架空国家を作ろう 第2.6世界線 - ラヴァ核燃料工場
ラヴァ核燃料工場
基本情報
種別ウラン濃縮加工プラント
所在地セーデルランド=ノーリス民主連邦
ノルウェー州アヴァタール
監督省庁エーレスラントエネルギー省
生産管轄権エーレスラント連合王国
運用者ボタヌーク・ダイナミクス
建造2011年6月1日
製造ノーマン・ダイナミクス
プラント
種別ウラン濃縮プラント
原料粗ウラン
フッ化水素
処理能力14,000トン/日
原料採取地ニュージーランドなど
生産物ウラン235
ウラン238
トリウム、ラドンなど
生産量U235: 170~330トン/日
U238: 12000トン前後
製品生産量90%濃縮ウラン: 定期生産なし
25%艦艇向け濃縮ウラン: 12トン/日
5%軽水炉向け濃縮ウラン: 180~380トン/d



概要

ラヴァ核燃料工場はエーレスラント連合王国エネルギー省が管轄する核燃料製造プラントである。

特徴

遠心式分離装置

フッ素を反応させると、六フッ化水素という気体になる。これを遠心装置にかけることにより、ウラン235とウラン238のわずかな質量差を利用した同位体分離法である。気化した六フッ化ウランを遠心分離装置内で高速回転させると、質量の大きいウラン238は壁側に、質量の小さいウラン235は軸側に集まる。しかし、遠心分離機は高速回転しているため、回転軸付近の圧力はきわめて低く、そのままでは質量の小さいウラン、つまり濃縮ガスを回収できない。回転胴内には濃縮、減損ガスを回収するために、スクープと呼ばれる管が、上下端板付近に挿入されている。これらの構造を適当に選ぶと、向流とよばれる一種の対流が励起される。また回転軸方向に温度勾配をつけることによっても向流を生成できる。向流のため、濃縮ガスと減損ガスは、動径方向ではなく軸方向に分離され、上下端板付近からスクープで回収される。遠心分離機の分離係数は、理論的には回転胴の長さと、回転円筒の周速度の4乗に比例する。より高い分離係数を得るには回転胴を長くすればよいが、機械振動による共振問題が生じる。分離効率は回転数が高いほど向上する為、共振点を超えた回転数(スーパークリティカル)で運転するのが一般的である。もっとも、遠心分離大国であるロシアでは、サブクリティカルで、かつ胴長の短い、つまり低性能の遠心分離機を、多段に重ねて、多数台配置するという手法を採用している。遠心分離法はガス拡散法と比較すると、反復回数は30分の1以下に、濃縮に要するエネルギーは10分の1以下に抑えられる。設備容量の拡大が容易という利点もあり、ガス拡散法にかわる濃縮プラントとして実績をあげている。

生産物

熱核兵器級ウラン

受注生産。ガス遠心分離式であるため、プロセスを追加することで容易に濃縮度を上げることができるため、圧倒的需要シェアを擁する発電用ウランの製造を妨害するメリットがない。そのため現在は完全受注生産制となっている。2000年までは90%濃縮ウラン、70%U235-30%U238の2製品が核兵器のリプレースのために定期発注されていた。

発電用ウラン

いわゆる低濃縮ウランである。低濃縮ウラン燃料は、主に原子力発電所の核燃料として利用されている。世界の原子力発電所で主流となっている軽水炉では、軽水が減速材と冷却材を兼ねている。軽水は核分裂の連鎖に必要な中性子を多く吸収するため、軽水炉で天然ウランを燃料として利用することは困難である。軽水炉で核分裂を継続させるには、濃縮度2%から5%程度の低濃縮ウランを燃料として利用しなければならない。低濃縮ウラン燃料は天然ウランの核燃料よりも高価であるが、軽水炉原子力発電所の総合的な安全性や経済性から、軽水炉向けの需要が増えている。