[論文レビュー] The Future of Nuclear Energy: Facts and Fiction Chapter IV: Energy from Breeder Reactors and from Fusion?

Michael Dittmar|ArXiv.org|Nov 13, 2009

Global Energy and Sustainability Research参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、将来のエネルギー源としての breeder reactors と核融合の実現可能性を批判的に検討し、両者とも技術的・経済的障壁が克服不能であると結論づけている。過去の breeder reactor のデータと現在の核融合研究を分析した結果、商業用 breeder reactor は数十年以内に実現する可能性は低く、核融合発電は永遠に現実のものにならないと主張している。これは、核エネルギー分野における一般的な技術的楽観主義に疑問を呈するものである。

ABSTRACT

The accumulated knowledge and the prospects for commercial energy production from fission breeder and fusion reactors are analyzed in this report. The publicly available data from past experimental breeder reactors indicate that a large number of unsolved technological problems exist and that the amount of "created" fissile material, either from the U238 --> Pu239 or from the Th232 --> U233 cycle, is still far below the breeder requirements and optimistic theoretical expectations. Thus huge efforts, including many basic research questions with an uncertain outcome, are needed before a large commercial breeder prototype can be designed. Even if such efforts are undertaken by the technologically most advanced countries, it will take several decades before such a prototype can be constructed. We conclude therefore, that ideas about near-future commercial fission breeder reactors are nothing but wishful thinking. We further conclude that, no matter how far into the future we may look, nuclear fusion as an energy source is even less probable than large-scale breeder reactors, for the accumulated knowledge on this subject is already sufficient to say that commercial fusion power will never become a reality.

研究の動機と目的

• breeder reactors と核融合エネルギーが将来のエネルギー源として現実的に可能かどうかを評価すること。
• breeder reactor や核融合発電の商業的導入が近い将来に実現可能であるという広く信じられている信念に反論すること。
• 過去の breeder reactor と現在の核融合計画から公開されているデータを分析し、技術的進歩を評価すること。
• 核融合分野の蓄積された知識が十分であるため、核融合発電は商業的エネルギー源として実現しないと結論づけること。

提案手法

• 実験的 breeder reactor からの歴史的データの分析、特に性能と核分裂性核種の増殖比に関するもの。
• Generation IV breeder reactor プログラムのレビューと、その予定されたスケジュールおよび技術的課題の分析。
• トリウム燃料サイクル（Th232 → U233）の検討と、その短時間性と持続可能性の可能性。
• 核融合エネルギー研究の評価、特に国際熱核融合実験堆積炉（ITER）とその長期的なスケジュール。
• breeder および核融合計画における理論的期待と実際の実験結果の比較。
• 核エネルギーコミュニティが楽観的な主張を行うが、専門家からの質問に対して返答が得られていないという点に基づく、批判的分析と懐疑的姿勢の適用。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 過去の breeder reactor 実験は、商業的実現可能性に必要な理論的増殖比をどの程度満たしているか？
• RQ2 何十年もの研究開発が続けられても、なぜ breeder reactor は約束された増殖比に到達できなかったのか？
• RQ3 breeder reactor の商業的導入を妨げる根本的な技術的・経済的障壁は何か？
• RQ4 核融合エネルギー分野には、継続的な投資と長期的期待を正当化する十分な科学的・技術的進歩があるだろうか？
• RQ5 巨額の資金と世界的な努力にもかかわらず、なぜ核融合エネルギー計画は常に「50年後」にとどまっているのか？

主な発見

• 過去の breeder reactor は、必要な増殖比を達成できず、実際の核分裂性核種の生産量は理論的期待に比べて著しく低い。
• U238 → Pu239 および Th232 → U233 の増殖サイクルは、商業的 breeder reactor を支えるのに十分な効率を示していない。
• 高度な取り組みがなされても、大規模な breeder reactor プロトタイプの建設は数十年後、あるいはまったく実現しない可能性が高い。
• 著者は、蓄積された知識と未解決の継続的課題に基づき、商業的核融合発電は永遠に現実のものにならないと結論づけている。
• 核エネルギーコミュニティは、資源の持続可能性、増殖効率、核融合の実現可能性に関する重要な質問に対して、信ぴょう性のある返答を提供していない。
• レポートは、breeder reactor と核融合エネルギーの両方が、近い将来あるいは長期的なエネルギー需要の解決策として現実的ではないと結論づけ、広く信じられている技術的楽観主義に疑問を呈している。