（１）高速増殖炉
高速増殖炉は,将来は軽水炉にかわつて発電炉の主流を占めるものと考えられており,各国で開発が進められている。英国,フランス,ソ連において既に電気出力30万キロワット級の原型炉が稼働し,西ドイツでも原型炉の建設を進めている。これに対して,米国は基礎研究を十分積み上げる方針をとつてきており,原型炉の建設では各国よりも遅れている。また,原型炉に続く実証炉については,フランス,西ドイツ等は多国間の国際協力により建設を進めている。
世界における高速増殖炉(FBR)開発の歴史は古く,米国において,昭和21年に臨界に達した小型実験炉クレメンタイン(熱出力25kW)から始まつた。その後1950年代には英国とソ連が,1960年代にはフランスが相次いで高速増殖炉開発に着手しており,更に遅れて西ドイツ及び日本が着手し,その後各国の研究開発は着実に進展した。現在は,フランス,英国,ソ連では,原型炉段階から実証炉段階に進もうとしている。
①フランス
フランスの高速増殖炉開発は原子力庁(CEA)を中心に進められおり,米国や英国に比べ出遅れたものの,その後一貫した自主開発路線により,昭和42年にはカダラッシー研究所で実験炉ラプソディー(当初熱出力2万kW,昭和45年4万kW)を臨界にし,昭和48年には原型炉フェニックス(電気出力25万kW)を臨界した。引き続き,実証炉スーパーフェニックス(電気出力120万kW)については,リョン東方のクレイマル・ビルで,昭和51年12月より現地工事が開始され,発注者NERSAと受注者ノバトム社との間の建設契約が昭和52年3月に発効し,昭和58年臨界を目途に建設が進められている。
更に実証炉に引き続く大型炉についても,SAONE計画として120万～180万キロワットの規模で4～5基建設を進めていくことを計画している。
②西ドイツ
西ドイツでは,昭和52年10月に,西ドイツ初の高速増殖実験炉にKN K-Ⅱ(電気出力2・1万kW)が臨界に達した。KNK炉は,当初熱中性子炉として建設されたものを,プルトニウムーウラン混合酸化物燃料使用の高速炉炉心に改造し,名称もKNK-Ⅱと改めた。
また,昭和48年に原型炉SNR-300(電気出力31.2万kW)を着工し,昭和56年臨界を目途に現在建設中である。
SNR-300に続く実証炉として,イタリア,フランスとの共同により,SNR-2(電気出力130万kW)の建設計画がたてられ昭和57年頃着工を目標に研究開発などの準備が進められている。
なお,昭和52年6月フランスと西ドイツの間で,高速増殖炉開発をより推進協力するため,それぞれの研究開発成果を共同管理し将来の高速増殖炉の実用化の際成果の使用権を一元的に取り扱う会社の設立を含む高速炉商業協定を締結させている。
③英国
英国では古くから高速増殖炉の開発に力を注いでおり,昭和34年には北スコットランドにある英国原子力公社(UKAEA)のドンレー研究所で実験炉DFR(DounreayFastReactorl.5万kW)が臨界に達している。
DFRは高速炉燃料技術等に関して貴重な情報提供を行つてきたが,当初の任務を果たし,昭和52年3月に閉鎖された。
DFRに続く炉として,UKAEAは同じくドンレーに原型炉PFR(PrototypeFastReactor,25万kW)を建設し,昭和49年3月臨界に達したが,その後蒸気発生器に漏洩が起こり,点検修理に長い時間を要した。昭和52年2月短期間定格熱出力運転に成功した。最初の商業実証炉であるCDFR(CommerciaIDemonstrationFastReactor,130万kW)について,UKAEAはNPCと設計の契約を締結しており,現在概念設計中である。
④米国
(i)世界で最も早く開発に着手した米国は,EBR-Ⅰ,Ⅱ,エンリコ・フェルミ炉,SEFORなど高速実験炉の建設を相次いで進め,特に広範囲にわたる基礎工学的研究開発に力を注いできたが,反面,原型炉規模以降の計画に関しては,開発テンポが遅く,西欧先進諸国に遅れを見せている。
(ii)特に近年は,建設費の高騰に伴う開発資金の増大等により,FBR用燃料の照射試験施設FFTFの臨界が当初計画の昭和48年末から昭和54年まで遅れ,また,原型炉CRBR(380 MWe)の建設計画も従来の民間主導からエネルギー省主導へと変化している。
(iii)米国の高速増殖炉開発予算は年々増加してきたが,カーター政権に変わつてからは,核不拡散等の観点から原子力政策全体の抜木的見直しが行われ,基礎的な研究開発は従来どおり継続するが,商業化にかかわる研究は当面延期するという方向で進められる模様である。
⑤ソ連
ソ連の高速増殖炉開発研究は英国と並んでかなり古く,昭和30年に臨界となつた臨界集合体BR-1を手始めにBR-2(100kWt)やBR-5(5MWt→10MWt)など種々の実験施設を相次ぎ建設している。更に,ここで得られた研究成果や運転結果をもとに,昭和34年には木格的実験炉BOR-60(60Mwt)を,また,昭和47年には二重目的型の原型炉B N-350(1,000MWt,350MWe)をそれぞれ臨界にさせている。BN-350に関しては,昭和49年に蒸気発生器のトラブルが伝えられたが,その後修復さh,昭和51年は順調に運転した模様である。
実証炉BN-600(600MWe)の建設は,BN-350の蒸気発生器トラブルの経験から慎重に進められており,完成が遅れ,昭和55年頃に完成の予定である。
これに次ぐ大型炉計画についてはかねてより検討が進められてきたが,最近1,600MWe規模のBN-1600計画がスタートした。
（２）重水減速炉
軽水に比べて,中性子吸収の少ない重水を減速材として用い,中性子経済の優れた重水減速炉の開発が,カナダで進められている。
カナダでは,重水減速加圧重水冷却型のCANDU-PHW炉の開発を積極的に進め,既に9基が運転中であり,インド,パキスタン,韓国等にも輸出されている。
（３）高温ガス炉
海外における高温ガス炉の開発は,米,西独,英,仏の各国でとりあげられて来たが,とりわけ発電を主目的とする米国と,核熱利用を主体とする西独が特に強力に推進している。
米国では,発電用高温ガス炉の開発がオークリッジ国立研究所(ORNL)とゼネラル・アトミック(GA)社を中心にして行われてきた。最初に建設されたピーチボトム炉(42MWe,728℃)は昭和42年5月運転を開始し,所期の目的を達して昭和49年10月に運転を終了した。
次いで世界最初の実用規模の発電炉として,フォート・セント・ブレイン炉(330MWe,785℃)が昭和49年1月臨界になつた。出力上昇に当つては,トラブルが続き,しばらく低出力運転を余儀なくされたが,その後技術的諸問題の解明が進められ,昭和53年中には定格出力運転に入るものが予想される。また,今後の計画については,大型HTGR発電炉の第1号リードプラント(900MWe,昭和64年運開予定)の開発・建設のために,米国内電力各社の参加によるガス冷却炉協会(GORA)が昭和53年2月に設立され,概念設計を進めた。国際協力による600MWeガスタービンHTGRデモプラント(昭和65年運開予定)の設計も進められている。
西ドイツは早くからエネルギーの原子力化の必要性と,そのための広汎な核熱利用,ことに豊富な石炭のガス化・液化のための高温熱源として,HTRの有用性に着目し,独自なベブルベッド型炉の技術を開発した。
その実験炉AVR(熱出力46MW,電気出力15MW)は,昭和42年運転開始後昭和49年には原子炉出口温度950℃を達成し,以後良好な運転性能を示して大型高温ガス炉開発のための貴重なデータを提供して来た。
THTR-300(300MWe,出口温度850℃)はとりわけ重要項目とされ,ユーリッヒ研究所とBBC/クルップとにより設計され,HRB,BBC,NUKEM3社のコンソーシアムが建設に当つている。同炉の役割はベブルベッド型炉の建設,運転経験を得て将来の実証炉へつなぐことと,同型炉の経済性を評価することにあり,その運転開始は昭和57年とされている。
特に,PNP原子カプロセスヒート型プラント計画は,石炭,褐炭のガス化の確立を目的とするもので,1974年に石炭会社やGHT社などにより,プロセスヒート利用研究組合が設立された。現在はそのための研究開発が進行中であるが,1990年末に500MWtのプラントの建設を終り,950℃のプロセスヒートにより,石炭のガス化などに供されることになつている。
フランスでは,原子力庁(CEA)が昭和47年米国GA社との間に企業参加とライセンス協定を結んで以来,サクレー研究所を中心に,高温ガスループ(SHELA,CARMEN-2)を用いて高温断熱構造,炉心流動,蒸気発生器などに関する試験が行われている。
その他,スイス,西ドイツがヘリウムガスタービンの開発で米国と協力しており,オーストリアはプロセス利用に関心を示している。
（４）核融合
核融合の研究開発における世界のすう勢は,昭和4年頃から新しい局面を迎え,特にトカマク型を中心とする低又は中間ベーダ値トーラス系装置は,今後プラズマ加熱法の技術開発やベータ値を高めるなどの改良・発展により,臨界プラズマ達成の見通しを立て得る段階に達している。
米国,ソ連,フランス等における数多くの中規模トカマク型装置によつて得られたこれまでの研究成果に基づき,トカマク型装置によつて臨界プラズマを実現し得るとの見通しが一般的となつた。
このような判断にたち,米国,ソ連及びユーラトムにおいて次の段階の大型のトカマク型装置の計画又は建設が進められている。
これらのうち,臨界プラズマ条件をやや下回る条件を目標とした規模のものとしてソ連のT-10が昭和50年7月に,米国のPLTが昭和50年11月に稼働した。これらの装置により臨界プラズマ条件達成のための有力な資料が得られるものと期待されている。
臨界プラズマ条件の達成を目途とする計画としては,米国のTFTR,ユーラトムのJET,ソ連のT-10Mなどの設計ないし検討が行われており,また一部は製作に着手している。これらは,臨界プラズマ条件の実証を目的とするばかりでなく,更に進んで実際にD-T反応による燃焼のための大型トカマク装置であり,装置完成時期はTFTRが昭和57年,JETが昭和58年を予定している。T-10Mは,超電導コイルを用いる大型の装置であり,完成時は昭和56年頃と予想されている。
世界のすう勢から判断すると,当面の目標である臨界プラズマ条件を最も早く達成する可能性のあるものはトカマク型装置であつて,世界の核融合研究開発の主流となつており,これに次いで非軸対称型高ベータ・プラズマ装置の研究開発が平行して進められている。これら磁場閉込め核融合とは別に,慢性閉込め(レーザー)核融合がようやく物理学的諸問題を検討できる実験段階に到達してきたことも近年の一つの進歩と言えよう。
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