溶融塩炉（MSR）は、現在開発が進められている次世代（第4世代）原子炉の設計案の一つです。軽水炉（LWR）と同様に、MSRも核分裂を利用して熱を発生させます。 しかし、冷却材として水を使用する代わりに、MSRでは液体フッ化物または塩化物の混合物、いわゆる「塩」を使用します。.

MSRの設計は、LWRに比べて安全性、効率性、廃棄物管理の面で多くの潜在的な利点がある。2002年に第4世代国際フォーラム（GIF）が、国際的な研究開発協力の対象として最も有望な第4世代原子炉設計6つのうちの1つにMSRを選定して以来、MSRの商業化に対する関心が高まっている。.

主に2つの 種類 MSRには、溶解型と固体燃料型の2種類がある。前者のタイプでは、冷却材と燃料が同一の流体である。ウラン、プルトニウム、またはトリウムのいずれかである核燃料は、溶融塩に溶解している。 2つ目のタイプのMSRは、フッ化物塩冷却高温炉（FHR）として知られている。FHRでは、燃料は幅1 mm未満の固体粒子で構成され、溶融したフッ化物冷却材中に懸濁している。核分裂反応が進行している間も、燃料は固体のままである。.

MSRやその他の先進型原子炉から発生する熱は、多岐にわたる用途に活用可能です。 アプリケーション これには、プロセス熱、化学処理、海水淡水化、水素製造などが含まれる。MSRはLWRよりも小型であるため、軍は船舶の推進用としての利用を想定している。.

MSRは、オークリッジ国立研究所（ORNL）で考案・試験が行われた13基の原子炉プロトタイプのうちの1つである。当時、原子力委員会の下部組織であるタスクフォースは、この原子炉が「技術的な実現可能性を最も高い確率で達成できる」と結論づけた。同研究所は、その原子炉の運転に成功し、 溶融塩原子炉実験（MSRE） 1965年から1969年にかけて。この原子炉は7.4 MWの熱出力を生み出した

MSRは、従来型の原子炉（300℃）よりも高い温度（700℃～800℃）で運転されるため、LWRよりも熱効率が高い。閉サイクルタービンを備えたMSRは、 45% 電力変換効率。対照的に、従来の蒸気タービンを使用する軽水炉（LWR）の効率は33%にとどまる。.

MSRの実証において初期の成功を収めたにもかかわらず、予算の制約と、原子力委員会が代替案であるナトリウム冷却高速増殖炉の設計を優先したことから、MSREは閉鎖された。.

福島第一原発、チェルノブイリ、スリーマイル島での原発事故とは異なり、MSRは根本的に メルトダウンすることはない 燃料はすでに液体の状態にあるためです。MSRでは 受動的安全性 冷却材の性質によるものです。温度が上昇すると、塩の冷却材が膨張し、核分裂反応の速度が低下します。.

さらに、原子炉が過熱した場合、原子炉底部のプラグが溶け、液体燃料は直ちに原子炉下部の受け皿へと排出されます。そこで塩は膨張し、500℃以下まで冷却されると固体になります。 万が一、原子炉容器、ポンプ、または配管が破損した場合でも、塩は単に固まるだけであり、核燃料が環境を汚染することはありません。.

MSRは大気圧下で運転されるため、原子炉が爆発する危険性はありません。LWRとは異なり、冷却材は加圧されていないため、格納容器は必要ありません。.

MSRは生成します 廃棄物の削減 これらの原子炉はLWRで使用される燃料棒を使用しないため、従来の原子力発電所よりも……である。さらに、再処理の 高放射性燃料塩は必要ない FHR を使用するのは、それが効率的であるためです。 燃え盛る 超ウラン元素。FHRは、従来の原子炉から排出される使用済み燃料を利用するように構成することが可能である。フランスやロシアでは、研究者たちが、ウランまたはトリウムの燃料サイクルで増殖を行うMSRの開発を進めている。.

MSRは、安全性、廃棄物管理、コスト、効率性の面でLWRに比べて数多くの設計上の利点があるものの、この概念についてはさらなる開発と実証が必要である。.

溶融塩には、 腐食作用 原子炉容器や熱交換器に使用される構造材料について。開発の主要な分野の一つは、冷却材を微調整して、原子炉構成部品（配管、ポンプなど）に対する腐食作用を抑制することである。また、放射線や化学反応に耐性のある金属合金や構造用セラミックスの開発にも注力している。.

MSRにとってのもう一つの課題は、トリチウムの管理である。トリチウムは、通常の運転条件下で漏出する可能性のある唯一の同位体である。照射済み塩からのトリチウム除去技術については、まだ十分に実証されていない。また、研究者たちは二重壁式熱交換器の設計についても実験を行っている。.

また、受動的安全性および能動的安全性の要件が満たされていることを確認するため、MSR制御システムおよび関連計装の堅牢性についても試験を行う必要があります。 流量計などの計装機器は、高温や腐食性物質に耐えられるように設計されなければならない。現在でも、研究者たちはMSR原子炉で予想される個々の技術的課題に取り組んでいる。規制当局の認可を得るための完全なMSRプラントを設計した企業はまだない。.

最後に、各MSR原子炉タイプについて、燃料サイクルを確立する必要があります。具体的には、原子炉の燃料交換の方法や、使用済み燃料の処理方法などが含まれます。.

したがって、プラント設備および操業のあらゆる側面について、規制当局に対して適格性を証明しなければならない。また、規制当局は、MSR技術の独自性を適切に規制するために、これまでの要件を踏まえた安全対策および許認可の枠組みを策定しなければならない。.

MSRやその他の第4世代原子炉設計は、2030年以降の商用化を想定している。米国原子力規制委員会（NRC）は、MSRを含む先進原子炉設計のうち、少なくとも2つが2030年代初頭までに技術的な成熟段階に達すると見込んでいる。.

2016年、国際原子力機関（IAEA）は、 コラボレーション・プラットフォーム MSRの開発に取り組む17カ国で構成されています。米国、カナダ、中国、ロシア、フランス、インド、ノルウェー、デンマークでは、MSRの商業化に向けた積極的なプログラムが進められています。.

その中でも、中国はMSRの商業生産実現に向けて最も積極的な取り組みを進めている。500人の研究員を擁する上海応用物理研究所（SINAP）は、 MSRとFHRの両方を開発中 2025年の実証実験、および2030年代の導入を目標としている。.

米国では、大学や企業において、公的および民間資金によるMSR開発プロジェクトが少なくとも9件進行中である。エネルギー省（DOE）は、以下を通じてMSRの開発を支援している。 GAIN MSR 技術作業部会 このプロジェクトには、6社に加え、ORNLおよびアルゴンヌ国立研究所が参加している。また、DOEは、マサチューセッツ工科大学（MIT）、カリフォルニア大学バークレー校、ウィスコンシン大学からなる3大学コンソーシアムを通じて、FHRの開発にも資金を提供している。.