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2025.10.19 13:32

原子力エネルギーを再生可能に——核燃料リサイクルの実現へ向けて

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グレッグ・ピーファーは、クリーンエネルギーの未来に向けて核融合技術の商業化を進めるSHINE Technologiesの創業者兼CEOである。

米国では、増え続ける9万メートルトンの使用済み核燃料の在り方について数十年にわたり議論が続いている。一時保管中のこの放射性「廃棄物」には、再利用すれば国全体を数年間にわたって動かすのに十分なエネルギーが未活用のまま含まれている。しかし現状では、この廃棄物は蓄積され続け、コストがかかり持続不可能な解決策に依存している。

価値ある物質を再利用し、リスクを低減し、経済的価値を創出するより良い道がある。

より清潔で安全な原子力の未来

核燃料のリサイクルは、使用済み燃料の体積と半減期を減らし、重要な新たなエネルギー資源を生み出す。米国エネルギー省によると、使用済み核燃料は、原子炉で5年間使用された後でも、90%以上の潜在的エネルギーを保持している。

リサイクルによって、廃棄物を削減し、備蓄からプルトニウムを除去しながら、その価値を活用することが可能になる。また、クリーンエネルギー、医療用アイソトープ、先端製造をサポートする。現代のリサイクル方法は、ウランとプルトニウムを効率的に回収し(プルトニウムを単離せずに)、コストを削減し、取り扱いを簡素化し、コンパクトで費用対効果の高いシステムを実現する。

改良された回収方法に加えて、核融合による核変換などの新しいアプローチは、残存する長寿命放射性元素を標的にしている。核変換は、高エネルギー中性子流を使用して、これらの元素をより速く崩壊するか、リスクの低い物質に変換する。核融合における最近のブレークスルーにより、大規模な核変換が現実的になり、長期保管の必要性が減少している。

これは理論上の話ではない。オラノ社はフランスのラ・アーグ施設で4万メートルトン以上の使用済み燃料を安全にリサイクルしており、膨大なエネルギー資源を回収し、残りの物質を元の燃料よりもはるかに安定した基質に永久に封じ込める処理を行っている。SHINEでは、2026年にニュートンプロジェクトを通じてDOE(エネルギー省)と提携して核変換を実証する予定だ。

使用済み核燃料のリサイクルは実証済みである。課題は実行にある。

得られた教訓

これまでのところ、核燃料リサイクルの取り組みのほとんどを制限してきたのは、技術ではなく、不適切なビジネスモデルである。日本の六ヶ所再処理工場は、管理とインセンティブの不一致によってコストと複雑さがどのように増大するかを示している。建設費は250億ドルに達し、生涯コストは1000億ドル以上と予測されている。進化する規制に対応するための繰り返しの設計変更、完成日の遅延、追加のコンプライアンス対策により、本格稼働は少なくとも2027年までずれ込んでいる。

規律ある実行、明確な規制の枠組み、成果重視のインセンティブがなければ、実証済みの科学でさえ実用的な結果をもたらすことができない。失敗は世論を形成し投資を妨げてきたが、それはリサイクルが機能しないということを意味するわけではない。むしろ、実行が科学と同じくらい重要であることを示している。より良いアプローチは、第一原理から始まる:前提に疑問を投げかけ、設計を簡素化し、最も重要な安全性に容赦なく焦点を当てる。

当社の原子力インフラプロジェクトを構築する中で、インセンティブの不一致と複雑さにより、従来の原子力企業との間で初期の挫折を経験した。よりシンプルで成果重視の原則を採用することで、当社の建設コストは10億ドル未満になる見込みだ。これは業界標準では手頃な基準であり、複雑な原子力プロジェクトが経済的に実行可能であり、リサイクルが合理的なコストで達成可能であることを証明している。

前進への道:パイロット、実証、スケール

原子力廃棄物問題の解決には、月面着陸計画のような大規模プロジェクトは必要ない。必要なのは規律である。

最も効果的なアプローチは小規模から始めることだ。パイロット施設は意味のある量の燃料を処理し、技術を実証し、実際の規制監督の下でコストを検証することができる。実証後、モデルを地域的に拡大して備蓄を減らし、高価値の材料を回収する。このロードマップは過去の巨大プロジェクトの落とし穴を回避し、測定可能な進捗によって市民と投資家の信頼を構築し、複雑なインフラストラクチャーにとって重要な時間をかけた適応と最適化を可能にする。

しかし、良い実行が成功するには適切な環境が必要だ。時代遅れのインセンティブと政策の不確実性が、核燃料リサイクルの技術的・経済的実行可能性が証明されているにもかかわらず、その取り組みを停滞させている。

政策から投資へ:より良い未来の解放

核燃料リサイクルは車輪の再発明を必要としないが、実現可能なインフラと最新の規制は必要である。テクノロジーリーダーは、自分の分野でのイノベーションに適用するのと同じ緊急性を持って政策立案者との協力に取り組まなければならない。書簡を書き、電話をかけ、政府関係チームを動員することで、テクノロジーリーダーは厳格な安全基準を維持しながらイノベーションに適応するフレームワークの創出を支援できる。

これには、時代遅れの前提ではなく、現在の科学、経済的現実、そして純便益の最大化に基づいた規制アプローチを推進することが含まれる。彼らは、費用対効果の高い再生可能な原子力エネルギーが、現在の直線しきい値なしモデルからの潜在的な利益よりも大きな社会的利益をもたらす可能性があることを明確にすべきだ。多くの専門家は、このモデルがコストとリスク認識を膨らませ、より大きな社会問題を解決するツールとしての原子力エネルギーを排除していると主張している。

さらに、多くの人々は、カーター政権が1977年に商業規模の再処理を停止した決定にさかのぼる、核燃料リサイクルに対する数十年前の禁止を覆す必要性を指摘している。その目的は冷戦の最盛期に核兵器の拡散を制限することだったが、今日では、それが米国に使用可能な物質を一律に(そして誤って)廃棄物として扱う時代遅れの分類システムを残したことに気づいている。

テクノロジー部門は、現代の原子力戦略を進めるために専門知識を積極的に適用すべきだ。例えば、AI開発者は規制当局がより高い精度で安全シナリオをテストするのを助けるソリューションを構築し、クラウドプロバイダーは規制当局が原子力廃棄物リサイクルインフラの監視を簡素化する安全でスケーラブルなシステムを構築するのを支援できる。

一方、政策立案者は成果ベースの支払い構造の確立を優先すべきだ。民間部門の投資を促進するために、政府所有の使用済み燃料に対する処理量あたりの料金を導入する。

民間のイノベーションと投資を活用するには、ビジネスモデルがサービスを成功させるための確実性を必要とする。kWhあたり1セントの自主的な追加料金(一般的な再生可能エネルギープレミアムのおよそ半分)などの仕組みは、連邦政府の義務付けなしにイノベーションに資金を提供し、主要な利害関係者を調整できる。投資家はこれらを、より革新的でより持続可能な方法で原子力をスケールアップする扉が開かれているという明確な信号と見なすだろう。

結論

核燃料リサイクルは問題を資産に変えることができる。原子力発電が気候目標を達成するためにスケールアップするにつれて、リサイクルはその影響とコストを管理するために不可欠になるだろう。科学は確かであり、経済性は有望だ。私たちに必要なのは、リードする意志と物事を異なる方法で行う規律である。

核燃料リサイクルを再考することで、エネルギーを強化しながら、より清潔で回復力のあるエネルギーシステムを根本から実現することができる。

forbes.com 原文

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