冷却効率が良い
ユースポイントにおける
NHK 小型原子炉とは、出力が比較的小さい原子炉のことです。IAEA＝国際原子力機関の定義では出力が30万キロワット以下とされ、従来のものに比べると3分の1から4分の1ほどです。この会社の原子炉はさらに小さく、高さ20メートル余り、幅4.5メートルほどの格納容器の出力は、7.7万キロワットです。1基あたりの出力は小さいものの、モジュールと呼ばれるこうした格納容器を12基並べて運転することで、従来の原子炉に近い出力になるとしています。 NHK
4S（よんえす）は、東芝が開発中であるとされている発電出力10MW-50MW級の小型ナトリウム冷却高速炉。4Sの意味はSuper-Safe, Small & Simple。
概要と動作原理
元は中部電力から電力中央研究所へ出向していた服部禎男が1980年代から構想し、東芝の原子力部門の技術者が具体的に設計したとされる、炉心の直径が約1メートル以下（5万キロワットタイプで高さ4メートル）という小型原子炉。小型の原子炉が中性子を漏らしやすいという特徴を逆手に取った発想で、燃料を装填しただけでは、どうやっても臨界にならないという安全性を備えているとされている。臨界させるには、燃料棒に沿ってリング状の中性子反射板をスライドさせることで、漏れた中性子を反射させて連鎖反応を維持させる設計になっており、燃料はスライドする中性子反射板に沿ってロウソクのように30年（5万キロワットタイプで20年）かけて徐々に燃焼して、終端まで反応して炉の寿命を終えるという。燃料の入れ替えという概念はなく、その分事故率を下げられるとされている。中性子反射板を燃料のない部分に退避させることで緊急停止する仕組みになっているとされる。
この記事は2012年10月17日の再掲です。
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服部禎男
元電力中央研究所理事 工学博士
（GEPR編集部より）日本は福島原発事故、先進国では市民の敬遠によって、原発の新規設置は難しくなっています。また核廃棄物の問題は現在の技術では解決されていません。しかし、世界全体で見れば、エネルギー不足の解消のために、途上国を中心に原発の利用や新設が検討されています。
原発について、どのような考えを持とうとも、こうした世界の動きを知り、自らの仕事や社会活動の中で、その情報を活かすべきでしょう。
日本で構想されている、小型、安全性を高めた「４S」原発について発案者の服部禎男氏に寄稿いただきました。
（本文）
安全を５０年考えた結論は「小型単純化」
私は原子力の研究者です。５０年以上前に私は東京工業大学大学院の原子炉物理の学生になりました。その際に、まず広島の原爆ドームと資料館を訪ね、原子力の平和利用のために徹底的に安全性に取り組もうと決心しました。１９８６年のチェルノブイリ原子力発電所事故は、私の具体的な安全設計追求の動機になり、安全性が向上した原子炉の姿を探求しました。
私が動力炉・核燃料開発事業団に勤務していた１９７７年頃、天災を含む共通原因故障による原発での全電源喪失の危険を指摘して対策を訴えていましたが、力不足で充分には理解されませんでした。懸念が現実になったことが悔やまれます。
原発事故によって拡散した放射性物質の出す放射線量は観察されている限り極小です。そのために、福島県、東日本でこれによる健康被害が起こることはありえません。被害は放射能そのものではなく、退避したことによるさまざまな問題によって発生しております。
ですが、この低線量被曝の問題はまた機会を改め、このコラムでは安全性の高い小型原子炉の構想について紹介します。
小型化になぜ魅力があるのか
私は構想する小型原子炉を「４S」と名付けました。「スーパーセーフ、スモール、アンドシンプル」の頭文字です。
これまでの原子炉では、核燃料のある炉心に、中性子を吸収する制御棒を出し入れして、核分裂反応の量を増減させて出力をコントロールしました。
「４S」原子炉では制御棒ではなく、炉の冷却材の温度が核分裂反応の量を調整します。原子炉には、核分裂反応をする燃料の置かれた炉心があります。その周囲に冷却材があります。この炉では冷却材としてナトリウムが使われ、原子炉から熱を運び出します。
炉心の温度上昇が起こると、燃料も含め炉心内の全ての物質の密度が下がります。そうすると原子と原子の間隔が広くなるので、勢いよく跳びまわっている中性子はぶつかる相手（原子）が少なくなります。すると、より多くの中性子が炉心外に漏れ、前述のウラン２３５原子に飛び込むことができず、時間の経過とともに核物質の連鎖反応は続かなくなって炉の温度は下がります。
冷却材の温度を下げれば、冷却材の密度が増して中性子の周囲冷却材の密度が増して中性子の周囲への漏洩が少なくなり、核分裂反応が増加して、原子炉の発熱は増加。冷却材の温度が上がれば、冷却材の密度が下がり、中性子の周囲の漏洩が増えて、核分裂反応が減って、原子炉の発熱は減ります。この現象は超小型炉だからこそ発生するのです。
