黒鉛炉

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黒鉛炉（こくえんろ）とは、減速材に黒鉛（炭素）を用いる原子炉のこと。

黒鉛は安価で大量に入手でき、中性子の吸収が少なく減速能力も比較的大きな優秀な減速材である。中性子吸収量が少ないため、黒鉛炉は濃縮していない天然ウランを燃料として使用できる。

世界ではこの炉が約12%使われている（原子炉基数ベース、1999年現在）。エンリコ・フェルミの世界最初の原子炉「シカゴ・パイル1号」がこの形式。現在の商用黒鉛炉の直接のルーツはプルトニウム生産炉（原子爆弾の材料を作る為の炉）である。

目次 1 主な黒鉛炉 2 黒鉛炉の問題点 3 ソ連黒鉛炉仕様（サンクトペテルブルク） 4 英国黒鉛炉仕様（ダンゲネス） 5 ドイツ黒鉛炉仕様（THTR・停止中） 6 参考リンク

[編集] 主な黒鉛炉

• 黒鉛減速加圧軽水冷却炉　→　ソ連開発
• RBMK - 黒鉛減速沸騰軽水冷却炉　→　ソ連開発　→　チェルノブイリ原子力発電所で使用。
  • サンクトペテルブルクで稼働中
• GCR - 黒鉛減速二酸化炭素冷却炉
  • コールダーホール型　→　英国開発

    一基のみ日本にも建設された（東海発電所）。建設に当たっては耐震構造とするための改造が施された。

• 黒鉛減速ヘリウム冷却炉（高温ガス炉）
  • アメリカ、ドイツにある。

[編集] 黒鉛炉の問題点

• 制御棒一斉挿入時に炉の出力が上昇する可能性がある(RBMK-1000)。
• 中性子の減速能力が軽水より小さいため、軽水炉に比べて炉心が大きくなる（同じ大きさなら出力は小さくなる）。
• 運転中に減速材である黒鉛が、空気中の酸素と反応してCOになるなどして、質量が少しづつ減少していく。

[編集] ソ連黒鉛炉仕様（サンクトペテルブルク）

• 炉型式：黒鉛減速沸騰水冷却炉（圧力管型）
• 熱出力：320万kW（3.2GW）
• 電気出力：100万kW（1GW）
• 燃料の種類：二酸化ウラン
• 減速材温度：650℃~900℃
• 冷却材：軽水

[編集] 英国黒鉛炉仕様（ダンゲネス）

• 炉型式：黒鉛減速二酸化炭素冷却炉（圧力管型/PCRV）
• 熱出力：145万kW（1.45GW）
• 電気出力：60.65万kW（606.5MW）
• 燃料の種類：二酸化ウラン
• 燃料温度（被覆材・燃料）：815℃・1631℃
• 減速材形状：ブロック
• 燃料の種類：二酸化ウラン
• 冷却材: 二酸化炭素

[編集] ドイツ黒鉛炉仕様（THTR・停止中）

• 炉型式：黒鉛減速ヘリウム冷却炉（圧力管型/円筒）
• 熱出力：75.8万kW（758MW）
• 電気出力：30.1万kW（301MW）
• 燃料の種類：二酸化ウラン（ペブルベッド型）
• 燃料温度（被覆材・燃料）：1000℃・1300℃
• 減速材形状：球状（燃料を直接被覆）
• 冷却材：ヘリウム

[編集] 参考リンク

• 原子力百科事典ATOMICA 開発中の原子炉および研究炉等 高温ガス炉
• http://mext-atm.jst.go.jp/atomica/bun_0303.html
• 日本原子力学会学生連絡会「原子力用語辞典 by AESJ-SC」「高温ガス炉」
• http://www.genshiryoku.com/dic/index.php?%E9%AB%98%E6%B8%A9%E3%82%AC%E3%82%B9%E7%82%89