ジュール・ホロウィッツ原子炉

ジュール・ホロヴィッツ原子炉（Réacteur Jules Horowitz、RJH）は、水で冷却・減速される材料試験炉（MTR）である。 [ 1 ]南フランスのカダラッシュに建設中であり、[ 2 ] 2006年に欧州研究基盤戦略フォーラム（ESFRI）によって発行された欧州研究基盤ロードマップ報告書の勧告に基づいている。[ 3 ]この原子炉は、20世紀フランスの原子核科学者ジュール・ホロヴィッツにちなんで名付けられている。[ 4 ]

この原子炉は中性子効率に優れるよう設​​計されており、その結果、炉心外周部で大量の熱中性子を利用できるようになります。この中性子源から得られる中性子は、様々な材料試験やその他の実験に利用できます。また、このシステムでは試料を炉心に直接挿入し、高エネルギー中性子に曝露させることも可能で、これは同位体調製に有用です。1950年代と60年代には同様の原子炉が一般的でしたが、そのほとんどが実用寿命に達しており、新規の原子炉はほとんど稼働していません。このことが、JHRの主要な役割の一つである医療用同位体の世界的な供給危機につながっています。

敷地の準備は2007年に始まり、2009年夏に最初のコンクリート打設が行われました。中央格納容器構造は、105トン（103長トン、116短トン）のドームが追加され、2013年12月に完成しました。[ 5 ]当時、システムは2014年に稼働開始すると予測されていました。その後、敷地は大幅な遅延に見舞われ、管理体制の全面的な再編につながりました。現在の推定では、最初の臨界は2030年以降になると予想されています。[ 6 ]

デザイン

ジュール・ホロウィッツ原子炉は、出力約100メガワットの材料試験炉です。OSIRIS設計の約2倍の中性子束を有しています。約50年の運転寿命が予定されており、原子力事業者、原子力蒸気システム供給業者、核燃料製造業者、研究機関、安全当局などによる様々な研究用途に適応できるように設計されています。[ 7 ]原子炉は汎用性の高いモジュール設計を採用しており、最大20の同時実験が可能です。また、搭載された計測機器により、これまで不可能だったリアルタイム分析が可能です。[ 8 ]

その主な用途は、既存原子炉における核燃料の性能研究、原子炉で使用される材料の試験、将来の原子炉用燃料の設計試験、医療用放射性同位元素の製造である。 [ 7 ]この原子炉は、オランダのペッテンにある既存の生産施設と連携して放射性同位元素を生産することを目的としている。[ 9 ]原子炉の冷却材流量は上昇しており、約2.36 m 3 /s（83 cu ft/s）のオーダーで、最大圧力は必要な流量と炉心水頭損失に応じて1.0～1.5メガパスカル（150～220 psi）のオーダーである。[ 8 ]

歴史

プロジェクトの背景と資金調達

原子力の初期の探求の間、材料試験の用途で多くの原子炉が設計された。これらは一般に小型でエネルギー出力が限られており、中性子効率を高める設計上の特徴がいくつか組み込まれていた。これにより、炉心からの余剰中性子を材料サンプルの照射に使用できた。これらの設計では一般に濃縮ウランを使用し、意図的に中性子を漏らしたり炉心内に吸収させたりしながら臨界状態に到達できるようにした。これらすべての条件を満たすため、これらの原子炉は小型で中性子束が限られていた。1960年代には、同様の原子炉の第二世代が登場した。これらは中性子生成とサンプル挿入領域の数に最適化されていた。これらの設計はより大型で、しばしばメガワット領域の高エネルギーで運転されたため、追加の冷却が必要となった。

1970年代から80年代にかけて原子力分野が変化すると、材料研究への関心は低下し、医療用同位元素の製造やその他の商業用途に重点が置かれるようになりました。このため、1960年代の原子炉は当初の計画より数十年遅れて使用され続けました。より高性能な新型設計が登場した一方で、商業用途だけでは原子炉の建設コストを正当化できませんでした。カナダのMAPLEのようなプロジェクトは遅延し、最終的に中止されました。[ 10 ] 2000年代までには、これらの役割の大部分は数十年前の機器で担われるようになり、濃縮ウランの生産に関する国際協定により、機器は設計目標を下回る稼働率で稼働していることが多くなりました。最新の例としては、1968年に完成したフランスの70MWのOSIRISがあります。 [ 11 ] 2020年までに全機が退役する予定です。[ 9 ]

この原子炉は、フランスの原子力庁（CEA）、チェコ共和国の原子力研究所（NRI）、スペインの原子力安全研究所（CIEMAT）、フィンランドの原子力発電公社（VTT）、ベルギーの原子力安全委員会（SCK・CEN）、イギリスの原子力規制庁（ NNL ） 、欧州委員会などの研究機関、そしてフランス電力公社（EDF）、バッテンフォール、アレバなどの民間企業からなる国際コンソーシアムの枠組みで建設されている。コンソーシアムには、ヨーロッパ以外の2つの準パートナーとして、インドの原子力機構（DAE）と日本の原子力機構（JAEA）が参加している。原子炉の建設資金は、CEA（プロジェクト資金の50%を負担）、EDF（20%）、EUの様々な研究機関（20%）、アレバ（10%）が負担した。[ 7 ] IAEAのICERR（国際研究炉センター）の枠組みの中で、JHRはIAEA加盟国の機関による教育や共同研究開発（R&D）プロジェクトにも利用可能となる。[ 12 ]

設計と建設

原子炉の設計は2002年から2005年にかけて行われた。当時、原子炉は2013年半ばに建設を完了し、2014年初頭に初期臨界に達することになっていた。[ 13 ] [ 14 ]総建設費は約5億ユーロと見積もられた。[ 15 ]

敷地の準備は2007年3月に始まりました。[ 9 ] [ 5 ]原子炉の基礎用の最初のコンクリートは2009年8月に注入され、中央格納容器構造は105トン（103長トン、116短トン）のドームが追加され、2013年12月に完成しました。[ 5 ] [ a ]

JHRはその後大きな困難に直面し、稼働開始は延期された。2013年には2018年の稼働開始が見込まれていた。この見積もりに基づき、2013年12月9日、OSIRISを2015年12月31日に停止することが決定された。[ 11 ]翌年の2016年、遅延とコスト増大により、フランスの造船メーカー兼原子炉製造会社であるDCNSは、前年にJHRでの作業で1億ユーロの損失を出した後、プロジェクトから撤退した。当時、原子炉の完成費用は約15億ユーロと見積もられていた。[ 16 ]

2019年までに、費用見積もりはさらに膨れ上がり、25億ユーロになったが、その見積もりには、たとえ2022年という新しいスケジュール通りに完成したとしても、総額はこの金額を超えると予想されるという文言も含まれていた。この頃には、JHRのコスト超過も、高速炉設計であるASTRID設計の中止につながっており、資金が不足していたため、両方を完成させることができなかった。[ 17 ]

これらの問題を受けて、フランス政府は2019年に正式な監査を命じました。その結果として策定された行動計画では、既存の開発組織の解散が求められました。2020年3月には新たな組織が管理を引き継ぎました。当時、原子炉の最終設計は2023年まで完成しないと予想されていました。2022年11月、新たな報告書は、行動計画に基づく変更が功を奏していると示唆し、最初の稼働開始時期を2030年以降としました。[ 18 ] CEAのウェブサイトに掲載されている現在の日付は、2032年から2034年の間となっています。[ 19 ]

注記

  1. ^ JHRのタイムラインでは、収容棟のドームが2013年ではなく2017年に完成したと表示されている。WNAの画像にはドームの金属部分しか表示されておらず、その日付はドームが到着して設置された日付を示している可能性があるが、JHRの日付はコンクリートで完成した日付である。

参考文献

  1. ^ Bignan, Gilles (2012年3月18日). 「ジュール・ホロウィッツ炉：近代的な実験能力を備えた高性能な欧州MTR（材料試験炉）：国際的なユーザー施設を目指して」（PDF） . RRFM European Research Reactor 2012. 2016年6月5日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
  2. ^ 「JHRジュール・ホロウィッツ原子炉」 CAD.CEA.fr. 2013年. 2015年1月17日閲覧。
  3. ^ 「ESFRIロードマップレポート」 EIBIR、2006年。 2015年1月17日閲覧。
  4. ^ 「建設中：ジュール・ホロウィッツ原子炉」 ITER、2008年6月30日。 2015年1月17日閲覧。
  5. ^ a b c「材料試験炉にドームが完成」ワールド・ニュークリア・ニュース、2013年12月16日。 2015年1月17日閲覧。
  6. ^キンヌネン、ペトリ;ビグナン、ジル。ジュールズ・ホロヴィッツ原子炉(PDF) (技術レポート)。 SNETP フォーラム 2022、フランス、リヨン。
  7. ^ a b c「ジュール・ホロウィッツ原子力発電所の建設が開始」。ワールド・ニュークリア・ニュース。2008年3月21日。2009年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年7月8日閲覧。
  8. ^ a b「JHR 全体レイアウト」 (PDF) . NIST政府2005。2015 年 1 月 17 日に取得。
  9. ^ a b c「欧州の材料試験炉が進展」ワールド・ニュークリア・ニュース、2008年7月1日。 2008年7月8日閲覧。
  10. ^マッカーシー、ショーン（2008年5月17日）「AECL、数百万ドルの支出後に原子炉の建設を中止」『グローブ・アンド・メール』
  11. ^ a b「研究用原子炉：OSIRIS」。
  12. ^ジュコワ、アナスタシア（2015年9月14日） 「フランスの原子力研究炉、IAEAの認可を受け、国際的な研修・研究開発拠点に」IAEAウェブサイト。IAEA原子力部門。
  13. ^ Cavailler, Pere; Pascal, C. 「ジュール・ホロウィッツ原子炉プロジェクト：研究用原子炉コミュニティの復活の原動力」（PDF）。Areva。
  14. ^ジョン・A・パーメントーラ博士（ゼネラル・アトミックス社エネルギー・先進コンセプト担当上級副社長）による米国下院科学宇宙技術委員会エネルギー小委員会での証言（2015年5月13日）
  15. ^ダルトン、デイビッド（2007年3月21日）「フランスのジュール・ホロウィッツ研究炉の建設が開始」 NUCNET。
  16. ^ Tran, Peter (2016年2月4日). 「フランスの造船会社DCNSが民生用原子力計画から離脱」 .
  17. ^ Green, Jim (2019年9月1日). 「ジュール・ホロウィッツ材料試験炉（JHR）の高騰するコストがアストリッド高速原子炉プロジェクトの終焉を早めた」. Nuclear Fuel Cycle Watch Australia.
  18. ^ Bignan, G.; Carle, F.; Chauvin, JP; Libessart, M. (2023年5月).ジュール・ホロウィッツ原子炉（JHR）プロジェクト(PDF) (技術報告書). フランス原子力代替エネルギー委員会.
  19. ^ “Le Conseil de politique nucléaire donneson verdict sur la poursuite du projet RJH” . 2023 年 7 月 31 日。

北緯43度40分40秒、東経5度46分07秒 / 北緯43.6778度、東経5.7685度 / 43.6778; 5.7685

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