一原発では、地震時の炉の緊急停止には成功しましたが、その後に来襲した大津波によってウラン粉末を固めたペレットの入った燃料棒冷却のための電源をすべて奪われ、次々に核反応が起きて核燃料自体が発する高い崩壊熱で炉は熔融しました。その結果、格納容器から出たヨウ素、セシウムなどの放射性物質によって周辺地域は汚染され、危機的状況に陥ったのは、皆さん、ご承知のことでしょう。

それにしても、今回の事故は、ウラン型原発の安全性を最大限配慮して、きびしい危機管理体制を敷いていれば防ぎえたかもしれない、まさしくその意味でも人災であるといわれます。もちろん管理体制の不手際という面は否めません。

しかし、それだけではありません。実は、どんなに危機管理をしても、現在のウラン型原発には、潜在的な危険性があったのです。福島第一原発の事故は起こるべくして起きた事故であり、それほどウラン型原発は不完全な原発だということなのです。原発の設計思想そのものに、はじめから無理がある原発といっていいでしょう。

どういう無理かといえば、ウランという固体燃料を使ったところに技術的な無理があるのです。核化学者ならだれでも同意することですが、核エネルギー炉とは本来、化学プラントにほかなりません。本来は核エネルギー炉には固体燃料ではなく液体燃料を使用すべきなのです。あの広島の原爆を完成させたウィグナーは、原子力燃料について、こう予言していました。「原子炉は化学工学装置（プラント）である。したがって燃料は液体であるべきで、フッ化物熔融塩が最適である」。さらに戦後、オークリッジ研究所のワインバーグが、この「ウィグナー構想」のもとにトリウム系「フッ化物熔融塩燃料炉」の基礎開発を成功させています。そして、この原子炉が、このまま戦後の世界のエネルギーの中心になるはずでした。しかし、これが利用されることはありませんでした。

固体燃料のウランを使用して石油や石炭をウランに置き換えただけの火力発電の原理でつくった原子炉、それが今のウラン型原子炉ですが、これが選ばれ、トリウム系「フッ化物熔融塩燃料炉」の原子炉は実験の成功をみたまま、実用化されずに姿を消したのです。1976年、フォード大統領の政治決断によって、教科書からも「トリウム系フッ化物熔融塩燃料炉」という、その名は消えました。

なぜ、技術的な無理を承知で、火力発電原理の未完のウラン型原子炉を選択する必要があったのか。それは当時の冷戦構造と無縁ではありません。

ウラン型原子炉では、ウラン235の核分裂によってプルトニウムが生まれます。プルトニウムは核爆弾という核兵器の材料となるきわめて危険な放射性物質です。今では、世界中がその処理に困っていますが、1960〜70年の冷戦時代には、イザというときに核兵器となるプルトニウムが必要だったのです。

日本ではそのプルトニウムは核兵器のためには利用しない、平和利用するとして安全神話を築き、原発を推進していったのです。

しかし、福島第一原発の事故は暗にこのようなことを私たちに教えました。今までのウラン型原発は科学技術の本性を捉えたものではなく、だからこそ、このような形で衰退していく、そして、これまでの原発とは原理が異なるトリウム熔融塩炉、すでに50年前に骨格ができていたトリウム熔融塩炉発電が注目を浴びるようになったのは自然の成り行きだったのです。よりより健全な核エネルギーの道を探し再出発しようという、神の啓示なのかもしれない、ということです。

■ 現在のウラン型原発の問題点

ここで簡単に現在のウラン型原発事故の原因と問題点を述べておきます。福島第一原発は固形燃料を使用した技術的な事故だけではなく、以下のようなウラン原発がかかえている問題に蓋をしてスタートしたところにも問題が生じています。

1. もっと電気がほしいという欲望のもとに、不完全なウラン型原発の課題を解決せずに見切り発車し、しかも安全性向上の努力が必要なのに、その努力を怠ってきた。実際、今でも現在のウラン型原発の設計内容がはっきりつかめていない。
2. 現在のウラン型原発の燃料となるウランは世界に広く分布しておらず、埋蔵量の40％はロシアという寡占状況にあり、ウラン濃縮作業もネックになっている。
3. 使用済み核燃料再処理の対応の遅れ。処理方法は、作業が複雑で危険をともない経費の面でも追いつかない。そのため中間貯蔵量が増大して危機的な状況にある。
4. 核廃棄物処理場の立地は世界中が困難を極めており、地域対策費が増大し、経費は半端ではなくなっている。もし再処理しなければ、300年後には「プルトニウム鉱山」があちこちにできる可能性が大である。
5. 核拡散への対応が不適当。結果的に核軍備国を優遇する結果となり、安全保障費は増大し、ＮＰＴ（核兵器不拡散条約）体制は破綻しかねない。

■ 新しい原発、トリウム熔融塩炉とは

では、新しい原発、「トリウム熔融塩炉」（ここでは簡単にトリウム型原発という）とはどのような原発なのでしょう。

今までのウラン型原発とトリウム原発との大きな違いは3つあります。

1つ目は、ウラン型原発は固定燃料だが、トリウム型原発は液体燃料であること。

2つ目は、ウラン型原発の燃料はウラン235であるが、トリウム型原発の燃料はウランより質量の軽いトリウム232を使用していること。

 

3つ目は、ウラン型原発は60万kW以上の大きな発電で設備も大型だが、トリウム型原発は地域ごとに設置できる20〜30万ｋＷ程度の小さな発電で設備は小型であること。

＊原子核反応からエネルギーの生成・発電

■ 燃料自給自足型小型原発FUJIの開発

このようなトリウム系熔融塩炉はアメリカのオークリッジ研究所で体系的な研究がすすめられ、実験が行われてきました。1965年、熔融塩実験炉MSREは臨界に達し、1969年12月までの実質3年半、なんの事故もなく運転実績をおさめ、全試験計画を完了しました。私も1968年末に、このMSREを見学しています。このときは静かに稼動していました。

しかし、アメリカでは政治的理由からトリウム型原発ではなくウラン型原発が趨勢となり、トリウム型原発はほとんど見向きもされなくなりました。多くの研究者は鬼籍に入り、多くの研究資料だけが残されました。

こういう中で私たちは、大きな後ろ盾もなく、ひたすらこの半世紀、トリウム型原発を研究してきました。20年ほど前にはほぼ原型ができていましたが、その1つの成果が、燃料自給自足型小型原発FUJIの設計です。

今後、世界で使われるためには、設備や作業が大変な大型のウラン型原発に対して、小型のトリウム型原発の開発が必要です。そこで私は、構造・運転・保守のすべてを単純化し、20〜30kWの小規模型発電とし、工場で生産可能な理想的な原発を追い求めました。こうして完成したFUJIは、ウラン型原発にかわって世界展開できる実用炉だと自負しています。

＊燃料自給自足型小型原発FUJIの構造

＊燃料自給自足型小型原発FUJIの特徴

1. 安全性

• 使用する燃料塩は常圧で化学不活性の物質で、500度以下では安定したガラスである。
• 燃料は自給自足で余分な核反応力は不要、原理的に制御棒も不用（万一に備え黒鉛の制御棒を数本入れるが、この制御棒を抜けばすぐに炉は止まる。制御棒といわず調整棒といっている）。
• 炉心は多くが黒鉛で構成され、融点が4000度と高いので、照射による損傷はない。
• 構造が単純で壊れにくいが、万一、塩が漏れても燃料がなくなり、炉は自動停止する。
• 電源がなくなれば塩は自動落下しタンクに収まる。もしもの場合でも、核物質濃度は固体燃料の場合の10分の1程度で、小型なので冷却管理が容易。
• 揮発性放射物質は、システムの稼動時から常に除去されるので事故が起きても環境への放出はない。
• 軍事攻撃、内部サボタージュ（テロ）、地震などにも安全。

2. 非核拡散性

• トリウム232から生まれるウラン233はγ線が強く、人体への影響が大きくて扱いが難しく、軍事に利用できない。
• 監視も容易。
• 兵器にもなる放射性廃棄物のプルトニウムがつくられない。むしろその有効利用として消滅処理を請け負うことができる。

3. 化学処理核廃棄物対処性

• 化学処理しやすい液体燃料で、高レベル廃棄物の超ウラン元素生産は固定燃料の1,000分の１程度。
• 低レベル廃棄物も固定燃料に比べて激減する。

4. 経済性

• 炉の構造は単純で、燃料の取り扱い・取り替えは不要で、安全装置も軽微ですむ。
• 運転・保守作業は簡単で、トリウム塩を追加するだけでよい。
• 固体燃料を使用する場合の作業量やくり返し回数を考えれば圧倒的に経済的である。
• 発電効率が高く排熱は減る。
• 地産地消が可能。送電網も軽微である。
• 小型モジュラー化で世界展開が容易である。

■ トリウム熔融塩核エネルギー協働システムの構想

燃料自給自足型小型原発FUJIを稼動させ、発電量をふやすためには、火種となるウラン233を増殖させる中性子が必要です。トリウム232に中性子を吸収させて、火種のウラン233をつくり出すためです。

この火種を効率的につくり出すためには、増殖発電炉が必要になってきます。ウラン型の場合は、ウラン－プルトニウム核燃料サイクルによる「もんじゅ」のような高速増殖炉が用いられています。トリウムの場合もかつてはトリウム－ウラン核燃料サイクルが構想されていました。しかし、私は、同一炉で増殖と発電を担うのは技術的に無理があることに気がつきました。

そこで考え出したのが、発電と増殖を分離して、燃料自給自足型小型原発FUJIとは別に、核燃料増殖専用の施設をつくることでした。

核燃料の増殖には、核分裂、核融合のほか、核スポレーション反応というのがあります。この中で、中性子を入手するためには、核スポレーション反応が有効だと考えたのです。この目的のために、元・日本原子力研究所の故塚田甲子夫、中原康明氏の協力のもとに発明した「加速器熔融塩増殖炉」を使用し、この発電と増殖からなるシステムを「トリウム熔融塩核エネルギー協働システム」として設計。現在、実用化をめざしています。

この実用化によって、とくに、これまで高レベルの放射性廃棄物は消滅処理で100万年の問題といわれていたのが、100年問題になるのは大変、喜ばしいことです。廃棄物の発生量一つをとってもウラン型原発とトリウム型原発とでは「1万倍の差異」があるのです。

＊トリウム熔融塩核エネルギー協働システムの実用化ロードマップ

これまで、私たちは日・米・ロシア・チェコ、その他世界中の協力者と研究をすすめてきました。とくに、現在ではチェコの求めに応じて実用化計画をすすめています。

実用化のためのロードマップをお話しすると、

2011年8月末に「トリウム熔融塩核エネルギー協働システム」計画案を完成させて、9月に公表します。

実験炉「miniFUJI」約1万ｋｗは300億〜500億円の予算で、今から７年後の2018年に臨界を達成し、ついで、実用炉「FUJI」10万〜30万ｋｗの小型原発を1500億円くらいまでの予算で、今から12年後の2023年に臨界を達成する予定でいます。

その間に、「加速器熔融炉塩増殖炉」を完成させようと考えています。

研究を始めて50年、お金はついてこなくても自由が保障されて好きなように研究生活をしてきた成果がようやくあらわれてきました。孤軍奮闘の時期を経て、84歳にして、大きな夢がさらに膨らみました。ウィグナー、ワインバーグの教えが活かされつつあるのです。「生きているうちに実現させましょう」と、みなさんにいわれます。嬉しいことです。ほんとうに生きて完成を見たいですね。

■ 今後の日本のエネルギー対策

福島第一原発の事故以来、脱原発、反原発の考えが広まっています。そのためにはみなさん、大規模停電もいとわない、節電にも協力するという覚悟で臨まれています。

しかし、もう少し突っ込んで核エネルギーについて考えてみましょう。

今まで、日本の発電量の30％は原子力発電に頼ってきました。電力需要が低くなる正月には90％が原子力発電でまかなわれます。この現在のウラン型原発は、お話したように未完の原発であり、技術的にはいい加減であり、そもそもスタートから間違っていました。しかし、そうはいっても、原発は、私たちの生活や産業に大きな影響を及ぼしており、今すぐ原発を止めたら、日本の社会は立ちいかなくなるでしょう。

太陽発電や風力発電、地熱発電など、自然エネルギーを利用しようという声もあります。実際、太陽からは、現在、人類が使用している総エネルギーの１万倍ものエネルギー量が注がれており、地球を暖めています。この地球環境にもよいクリーンなエネルギーを利用しない手はありません。将来的には自然エネルギーがおそらく主役になるでしょう。

だとしても、現在、自然エネルギーの技術は私たちの生活や産業をまかなうほど十分には育っていません。かといって、石油・石炭などの化石燃料は、埋蔵量についてはかならずしも心配はしていませんが（埋蔵量とは地球の表面から地下１㎞を掘ったところまでに存在する資源埋蔵量の１万分の１をいい、実際にはもっと多いはず）、二酸化炭素排出量や化学汚染の問題があります。これ以上期待できないのが現状です。

こうして考えてみると、当面は、どうしても核エネルギーに頼らざるを得ないのです（それに自然の太陽エネルギーといっても実はこれは核融合による発熱で正確には核エネルギーですよね）。

しかし、未完のウラン型原発の問題点がこれほどまでに表面化し、その放射線物質による汚染が実際に問題になっているのです。今まで通りの原発を継続するのは無理があるでしょう。地球環境を守るためにもよろしくありません。

そこで、私は、このウラン型原発の代わりに、少なくとも天才が現れて自然エネルギーが実用化され、主流となる今世紀末から来世紀くらいまでは、トリウム型原発、正式には、トリウム熔融塩核エネルギー協働システムを急いで設置して利用することを提案したいと思っています。

これなら、安全性も、放射性廃棄物質処理も、非核拡散性の面でも、経済性でも、ウラン型原発よりはるかにすぐれており、時流にかなったものと思います。

今から準備して設置すれば、トリウム型原発により、今世紀中ごろには世界電力の半分くらいの供給は可能になるのではないでしょうか。そして、技術が育ってきた自然エネルギーと100〜200年くらいかけて交替していけばよいと考えています。

それによって、地球の環境を改善し、多くの人に多くの産業に電力がいきわたり、経済が回って世界の貧困を打破し、貧困や民族対立からくるテロリズムなどの解消にも役立ってほしいとひそかに考えているのです。

太陽から人類が必要とするエネルギーの一万倍が降り注いでいます。

これをどう活用するかが人類にとって最も大事な課題です。早晩、太陽光発電も天才が現れて、画期的な新技術が生まれてくると思います。トリウム方式は、それまでのつなぎの発電として有効なのです。

写真はネットより転載