ガイアと熱エネルギー4

リサイクルエネルギーとプルサーマル

開かれたままという点では、ガイアの中の太陽ともいうべき原子力
エネルギーも､まだ閉じられた系として完成しているわけではない｡
ただ化石燃料を原料とする熱源と比べた場合、サイクルの系は比較
的閉じやすい物質だということはできる。いいかえれば、炭酸ガス
をはじめとする燃焼二次物質に比べて、利用後の原子力燃料はリサ
イクルしやすいものなのである。

それは原子力燃料に用いられるウラン燃料の性質によっている。現
在、世界で最も活用されている軽水炉型と呼ばれる原子炉に用いら
れるウラン燃料は、核分裂によって熱エネルギーを発する燃料であ
るが、直接燃やす対象とするのはウラン235で､残りの97％は核分裂
しにくい、いわば｢燃えない｣ウラン238である。

そして、ウラン235は燃料としては２％程度しか利用されておらず
残存物質にはまだ１％のウラン235が残される。また97％のウラン
238も単に燃えないだけではなく､運転中の原子炉内においてその一
部が中性子を吸収することでプルトニウムとして自然生成され、こ
れも核分裂によって熱エネルギーとして利用される。

そして最後にはプルトニウムもまた１％が残る。原子力発電設備と
してもっとも成熟した技術といわれる軽水炉型原子炉においてはウ
ラン235 及びウラン238 から炉内生成されるプルトニウムが熱エネ
ルギーを得るための原料となっているのである。

そして、熱エネルギーを作り出した後において取り出された原子力
燃料にはおよそ97％のリサイクル可能な物質と３％の放射性廃棄物
が残される結果となる。

石燃料が、閉じた系としてゼロリリースを実現できないのと同様に
原子力燃料もまた、リサイクル性の高い残存物として取り出される
とはいえ、放射性廃棄物を生み出す点において、ゼロリリースを実
現してはいない。

こうした原子力燃料の特性を活かし、軽水炉型原子炉において、燃
料リサイクルを可能にしようとするのがプルサーマル計画と呼ばれ
るものである。財団法人高度情報科学技術研究機構・原子力ＰＡデ
ータベースセンターのサイトにある原子力百科事典によれば以下の
ように記されている。

｢プルサーマル：Pul-thermal utilization。プルトニウムを軽水炉
等の熱中性子炉(thermalreactor)の燃料に利用することをいう。将
来的には、プルトニウムを高速増殖炉で利用することにより、ウラ
ン資源の利用効率を飛躍的に高めることができるが、実用化にはま
だ時間がかかる。そこで、より現実的な方法として現在の原子力発
電所(軽水炉､重水炉)でプルトニウムとウランと混合した酸化物燃
料(Mixed OXide Fuel、略してＭＯＸ燃料)の形で利用するプルサー
マル計画が世界で進められている。これは、プルトニウムを平和目
的に限って利用し、余分なプルトニウムを持たないという核拡散防
止の大原則にも則っている。これまでに、日本では、敦賀発電所１
号機､美浜発電所１号機でＭＯＸ燃料集合体６体の使用実績がある｡
海外では早くから実施され、既にＭＯＸ燃料集合体1700体以上が軽
水炉に装荷され運転されている｣

つまり、使用済み燃料を再処理して取り出したウラン混合のプルト
ニウムとウランを混ぜて加工したものを再び軽水炉型原子炉で活用
しようとするもの、それがプルサーマル計画である。リサイクルす
ることにより原子力燃料を利用した後に残される核物質をなるべく
廃棄しなくてすむようになる。これによってゼロリリースへの歩み
が一歩進んでいくのだ。

こうしたエネルギーリサイクルの試みに対する飽くなき研究と挑戦
がなされることで、原子力エネルギーにおけるゼロリリースは、現
実的な問題として考えられるようになる日も近いといえるだろう。

ただ、ここで断っておかなければならないことは、太陽エネルギー
とは異なり、ガイアの中に熱源をもつという意味では、化石燃料も
原子力燃料も同じ宿命にあるのであって、完全なゼロリリースを実
現することはおそらく現在の技術では不可能かもしれない。しかし
だからこそ、今後の研究と挑戦がさらに進められなければならない
ものなのだといえよう。

[5]へ続く