輸送可能な小型原子炉を目指す新会社
中国は、出力1～10メガワットのマイクロ炉開発を目指す原子力技術会社を設立した。初期登録資本金は10億元。再燃料補給まで数年間稼働し、離島や鉱山、工業施設に電力を供給できる実証炉の開発を進める。
目次
四川能源核工業有限公司は2026年10月20日、成都で発足した。支配株主となる四川能源発展集団と中国核動力研究設計院が共同で設立し、省レベルの投資資源と原子力工学の専門知識を結集する。
計画中の原子炉は、ウラン・ジルコニウム水素化物燃料と液体鉛・ビスマス冷却材を組み合わせる。開発側は、温度が上昇すると核反応を自動的に抑える材料を中心に構成した小型システムだと説明している。
当面の目標は、燃料と冷却材にこの組み合わせを採用した「世界初」とする実証事業を前進させることだ。実証施設の場所や認可の時期、着工日、電力価格は発表されていない。
研究院の副総工程師、崔懐明氏は、想定する規模と輸送方法について次のように説明した。
炉心は家庭用冷蔵庫ほどの大きさで、発電システム全体はコンテナ2～3個に収まります。そのため、陸上ならトラック、空なら航空機、海上なら船で輸送できます
冷蔵庫との比較は、核反応で熱を発生させる炉心についてのものだ。発電システム全体には、その熱を移動させて電力に変換する機器も含まれる。会社の発足を機に、技術実証と商用展開に向けた取り組みを連携して進め、投資、製造、潜在顧客を同じ事業計画に結びつける。
産業化を誰が支えるのか
四川能源発展集団は資本、候補となる運転場所、エネルギー事業の建設・管理経験を提供する。研究院は技術、研究施設、専門人材を担う。
戦略投資家には、広東・香港・マカオ大湾区創業投資誘導基金、成都未来産業創業投資基金、産業サプライチェーンの企業が含まれる。成都の基金は成都産業投資集団と関係している。
新会社は、先進マイクロ炉、グリーンエネルギー技術、原子力技術の応用という3分野に取り組む。研究、新規事業の開発、産業投資を計画している。
企業、大学、業界団体、参加機関から40人以上が出席した発足式では、同社が研究院と技術開発契約を締結した。サプライチェーン各社も、共同研究開発に向けた枠組み協定に署名した。
研究院産業発展部の副主任、申雲海氏は、この協力モデルによって技術、資本、市場が一体になると述べた。実務上の課題は、原子炉の設計を、それを建設できるメーカー、資金を投じる投資家、エネルギーを購入する顧客につなぐことだ。
マイクロ炉の規模
マイクロ炉は原子力発電市場の中で最も小さい部類に入る。中国で計画中の技術は、電気出力1～10メガワットを対象とする。メガワットは電力の単位で、電気を生産する速さを示す。
「小型原子炉の主要技術に関する研究の進展と展望」と題した原子炉技術のレビューは、マイクロ炉を出力10メガワット以下と定義している。また、国際原子力機関（IAEA）の定義として、電気出力10～300メガワットの原子炉を小型炉として挙げている。
中国国家核安全局のウェブサイトに2024年1月に掲載された原子力安全の概説では、やや狭い基準が使われている。マイクロモジュール炉は出力10メガワット未満で、主に大規模な送電網につながっていない遠隔地で利用される。
規模を比べると、中国の玲竜一号（ACP100）の計画出力は125メガワットだ。これは中国の開発側が例示した2メガワットのマイクロ炉の電気出力の62.5倍に当たる。両者が対象とするエネルギー需要の規模は大きく異なる。
燃料と液体金属の組み合わせ
ウラン・ジルコニウム水素化物燃料は、ウランにジルコニウムと水素を含む物質を組み合わせたものだ。水素は減速材として働き、中性子の速度を落とすことで核反応をより効率よく持続させる。
開発側は、この燃料が自動ブレーキの役割も果たすと説明する。温度が上がると燃料内部の変化によって連鎖反応の強さが弱まる。研究院第四研究所の副所長、孫超氏は、この温度応答を中核的な安全機能として挙げる。
液体鉛・ビスマスは炉心から熱を運び出す。計画中の設計では主要機器を小型の一体構造にまとめ、常圧で運転する。従来の加圧水型原子炉で用いる高圧を必要としない。
開発側によると、密度の高い冷却材は放射線を遮蔽し、効率よく熱を移送する。また、重大事故時には水を注入して冷却し、鉛の封じ込め層を形成して放射性物質の放出を抑えるとしている。
孫氏は、燃料と原子炉の設計を組み合わせることで、従来型の格納建屋や敷地外の緊急対応システムなしで建設できると述べる。これらは計画中の安全対策に関する開発側の説明であり、認可手続きで最終的な安全要件が決まる。
建設期間の目標は約30カ月で、一部の説明ではそれを下回るとしている。開発側は、システムの簡素化、重複機器の削減、建設面積の縮小によってコストを抑えられると見込む。事業予算や電力量当たりの実証済みコストは公表されていない。
安定した電力を長期間供給する意義
代表的な設計例である出力2メガワットの炉は、40年を超える運転寿命を想定している。開発側によると、燃料を一度装荷すれば5～10年間発電でき、輸送の難しい地域への燃料配送頻度を減らせる。
想定顧客には離島や沖合のプラットフォームが含まれる。こうした場所ではディーゼル発電に定期的な燃料輸送が必要で、費用がかさみ、供給が途絶えることもある。小型原子炉は、継続的な現地電源として導入を目指す。
浮体式の炉を島やサンゴ礁の近くに設置すれば、限られた土地を有効に使える。熱を海水淡水化や温水を使う養殖に活用することもでき、1つのエネルギー源で電力、真水、魚の養殖を組み合わせられる。
山間部の鉱山、極地の研究基地、深海探査関連施設も、用途として想定されている。開発側は工業団地、化学施設、データセンター、非常用電源も潜在市場に挙げる。
電力に加えて熱も活用
原子炉が最初に生み出すのは熱だ。その一部を発電に使い、適切な設備があれば、残りの熱を産業用蒸気の生産や海水淡水化などに活用できる。
中国の計画では電力と熱の両方を供給し、工業施設で使う石炭やガスの一部を代替することを目指す。水素製造も事業者が挙げる用途の1つだが、発足時の発表に具体的な水素事業の詳細はない。
マイクロ炉は風力タービンや太陽光パネルと併用することもできる。風力・太陽光の発電量が天候や日照に応じて変動する一方、原子炉が安定した電力を供給する。マイクログリッドと呼ばれる地域の電力網で、異なる電源を連携させることが可能だ。
工業顧客が利用するには、炉の熱出力を各工程の需要に合わせる必要がある。前述の学術レビューは、効率的な発電システムや、電力と蒸気を柔軟に供給する技術を小型炉の重要な工学課題に挙げている。
目指す効果は明確だ。孤立した施設が1つの設備から電力と有用な熱を得られ、燃料輸送の回数も減らせる。その価値は施設のエネルギー需要、輸送費、利用可能な熱を活用できるかどうかに左右される。
燃料の実績と新たな炉設計
研究院は1980年代から1990年代にかけてウラン・ジルコニウム水素化物燃料を開発し、中国のパルス炉などで使用した。鉛・ビスマス炉の計画には10年以上の研究を重ねてきたという。
崔氏は、鉛・ビスマス冷却のマイクロ炉にこの燃料を採用する方式を世界で初めて提案したのは研究院だと述べる。孫氏によると、この燃料の中核的な設計・製造技術を持つのは中国と米国の2カ国だ。
孫氏はまた、同じ出力を生む代替技術と比べて、必要なウラン装荷量を4分の1から2分の1に減らせる可能性があると話す。経済的な効果は、必要なウランの量だけでなく、燃料製造や運転サイクル全体にも左右される。
産業化計画では、上流に専門燃料の製造、中流に機器製造とシステム統合、顧客に近い段階に現地据え付けと運転サービスを配置する。会社は各工程を個別に開発するのではなく、それらをつなぐ役割を担う。
研究能力は依然として現実的な制約だ。学術レビューによると、中国で稼働中の研究炉は16基で、うち照射試験が可能なのは5基にとどまる。照射試験では燃料や構造材料に放射線を当て、長期間の性能を評価する。
同レビューは、高速中性子を高い密度で発生させる多機能研究炉の建設を提言している。また、先進材料、部品製造、精密計測機器、発電システム、デジタル運転システムも、さらなる開発が必要な分野として挙げている。
先行事業が示す実用化への道筋
中国のマイクロ炉計画に先立ち、より大型の小型炉事業がいくつか進められてきた。運転実績、実証施設の建設、規制当局の認可は、それぞれ異なる日程で進むことが分かる。
- 2020年5月：ロシアの浮体式原子力発電所「アカデミック・ロモノソフ」が正式に運転を開始。出力35メガワットの炉2基で、遠隔地チュクチ地域に電力を供給する。
- 2021年7月：中国の出力125メガワットの玲竜一号計画が、海南省昌江で着工した。
- 2023年11月：玲竜一号の鋼製格納容器下部が据え付けられた。一方、NuScale技術を採用する米国の計画案は、顧客参加が十分に得られず、11月8日に中止された。
- 2023年12月：中国の石島湾でHTR-PMが商業運転を開始。2基の原子炉モジュールで1つの発電システムを駆動し、電気出力は合計210メガワットとなる。
- 2026年10月20日：ウラン・ジルコニウム水素化物燃料と鉛・ビスマス冷却材を用いるマイクロ炉計画を進めるため、四川省の新会社が発足した。
学術レビューは、ACP100が2026年に運転を開始し、アルゼンチンのCAREM計画が2028年に送電網へ接続されると予測した。これらはレビュー時点の見通しであり、上記の節目は各事業についてすでに記録された実績を示している。
国家核安全局の概説は、導入に向けた主な課題として、実証する技術の選定、認可規則の整備、信頼できるサプライチェーンの構築、社会的受容の獲得の4点を挙げる。同局は、実績のある軽水炉技術を基盤とする複数の設計について、2030年ごろに認可される可能性があると見込んでいた。
液体金属、ガス、溶融塩を使う原子炉は、材料やシステム構成が異なるため、規制当局に新たな課題をもたらす。同概説は、水冷炉で数十年にわたり蓄積された経験を直接生かす設計より、認可手続きが難しくなると予測している。
大きな市場予測、実証はこれから
崔氏は、2026年のマイクロ炉の受注見込みを1.8ギガワット（1,800メガワット相当）とし、同年の新規需要の38％を占めると述べる。さらに、2030年までに世界で3,200基超が設置され、サプライチェーンの市場価値は420億ドルを超えると予測している。
これらの数字は、購入への関心表明と将来の設置予測を示すものだ。今後の商業化では、顧客の関心を、資金調達と認可を得たうえで納入日程や運転責任を定めた事業に結びつける必要がある。
崔氏はまた、12カ国がマイクロ原子力を国家エネルギー戦略に盛り込み、IAEAが特定した小型炉設計は127種類に上ると述べる。この設計数はより広い小型炉分野を対象としており、四川省の事業が計画する炉より大幅に大型のシステムも含む。
2024年1月の原子力安全概説は、当時開発中の小型炉技術が80種類を超え、約半数が軽水炉、残る半数が先進炉技術に基づくとしていた。調査対象となった研究成果は特許出願181件（うち登録94件）、論文766本で、米国が中国の361本を上回った。
四川省の新会社は、特定の中国製設計に資金と産業面の連携をもたらす。次の大きな課題は、運転実績を積み、製造要件を確立し、購入を検討する顧客がより確かな根拠に基づいて判断できる実証施設を実現することだ。
要点
- 四川省に新設された原子力会社は、登録資本金10億元で、電気出力1～10メガワットのマイクロ炉を目指す。
- 計画中の設計は、ウラン・ジルコニウム水素化物燃料と液体鉛・ビスマス冷却材を組み合わせる。
- 開発側は、出力2メガワットの設計例について、運転寿命は40年超、燃料装荷の間隔は5～10年と説明している。
- 用途候補には、離島への電力供給、海水淡水化、鉱山、産業用熱、データセンター向け電力が含まれる。
- 提携機関は実証事業の推進を目指すが、建設場所や認可日程は発表されていない。
- 試験能力、規制当局の認可、サプライチェーン、顧客の購入確約が商業化に向けた主要課題となる。
