「もんじゅに無期限の停止命令」記事へのコメント

液体金属ナトリウムで冷却に未来はあるか？

[arthor2005 (33291)]

http://www.page.sannet.ne.jp/stopthemonju/home/0901joyojiko.pdf [sannet.ne.jp]

高速増殖炉が液体金属ナトリウムでないといけないなら、高速増殖炉に未来はないと思う。
重水とかではダメなのかな、、、

Re:液体金属ナトリウムで冷却に未来はあるか？

[phason (22006)]

水や重水は中性子の減速能が大きいのでちょっと……

高速増殖炉は，名前の通り高速中性子を使う必要があります．高速中性子を²³⁸Uに吸収させ²³⁹Puにして利用するわけです．
ところが水や重水素といった軽い原子を冷却剤に使ってしまうと，こいつらは中性子の減速能が大きいためせっかく発生した高速中性子が減速されてしまい，²³⁸U → ²³⁹Puが行かなくなってしまいます．
そのため，中性子減速能の小さな何か（＝重い原子）を冷却に使う必要があります．

まあ実のところNa（とかNa-K合金）以外を冷却に使うのは不可能ではなく，基礎研究段階でいろいろ研究されていました．
代表的なところでは，

鉛ビスマス系や水銀系低融点合金
利点：洩時もそれほど酷くはならない．
欠点：凄く重いので力学的負荷が大きい，配管・壁面材料の腐食が大きい

ガス（気体）冷却
利点：腐食などがない．漏洩時も安全．
欠点：冷却能力が低すぎ，大規模運転は難しい

水冷式（燃料を高密度配置して，中性子の減速を低減）
長所：化学的な腐食が少ない．漏洩時も安全．
短所：中性子の減速がやはり大きく，効率が非常に低い．

などがあります．
どれも，「原理的に不可能ではないけど，商業化しようとすると採算面や規模面で無理があるよね」という事で破棄されました．
#もちろん，今後の技術開発で使えるようになる可能性を否定するものではありませんが．

Re:液体金属ナトリウムで冷却に未来はあるか？

[aspenleafjp (36074)]

> 中性子が減速されてしまい，238U → 239Puが行かなくなってしまいます．

ちょっと違います．捕獲反応は，減速したほうが確率は大きくなります．
捕獲断面積は1/vで下がっていきますので．
ただ，おっしゃるとおり，中性子が減速されてしまうと出来上がったPu239も
核分裂してしまいますので，Pu239の増殖という意味では損します．
高速中性子を使うのは，低エネルギー中性子で核分裂をほとんど起こさないU238を
利用して臨界体系を作ることができるためです．
その意味では，U238でなくとも，Am241でも高速炉を作ることは，原理的には可能です．

Re:

[Anonymous Coward]

> ただ，おっしゃるとおり，中性子が減速されてしまうと出来上がったPu239も
> 核分裂してしまいますので，Pu239の増殖という意味では損します．
じゃあ増殖に固執しなければ…。ってよく考えたらそれ普通の軽水炉じゃん

Re:液体金属ナトリウムで冷却に未来はあるか？

[tarosuke (2403)]

そういや水冷式が実現できそう [mynavi.jp]なんて話があったなぁ...。

Re:

[Anonymous Coward]

重水を使いつつ強磁界で囲ってしまえば利得はあるかと＜電気は莫大に消費するので　何をしたいのか分からなくなるのが難点だけれども