米国企業がユタ州で 250 キロワット無ポンプ核マイクロリアクターの高温試験を開始

先進核エネルギー開発企業の NuCube Energy が、ユタ州で同社の工場建造型リアクター技術の新たな非核試験を実施している。同社は Saint Rafael Energy Laboratory において Brigham Young University の科学者たちと協力し、電気加熱を用いて計画中の NuSun マイクロ核分裂システム内部の運転条件を模擬している。これらの試験は、小型モジュール型核エネルギーがエネルギー集約型生産作業の脱炭素化を実現できるかどうかに直接焦点を当てている。大多数の商業原子力発電所は、アクティブなポンプと巨大な貯水池に依存してコア温度を管理している。機械部品が故障したり電力が途絶えたりすると、冷却材循環が急速に停止する可能性がある。

無ポンプ核リアクターの革新的設計

NuCube は根本的に異なるアプローチを採用し、密封ヒートパイプのみで冷却される固体リアクターを運転する。これらの密封金属管は基本的な物理原理によってコアから熱を取り除くため、機械ポンプ、大型圧力容器、複雑な配管ネットワークを排除している。その結果、基本的な物理原則によって燃料溶融を防止する安全な設計となり、製造コストを大幅に削減し、規制上のハードルを低減している。

コアが実際の工場に電力を供給できることを実証するため、研究者たちはアップグレード版の 250 キロワット誘導炉を使用する。この電気装置は、放射性燃料を必要とせずに強烈で制御可能な熱エネルギーを生成できる。この非核セットアップにより、技術者たちは現実的な運転ストレス下で敏感なエネルギー変換ハードウェアを安全に試験できる。このプラットフォームは、エンジニアに低リスク環境を提供し、いかなる活性核物質も商業ユニットに装荷されるまで熱の移動を監視できるようにする。ユタ州での試験の主な目標には、クリーン水素合成と化学生産が含まれる。これら両分野とも大量の持続的な高熱を必要とし、風力や太陽光といった再生可能エネルギーだけでは供給が困難である。

試験プラットフォームの実用化

チームはまた、超臨界二酸化炭素 Brayton サイクルで駆動されるコンパクトな発電タービンを試験する。この先進システムは、熱エネルギーから従来の蒸気回路を大きく上回る電力を抽出し、全体の設置をより効率的にする。この国内試験は国境を越えた研究と直接関連している。NuCube は以前、カナダ核研究所と協力し、900°C (1,652°F) を超える温度下でのヒートパイプの応力耐性を研究した。洗練された計算モデルが、ユタ州で得られた実際の結果に直接入力される。この統合データは、規制当局が商業ユニットの広範な公衆利用を認可する前に必要とする技術的安全ケースを構築する。

最高経営責任者（CEO）の Cristian Rabiti 氏は、このプロジェクトを高温核エネルギーを実用化に向けて前進させる重要な基盤作業と位置づけている。同氏は「USREL および BYU との協力を拡大し、NuCube の高温リアクター技術がいかに現実のエネルギー需要を満たすために必要なインフラを実証するかを前進させられることを嬉しく思う」と述べている。Rabiti 氏はさらに「USREL の新たな試験プラットフォームにより、エネルギー変換と産業熱利用の効果的な検証が可能となり、信頼性の高いゼロカーボン電力と熱エネルギーの商業展開に向けた我々の方向性を支えることになる」と総括した。

現在の試験活動は、ユタ州エネルギー開発局と 2025 年 5 月に締結された正式合意の次の運用段階を表している。この合意は、Saint Rafael サイトへの NuCube 提供リアクターの配置を検討するための枠組みを確立した。この協力は、モジュール型設計をシミュレーションから米国電網へと移行させることを目的としている。

無ポンプ核技術がエネルギーの未来に与える影響

NuCube Energy の無ポンプ核マイクロリアクター技術は、従来の冷却システムへの依存を排除することで安全性を高め、コストを削減するという原子力業界における重要な転換を表している。この新技術は、現在のエネルギー需要に対応できるだけでなく、クリーン水素合成や化学生産といった高熱需要分野で重要な役割を果たすことができる。再生可能エネルギーへの依存が日々高まる中、この技術の成功は将来のエネルギー構成における原子力の重要性を促進し、ゼロカーボン電力の目標実現への道を開くことになる。