サウジアラビアは、この新しく安全性の高い原子力エネルギーの形態を主導できる

A ball of energy with electricity beaming all over the place: Transmutation could produce a safer and sustainable nuclear energy.
Transmutation could produce a safer and sustainable nuclear energy.Image: Unsplash/Hal Gatewood
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  • 原子力エネルギーは、エネルギー源を多様化し、気候変動に対処するというサウジアラビアの戦略にとって極めて重要である。

  • トランスミューテーションは、素粒子物理学の進歩によって可能になった、より安全な原子力エネルギー生産の形態であり、核廃棄物の毒性を低減し、安全性を向上させ、核拡散を防止する。

  • サウジアラビアは、トランスミューテーション型原子力エネルギーの開発に向けた世界的な取り組みを主導するための地政学的な立地、財源、戦略的動機を備えている。

世界がネットゼロ・エネルギーの必要性を認識し、気候変動の影響を最小限に抑えるようになる中、ムハンマド・ビン・サルマン皇太子殿下は、「サウジ・グリーン・イニシアティブ」の下で、サウジアラビアが2060年までに温室効果ガス排出の実質ゼロを達成することを約束した。サウジ・グリーン・イニシアティブ。

サウジアラビアの一人当たり化石燃料消費量は湾岸諸国の中で最も低いものの、依然としてドイツの2倍であり、輸出による収入という観点で極めて大きな機会費用を表している。さらに、ブルッキングス研究所の「2020年報告書」は、「中期的には、世界的な需要が2040年頃から、もしそれより早く、減少するのに伴い、石油からの収入も減少することが見込まれる」と指摘している。2020年報告書ブルッキングス研究所による2020年報告書は、「中期的には、世界的な需要が2040年頃から、もしそれより早く、減少するのに伴い、石油からの収入も減少することが見込まれる」と指摘している。

とはいえ、代替エネルギー源、特に太陽光は、化石燃料の利便性、特にベースロード電源としての利便性に取って代わることはできない。

この日照に恵まれた地域においても、アラブ首長国連邦(UAE)は太陽光エネルギーの欠点のいくつかを示しており、原子力の拡大はより速く、より劇的に進んでいる。原子力エネルギーは、河川のないこの地域で利用可能な唯一の低炭素ベースロード電源であり、あらゆるネットゼロ・エネルギーミックスに欠かせない要素となっている。

アラブ首長国連邦の一次エネルギー消費:原子力と太陽光の比較。Image: Transmutex/ourworldindata.org

湾岸地域における原子力の可能性

2020年の国際エネルギー機関の調査では、原子力は最も低コストのエネルギーであることが示された。原子力は、ここ数年、米国と欧州で相次いだ大規模プロジェクトの挫折により、悪評を受けてきた。

しかしながら、国際的なデータに基づき、同機関は発表した。発電コストに関する第9回目の調査において、「しがって原子力は、2025年において最も低い予測コストを持つ、供給調整可能な低炭素技術であり続ける」と述べた。同機関によれば、コスト面で比較可能な唯一の代替手段は大規模な水力貯水池であるが、これは各国の自然の水資源に大きく依存する。同機関はまた、原子力発電所は石炭火力発電所よりも手頃であると述べている。

原子力は、電力生産において依然として極めて高いコスト競争力を有している。ローンの返済から解放された、寿命延長による長期的な原子力運転(LTO)による発電は、あらゆる発電方法の中で最も低コストな選択肢である。Image: Transmutex/国際エネルギー機関

これまでサウジアラビアは、西側諸国の地政学的懸念、特に米国および国際原子力機関からの拡散防止の要求により、国内での原子力エネルギー生産の開発を控えるよう求められてきた。これらの制約は、武器転用可能なプルトニウムを廃棄物として生じる現行のウラン燃料サイクルの副産物である。

核分裂より安全で、核融合より実用的なトランスミューテーションによるエネルギーは、見過ごされてきた一般的な金属であるトリウムを燃料として活用するのに理想的な二段階のプロセスに依拠している。

まず、中性子の吸収によりトリウムがウラン233同位体に変換され(U-238は自然界に存在する安定元素である)、それが核分裂してエネルギーを生み出す。これに対し、ウランを基礎とする原子力エネルギー(U-235またはU-238を使用)は、主に中間的な変換工程を伴わない直接的な核分裂プロセスを含む。

より安全で持続可能な原子力の未来

二段階に依拠するこのトランスミューテーション・エネルギープロセスは、1990年代にCERNで、ノーベル物理学賞(1984年)受賞者のカルロ・ルビア教授の指導の下に実施された素粒子物理学実験から生まれた、技術の新たな組み合わせによって可能となっている。

この技術は、核反応を調整する粒子加速器と、原子炉の炉心を冷却する液体金属を組み合わせたものである。CERN技術移転部門の責任者であるジョヴァンニ・アネッリ氏は、最近、次のように述べた。「この概念は新しいものではないが、近年の技術進歩により、その実現がはるかに近づいている。エネルギー生産における真のブレークスルーとなるだろう。」

このプロセスの利点は、持続可能な原子力の未来に求められる要件を満たしている。

  • 粒子加速器による未臨界性、 これにより、反応を2ミリ秒(千分の1秒)以内に停止させることができる。

  • 長寿命廃棄物の最小化。使用済み燃料の廃棄物の毒性を30万年から300年に低減する。

  • 受動的安全性残留熱の除去、冷却材として水を使用しないこと、大気圧下での運転。

  • 拡散抵抗性使用済み燃料の再処理のための電解精錬技術。

  • 持続可能性ウラン233の大規模増殖を伴い、これがトリウムと混合され、長寿命廃棄物(300年)を伴わない、低コストで拡散防止型の燃料サイクルを確立する。

サウジアラビアが主導する機会

民生向けのトランスミューテーション型原子力エネルギーを開発することは、サウジアラビアが未来のエネルギーにおいて主導的な役割を果たすための、変革的な機会となるだろう。

インド、トルコ、ブラジル、ノルウェーなど、広大なトリウム埋蔵量を持つ国々、そして長期的な廃棄物や拡散リスクを伴わない低炭素原子力エネルギーへのアクセスを求める多くの途上国が、サウジアラビア主導の取り組みに参加し、この新たなエネルギー源を創出することになるだろう。

同国のユニークな地政学的立地と強固な財源により、トランスミューテーションをグローバルかつ革新的なクリーンエネルギープロセスとして主導することが可能となる。

この新しい原子力技術を採用することで、サウジアラビアはエネルギーミックスを多様化するだけでなく、他国が採用し、エネルギー転換を加速させることができる原子力の安全性と持続可能性の新たな基準を打ち立てることになるだろう。

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