もんじゅは廃炉にできない?高速増殖炉の現状と「核燃料サイクル」の仕組み

核燃料サイクル一環として建造された高速増殖炉もんじゅの廃炉が決まりました。東日本大震災や事故の影響で高速増殖炉もんじゅ含む原発の廃炉を進める意見が多い現状。高速増殖炉もんじゅの現状と核燃料サイクルの仕組みについてまとめる。

もんじゅは廃炉にできない?高速増殖炉の現状と「核燃料サイクル」の仕組みのイメージ

目次

  1. 核燃料サイクルの一環?高速増殖炉もんじゅの廃炉とは
  2. 廃炉となる高速増殖炉もんじゅとは
  3. 核燃料サイクルの仕組みとは?
  4. 廃炉になる高速増殖炉もんじゅの核燃料サイクルとその仕組み
  5. 核燃料サイクルの一環とは?廃炉となる高速増殖炉もんじゅの役割
  6. もんじゅだけじゃない!核燃料サイクルの計画の一環として作られたもう一つの高速増殖炉常陽
  7. 高速増殖炉もんじゅだけじゃない!高速増殖炉もんじゅ以外の原発の核燃料サイクル
  8. 核燃料サイクルの違い?廃炉となる高速増殖炉もんじゅと他の原発との発電方法の違い
  9. 日本だけじゃない!新しい核燃料サイクル開発に取り組む国々
  10. 新しい核燃料サイクル開発は困難!?核燃料サイクル開発の現状
  11. なぜ廃炉?高速増殖炉もんじゅ廃炉の原因となったナトリウム漏れなどの事故
  12. 廃炉にできない!高速増殖炉もんじゅの廃炉に抵抗する維持を主張する人々
  13. 廃炉にすれば損!?高速増殖炉もんじゅ廃炉にできない理由
  14. 高速増殖炉もんじゅが廃炉にできない理由は核燃料サイクルの開発だけじゃない。高速増殖炉もんじゅが必要な理由。
  15. 高速増殖炉もんじゅの廃炉と核燃料サイクルの今後は

核燃料サイクルの一環?高速増殖炉もんじゅの廃炉とは

出典: http://coalitionagainstnukes.jp

「原発反対 NO NUKES!」プラカード

東日本大震災の事故以降、原発廃炉の運動が盛んに行われています。

 2011年に起きた東日本大震災の原発事故以降、原発を廃炉にと言う運動が盛んに行われるようになりました。そんな中、2016年12月21日、高速増殖炉もんじゅの廃炉が決定し、運営の維持ができない現状になりました。
 本記事では高速増殖炉もんじゅの現状と過去に起きたナトリウム漏れなどの事故と核燃料サイクルの仕組みを交え、高速増殖炉廃炉のことについてまとめます。

出典: https://pixabay.com

高速増殖炉もんじゅとは?核燃料サイクルとは?

核燃料サイクルの仕組みや高速増殖炉もんじゅのことについて、廃炉の経緯や過去の事故を交えまとめていきます。

出典: http://shibabechi.web.fc2.com

高速増殖炉もんじゅとは?核燃料サイクルとは?

核燃料サイクルの仕組みや高速増殖炉もんじゅのことについて、廃炉の経緯や過去の事故を交えまとめていきます

廃炉となる高速増殖炉もんじゅとは

 高速増殖炉もんじゅとは福井県敦賀市に建てられた日本原子力研究開発機構により建設された高速増殖炉です。日本原子力発電株式会社敦賀原発と関西電力株式会社美浜原発の2つの原発に接続されています。
 他プラントは商用原発として扱われていますが、高速増殖炉もんじゅは研究用原子炉であり、高速増殖炉の実用化・商用化に向けた技術開発に寄与しています。核燃料サイクルの計画の一環として建造されました。

出典: https://ja.wikipedia.org

高速増殖炉もんじゅの外観

高速増殖炉の研究用原子炉として建てられました。

出典: http://owariken.blog17.fc2.com

高速増殖炉もんじゅの位置

高速増殖炉もんじゅは福井県敦賀市にあります。近くには敦賀原発や美浜原発があり、高速増殖炉もんじゅは2つの原発に接続されています

核燃料サイクルの仕組みとは?

 高速増殖炉もんじゅの現状と仕組みを説明する前に、まず核燃料サイクルの仕組みについて説明します。
 核燃料サイクルとは原発を維持するために行われる核燃料のサイクルを指します。現状では特に、核燃料サイクルの一連の流れ及び核燃料サイクルの結果として出てくる各種放射性廃棄物が処理されるまで全過程を考慮した、ウラン資源等を有効利用するための体系を指します。

出典: http://www.athome.tsuruga.fukui.jp

核燃料サイクルの流れ(現状)

原発で使用された燃料を再処理工場で処理し、燃料の再利用をする一連の流れを核燃料サイクルと呼びます。

廃炉になる高速増殖炉もんじゅの核燃料サイクルとその仕組み

 下図にある通り、核燃料サイクルにはプルサーマルと高速増殖炉サイクルの2つの方法があります。その方法の中で高速増殖炉もんじゅでは高速増殖炉サイクルが採用されています。
 核燃料サイクルでは原発で燃やした使用済み核燃料を再処理し、燃え残りウランと燃焼により発生するプルトニウムから新しい燃料を作ります。
 この方法の中、高速増殖炉サイクルでは発電中消費した量以上の燃料を生成することができます。

出典: http://mugentoyugen.cocolog-nifty.com

核燃料サイクルの仕組み概略図

プルトニウムを再処理工場から原発もしくは高速増殖炉にて使用し、発生した使用済み核燃料を再度再処理工場にもっていき、最終的に高レベル放射性廃棄物となります。この一連の流れを核燃料サイクルと呼びます。
核燃料サイクルの仕組みにはプルサーマルと高速増殖炉サイクルの2つの方法があります。

出典: http://www.athome.tsuruga.fukui.jp

高速増殖炉サイクルの核分裂とプルトニウム生成

高速増殖炉サイクルでは使用した量以上の燃料を生成することができます。燃料にはプルトニウムが使われていて、図に示す通り核分裂を起こし燃えにくくなったウランから新しいプルトニウムを生成し、更に核分裂の進行を維持する仕組みになっています。

核燃料サイクルの一環とは?廃炉となる高速増殖炉もんじゅの役割

 廃炉が決定した高速増殖炉もんじゅは、他の原発とは役割が異なります。もんじゅはナトリウムの取り扱い技術確立などの研究開発成果の信頼性を示す役割を担っています。

出典: https://www.jaea.go.jp

高速増殖炉もんじゅの役割

廃炉となる高速増殖炉もんじゅはナトリウム取り扱い技術確立など、原発運用を維持するために必要な研究開発成果の信頼性を示す役割があります。

もんじゅだけじゃない!核燃料サイクルの計画の一環として作られたもう一つの高速増殖炉常陽

 高速増殖炉は廃炉が決まったもんじゅだけではありません。もんじゅは日本国内では2番目の高速増殖炉であり、常陽が日本国内で初めて建設された高速増殖炉になります。もんじゅは常陽のデータを元に建造されています。
 高速増殖炉常陽は茨城県東茨城郡大洗町にあり、日本原子力研究開発機構により作られました。常陽は高速増殖炉開発のための必要なデータ収集、技術習得、基盤研究等の目的で建造されました。
 現状、高速増殖炉常陽はナトリウム循環を除き休止しています。2007年に常陽ではMARICO-2と言う照射試験用実験装置が大きく破損する事故が発生し、常陽の炉の運転休止を余儀なくされました。2014年には復旧していますが、現状常陽の運転再開は出来ない現状で、運転休止が維持されています。

出典: https://ja.wikipedia.org

高速増殖炉常陽を上から見た写真

高速増殖炉常陽を上空から撮影した写真です。2017年現状では運転は休止中です。

出典: http://ggtms.com

高速増殖炉常陽の場所

構造増殖炉常陽は茨城県東茨城郡大洗町にあります。

高速増殖炉もんじゅだけじゃない!高速増殖炉もんじゅ以外の原発の核燃料サイクル

 核燃料サイクルを行う原発は高速増殖炉だけではありません。九州電力の玄海3号機や関西電力の高浜3号機などでは、先に紹介したプルサーマルと言う方法が行われています。
 プルサーマルはウランとプルトニウムが含まれているMOX燃料と呼ばれる核燃料を使います。先の図に記されている通り、ウランに中性子が吸収されるとプルトニウムになり、このプルトニウムを再処理工場で再利用し、新しい発電エネルギーにします。この方法により、プルサーマルではウランをリサイクルすることができます。
 高速増殖炉では使用した燃料以上の燃料を生成し、プルサーマルでは使用した燃料をリサイクルします。これがこの2つの方法の核燃料サイクルの大きな違いになります。

出典: http://www.asahi.com

九州電力玄海3/4号機

左が3号機で、右が4号機になります。玄海3号機では高速増殖炉と異なる仕組みを持つ核燃料サイクルプルサーマルが行われています。

出典: https://www.jiji.com

関西電力高浜3/4号機

左が3号機で右が4号機になります。これらの原発にもプルサーマルが採用されています。

出典: http://www.sankei.com

四国電力伊方3号機

伊方3号機でも玄海3号機と同様の仕組みの発電方法、プルサーマルが採用されています。

核燃料サイクルの違い?廃炉となる高速増殖炉もんじゅと他の原発との発電方法の違い

 廃炉となる高速増殖炉もんじゅと他の原発では核燃料サイクルの仕組みに違いがあることから、発電方法の仕組みにも違いがあります。下の図で各発電方法の仕組みを紹介します。

出典: http://www.mnf.co.jp

加圧水型(PWR)プラントの発電方法の仕組み

加圧水型(PWR)プラントは原子炉内で発生させた高温高圧な水を蒸気発生器と言う機器に送ります。そして別の系統に流れている水を、蒸気発生器にて蒸気に変えタービンに送ることで、発電機を回して電気を作る方法です。

出典: http://www.mnf.co.jp

沸騰水型(BWR)プラントの発電方法の仕組み

一方で沸騰水型(BWR)プラントは原子炉の中で発生させた蒸気を直接タービンに送り、発電機を回して電気を作る方法です。

出典: http://www.geocities.jp

高速増殖炉(FBR)の発電方法の仕組み

原子炉で熱せられた1次系金属ナトリウムは中間熱交換機に送られ、2次系ナトリウムへと熱を伝えます。その後熱せられた2次系ナトリウムは蒸気発生器にて水を蒸気に変え、蒸気をタービンへ送ることで発電する方法です。

日本だけじゃない!新しい核燃料サイクル開発に取り組む国々

 核燃料サイクルに取り組んでいる国は日本だけではありません。他にフランス、ロシア、韓国や中国、インドなどで取り組まれています。廃炉が決定したもんじゅや、運転休止中の常陽以外にも海外には高速増殖炉があります。

出典: https://www.jaea.go.jp

各国の高速増殖炉開発計画

高速増殖炉は廃炉が決定した日本のもんじゅ以外にも、海外で開発に取り組んでいます。

出典: http://www.rist.or.jp

高速増殖実証炉スーパーフェニックス外観図

1986年に運転を開始したスーパーフェニックスはフランスを中心とする西欧電気事業者の共同プロジェクトとして建造された高速増殖実証炉です。しかし現状はナトリウムが漏れた漏洩事故やナトリウム火災対策など各種安全措置の実施、政権の交代などの理由から運転できない状態で維持され、1998年12月に閉鎖政令が交付つまり廃炉が決まり、解体作業が行われています。

出典: http://j.people.com.cn

中国初の実験高速増殖炉の中央制御室

中国では実験炉を運転中です。2030年ごろの実用化を目指しており、先進国の技術を導入しながら中国国内のメーカを育成しています。環境対策などの観点から原子力開発を推進しています。

新しい核燃料サイクル開発は困難!?核燃料サイクル開発の現状

出典: http://tkplus.jp

もんじゅの廃炉からも分かる通り、核燃料サイクルの開発は上手く進んでいません

もんじゅの廃炉や各プラントの運転休止。核燃料サイクルの開発は上手く進んでいません。もんじゅの廃炉が決定した現状、これからどのように研究開発を進めていくのか問題です。

 日本は核燃料サイクルの開発を進めている一方、現状は技術確立の見通しを立てることができない状況にあります。高速増殖炉もんじゅは1980年に建てられましたが、ナトリウムが漏れる事故が起きるなどの影響もあり、ほとんど稼働できないまま廃炉が決定しました。

なぜ廃炉?高速増殖炉もんじゅ廃炉の原因となったナトリウム漏れなどの事故

 高速増殖炉もんじゅは度々のナトリウム漏れなどの事故により、2016年12月21日正式に廃炉が決定しました。
 まず1995年に冷却材金属ナトリウムの漏れによる火災事故を起こしました。更にそれを一時隠蔽したことが問題になりました。運転再開のため本体工事を実施し、2010年5月6日に2年後の本格運転を目指し運転再開しましたが、同年8月に炉内中継装置落下事故を起こし、稼働を維持できない状況になりました。2012年再稼働を目指していましたが、結局廃炉が決定しました。尚、ナトリウム漏れ事故からの運転再開にかかる費用は5400憶円以上かかると言われています。

出典: http://fukunawa.com

もんじゅのナトリウム漏れ事故現場付近

廃炉が決まった高速増殖炉もんじゅでは過去にナトリウム漏れ事故が発生しました。更に、このナトリウム漏れ事故を隠蔽したことが問題になり、運転再開はかないませんでした。名

出典: http://www.sankei.com

もんじゅの経緯

廃炉が決定したもんじゅの経緯をまとめました。
ナトリウム漏れ事故の他にも訴訟が起こされるなど、運転再開ができない状況が続きました。最終的にもんじゅの廃炉が確定しました。

廃炉にできない!高速増殖炉もんじゅの廃炉に抵抗する維持を主張する人々

 高速増殖炉もんじゅの廃炉に抵抗する人々もいます。
 高速増殖炉の核燃料サイクルは原発の使用済み核燃料をリサイクルして新しい核燃料に作りかえることを目的としていることは先に説明しました。高速増殖炉もんじゅを廃炉にすると言うことは、核燃料サイクル計画をあきらめる、つまり原発の使用済み核燃料のリサイクルをあきらめることになります。
 使用済み核燃料は現状、各原発の使用済み燃料プールで一時保管されていますが、すでにかなり限界のところまで満たされてきています。
 高速増殖炉もんじゅの廃炉により核燃料サイクル計画が破たんすると、原発より発生する大量の使用済み燃料が処理できないことになり、原発自体の運営が維持できないことなります。そのため原発全体の将来のためにも、人々は高速増殖炉もんじゅの廃炉に抵抗し、維持を主張しています。

出典: https://twitter.com

2015年における国内原発の使用済み核燃料貯蔵率

2015年における国内原発の使用済み核燃料貯蔵率は約1万7000tです。貯蔵率を見ると六ケ所再処理工場は98.6%、東海第二原発は84.1%、玄海原発は81.3%と満杯に近い状態にあります。

出典: http://blog.livedoor.jp

福島第一原発4号機の使用済み核燃料プール

ここへ原発より発生した使用済み核燃料を入れることにより、保管します。

廃炉にすれば損!?高速増殖炉もんじゅ廃炉にできない理由

 高速増殖炉もんじゅを廃炉にした場合、どれ程の損失が出るのでしょうか?
 廃炉にする場合、期間として約30年、費用としては3750億円以上必要と言われています。一方で廃炉にしない場合、維持するのに年間200憶円必要となります。今まで1兆円以上かけて建造したとも言われています。今までかけてきた1兆円以上のお金を無駄にはできないため、何としても廃炉にせず再稼働をさせたいのです。

出典: http://www.windfarm.co.jp

もんじゅにかかる費用

もんじゅ廃炉が決定したとしても、維持するのに年間200憶円必要なのは変わりません。すでに1兆円国費を投入した高速増殖炉もんじゅを廃炉にするといことは、今までかかった費用を無駄にすることになるので、簡単には廃炉に踏み切れません。

出典: https://plaza.rakuten.co.jp

もんじゅに投じられた費用内訳

既に1兆円以上の費用がかけられています。
今もんじゅを廃炉にすると全て無駄になるので、何としても維持し、核燃料サイクルを確立したいのです。

高速増殖炉もんじゅが廃炉にできない理由は核燃料サイクルの開発だけじゃない。高速増殖炉もんじゅが必要な理由。

 全国的なアンケートではもんじゅ廃炉に賛成が7割以上と言う結果がありますが、地元住民はもんじゅ廃炉に対し不振や困惑の声があるようです。
 理由としては、もんじゅ廃炉が決定した場合、地元経済の悪化や税収面へ影響があると考えられるからです。高速増殖炉もんじゅがある福井県はもんじゅの維持費として年間200憶円の恩恵を受けています。もんじゅ廃炉により福井県はこの維持費を受け取ることができなくなるため、福井県知事も廃炉に反対していると言われています。
 また、日本には廃炉方法がないと言う話もあります。もんじゅの漏れ事故の原因になったナトリウムは空気に触れるだけで発火する、非常に取り扱いが難しいものです。ナトリウムの処分方法含む、もんじゅの廃炉方法が確立していないため、廃炉ではなくこのまま運営維持を必要と考えている人もいます。

出典: http://s.webry.info

もんじゅのある福井県知事は廃炉に反対の姿勢を示す

もんじゅが廃炉になることで、福井県は損をするため反対意見もあります。

出典: http://s.webry.info

福井県の西川知事

福井県の西川知事はもんじゅ廃炉に反対の姿勢を示してます。

出典: http://xn--nyqy26a13k.jp

もんじゅの廃炉方法はない現状

もんじゅの廃炉自体は決定したものの、廃炉方法が確立されていません。

高速増殖炉もんじゅの廃炉と核燃料サイクルの今後は

 資源が乏しい日本では原発の担う役割は大きく、核燃料サイクルの開発は重要となります。しかし現状、核燃料サイクル確立の見通しは悪く、未だ目途がついていません。更に、昨今の原発に対する安全性への懸念から脱原発運動が激しく、原発に対する理解を地域の方々から得るのが難しい状況が続いています。
 高速増殖炉もんじゅの廃炉は決定したものの、方法や費用面など未だ問題は多く残されています。今回まとめた通り、核燃料サイクルは日本にとっては重要なものであり、核燃料サイクルにおける高速増殖炉もんじゅの担う役割は大きいものです。維持費や核燃料サイクル確立の見通し、安全性など懸念は多いですが、だからと言ってもんじゅの廃炉が本当に正しいとも言えません。
 まずは私たち一人一人が日本や原発の現状を理解し、その中でもんじゅ含む原発とどのように向き合っていくかを考える必要があるでしょう。

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