第3章 進む研究開発
(2)新型動力炉開発

ホ)高速増殖炉研究開発

(i)調査・研究の進展
 高速増殖炉研究は特殊核物質を使用しない形での炉物理研究,液体金属技術,プルトニウム燃料技術等々を中心に始められ,昭和36年長期計画では高速増殖炉の実用には長期間を要するため,10年以内に実験炉を建設することを目標として研究を進めることとし,プルトニウム燃料をプロジェクト研究として取り上げることとした。その後,日本原子力研究所内に設置された高速増殖炉研究開発委員会において,実験炉建設を含む研究開発計画をとりまとめるとともに,高速臨界実験装置の建設準備(昭和42年臨界)及びナトリウムループによる基礎実験が進められた。一方,原子力委員会が昭和39年発足させた動力炉開発懇談会は,昭和40年の中間報告において,今後10ヵ年程度は臨界実験装置,実験炉等により基本的事項に重点を置いて研究開発を進めるとの一歩踏み込んだ考え方を示した。
 その後,動力炉開発懇談会に高速増殖炉ワーキンググループが設置されるとともに,動力炉開発調査団が海外に派遣され,それらの報告において,①高速増殖炉開発を国のプロジェクトとして採り上げること,②国際協力を進める一方,自主プロジェクトとして適切に進めること,③実験炉を昭和46年に建設完了,原型炉を昭和50年に完成することを目途に今後10年間研究開発を進めること等が適当とされた。

(ii)高速増殖炉プロジェクトの開始
 昭和41年,原子力委員会によって高速増殖炉は国のプロジェクトとして取り上げられ,動力炉・核燃料開発事業団において新型転換炉とともに研究開発が進められることとなった。
 日本原子力研究所は,実験炉第1次概念設計を既に完成しており,引き続き第2次概念設計を開始し,昭和43年とりまとめた。また昭和40年から3年間にわたって,日本原子力研究所及び原子燃料公社が共同で実験炉の燃料集合体について試作研究を行ってきたが,昭和43年,上記概念設計書等とともに動力炉・核燃料開発事業団に引き継がれた。
 昭和43年には,原子力委員会により動力炉開発基本方針等がとりまとめられ,熱出力約10万キロワットの実験炉を昭和47年頃,電気出力20万キロワットないし30万キロワットの原型炉を昭和51年度に臨界とすることを目標として,研究開発が進められることとなった。

(iii)実験炉「常陽」の建設
 動力炉・核燃料開発事業団は日本原子力研究所より引き継いだ第2次概念設計を基礎に第3次概念設計を民間に委託する等により,昭和44年に最終設計をとりまとめ,翌昭和45年には第1期分(熱出力5万キロワット)について設置許可が得られ,昭和45年に着工した。その後昭和50年に総合機能試験を開始し,実験炉の各構成機器やシステムについて個別に実証しつつ,慎重に進め昭和52年4月に臨界に達した。「常陽」は第1期及び第2期出力(熱出力7万5千キロワット)の出力運転の後,燃材料開発用の照射試験炉として活用するべく炉心を改造し,昭和57年に臨界に達し,熱出力10万キロワットの定格運転においてその役割を果たしている。

(iv)原型炉「もんじゅ」と実証炉
 原型炉「もんじゅ」は,高速増殖炉発電プラントの性能,信頼性,安全性を実証するとともに,将来の実用炉プラントの大型化に対する技術的可能性を見極め,また経済性についても評価する材料を得ることを目的として,実験炉「常陽」の建設,運転による技術経験を踏まえ開発されている。その概念設計は昭和43年より開始され,昭和48年より調整設計,昭和52年より製作準備設計が進められる一方,昭和51年8月の新型動力炉開発専門部会報告において実証炉建設の必要性が指摘されるに伴って,原型炉について動力炉・核燃料開発事業団の計画の妥当性が認められた。原型炉の建設に関しては,①立地手続きに長期間を要したこと,②部品及びシステムの実証を積み重ねる等十分な技術実証を行ったこと等から当初の計画より遅れる結果となったが,昭和58年5月,原子炉設置許可が得られ,現在建設工事が進められている。
 高速増殖炉の実証炉は,実用規模へスケールアップした発電技術について信頼性を中心に実証し,あわせて実用炉の経済性の見通しを得ることを目的とするものであるが,これについては,昭和57年の長期計画において1990年代初め頃に着工することを目標に計画を進めることとし,建設・運営の主体として,電気事業者が積極的役割を果たすことを期待することとした。その後,原子力委員会は高速増殖炉開発懇談会を昭和58年に設置し,同懇談会において,実証炉の研究開発及び設計の進め方,国際協力のあり方等について検討が進められており,昭和59年10月に中間報告がまとめられた。

(v)国際協力
 高速増殖炉の研究開発は,原子力研究開発の黎明期から始まったが,初期においては,海外の開発動向や技術を調査するにとどまっていた。昭和40年12月,日本原子力研究所と英国原子力公社との間で情報交換を目的とした高速炉協力協定を締結した。また,我が国の高速増殖炉開発が進むにつれ,プルトニウムの必要性が生じ,昭和43年7月に発効した日米原子力協力協定において,燃料用プルトニウム365キログラムにつき供給保障が規定された。また,同年7月に日米両国原子力委員会は,高速増殖炉分野における情報交換の取り決めを行うことに合意し,同年12月には,具体的な協力の実施については,日本原子力研究所から研究を引き継ぎ,我が国の高速増殖炉開発の中心となった動力炉・核燃料開発事業団がこれを行うことを定めた。その後,動力炉・核燃料開発事業団を中心に西独KfK,フランスCEAと情報交換を内容とする協力協定を締結した。
 我が国の高速増殖炉開発が進展するにつれ,国際協力も情報交換から共同研究の実施へと発展し,さらに核燃料サイクル分野も対象となるなど協力分野の多様化が図られており,現在,日米,日独仏,日英の高速増殖炉協力協定の枠組みのもとに積極的に国際協力が進められている。
 なお,昭和57年6月に行われたベルサイユサミットに基づいて設置された「サミットに基づく技術,成長及び雇用に関する作業部会」の報告書(昭和58年3月)においては,国際協力を推進すべき科学技術18項目が取り上げられ,その中の一つとして,高速増殖炉がとりあげられた。
 また,近年においては電気事業者及び原子力機器メーカーにおいても国際協力の動きが活発化してきている。


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