Westinghouse eVinci マイクロリアクターが高温試験で自己持続臨界を達成、1,852°Fの新記録を樹立

Westinghouse は再び eVinci マイクロリアクターの高温試験を実施し、炉心加熱過程における挙動に関する新たなデータをエンジニアに提供した。今回の実験では 1,225°F（約 663°C）で臨界を達成し、炉心最高温度 1,852°F（約 1,011°C）で subcritical reactivity の測定が行われた。研究チームは 9 月 3 日、ネバダ州にある国家臨界実験研究センター（NCERC）にて本試験を実施した。この試験はロスアラモス国立研究所およびネバダ国家安全保障施設（NNSS）の支援を受けており、同施設は国家核安全保障局（NNSA）に所管されている。

今回の成果は、物理測定とリアクターモデルの予測とを比較する一連の試験計画を拡充するものであり、この比較は、シミュレーションの改善点を特定し、その知見をプロトタイプのハードウェアへ適用するうえで役立つ。

高温試験の意義

臨界とは、核分裂連鎖反応が自律的に維持される状態を指す。エンジニアは、制御された臨界実験を通じて、リアクターの条件変化が挙動にどう影響するかを検証する。eVinci の試験は 1,225°F で臨界を達成し、その後、炉心が 1,852°F に達した時点で subcritical reactivity の測定が行われた。Westinghouse によれば、この測定は NCERC における同種の reactivity 実験において新たな温度記録を樹立したという。この成果はまた、研究者に対して、リアクターが想定される運転環境に近い条件下での温度依存性データを提供した。

これらの測定は、温度がリアクター内部材料の物理的特性に影響を与える可能性があるため、きわめて重要である。エンジニアはこうした影響を正確に把握し、予測モデルに反映するために、精度の高いデータを必要としている。

eVinci の潜在的な用途

今回の実験は、Westinghouse が掲げる「建設—試験—学習」の開発プロセスに位置づけられるものである。一回ごとの試験が、計算結果と実測によるリアクター挙動とを照合する機会を提供する。eVinci リアクターは、ヒートパイプ、TRISO 燃料、黒鉛炉心を中心に構成されたコンパクトなアーキテクチャを採用している。ヒートパイプは、大型炉に一般的な従来のポンプを多数使用せずに、炉心から熱を移動させる。この配置が、リアクターのコンパクト設計の中核となっている。Westinghouse は、既存の大型原子力発電所が物理的あるいは後続運用の面で適合しにくい用途に向けて eVinci を開発しており、潜在的な用途としては、遠隔地域、防衛システム、そして宇宙ミッションが挙げられる。

Westinghouse はまた、eVinci が 8 年間にわたって燃料補給なしで発電可能であると述べている。同社は商業用リアクターによるこの運転期間をまだ実証していないが、これは eVinci の設計および配備コンセプトの一部となっている。

今回の高温測定は、Westinghouse のエンジニアが解析モデルを改善するためのさらなる根拠を提供するものである。これらのモデルは、温度をはじめとする運転条件の変化に対するリアクターの応答を予測するのに役立つ。Westinghouse の社長兼最高経営責任者である Dan Sumner は、この取り組みを、高度な原子力技術を迅速に構築・試験・改良する反復サイクルの一部であると説明した。同氏は「私たちのチームは、高度な原子力技術を迅速に構築、試験、学習し、改善しています」と述べた。また、エネルギー省、NNSA、ロスアラモス、NNSS による試験計画への支援を称賛した。

エネルギー省代理核エネルギー担当次官補 Chimi Zacot は、本プロジェクトを米国の原子力工学の進歩を示す事例であると指摘した。同氏は、Westinghouse の取り組みは、米国の高度な原子力技術の拡大に向けたより広範な推進を反映したものであると述べた。今回の最新の実験は eVinci の商業配備を意味するものではないが、苛酷な熱環境から得られた別の一連の測定データをエンジニアに提供するものである。

eVinci リアクターの技術的ブレークスルーと応用見通し

eVinci マイクロリアクターの高温試験は、原子力技術におけるその革新的な可能性を示した。これらの測定は、エンジニアに重要なデータを提供するだけでなく、予測モデルの改良や、極端な環境下におけるリアクターの挙動のさらなる理解にも寄与する。リアクター設計の継続的な最適化が進むなか、eVinci のコンパクトなアーキテクチャと燃料補給不要の運転特性は、遠隔地域や特殊用途においてより大きな魅力を持つ。これらの進展は、米国の原子力工学分野における取り組みを反映するだけでなく、将来の原子力配備にも深い影響を及ぼす可能性がある。