高温ガス炉
2023_03_25
YouTubeを見ていたら、「高温ガス炉」という記事を見つけた。一体これは何じゃ？ ガスは燃やせば高温になるのは決まっとる。さっぱり意味が分からない。しかも記事には未来の憧れ技術という雰囲気があって、一度調べておこうという気になった。
春になって、花が美しく咲き始めた。桜も咲きかけている。
昨日孫の琥太郎に、「春休みで何もやることがなかったら、別府に来ないか」と誘いをかけたら、お母さんから「琥太郎は部活で大忙しです」と断られてしまった。
私は中学・高校時代、自主的に始めた坐禅のほかはなにもしなかった。食事をして坐禅をしているほかはほとんど空想の世界だった。今現在私は別府で朝散歩にでるのだが、散歩の途中は私は中学時代に還って空想をするのだ。延々と。これが私の唯一の楽しみなのだ。
ところで地球温暖化対策の一つとして最近「高温ガス炉」という言葉が使われるようになったが、ここで高温ガス炉とはなんだ？という疑問が生じる。
高温ガス炉とは (jaea.go.jp)という記事を見ると、次の絵が出てくる。
その説明として示される図がこれだ。
この二枚の図を眺めてもさっぱり意味がわからないが、要するに現在使われている原子炉（軽水型原子炉）のかわりに使用しようとする未来の原子炉で、現在はまだ開発中の新型原子炉のことらしい。東海村よりもずっと南、水戸市に近い大洗町に現在建設中の実験炉のことを指している。
今まで日本が運転してきた原子炉は核分裂の際発生するエネルギーを水（軽水）を使って蒸気タービンを回し、電気を発生発生させる仕組みだったのを、原理を全く変えて、水を使わずに、ヘリューム（He）という気体を使い、これを熱媒体としてエネルギー移転を行おうとする試みらしい。
ウラニウム 235 または プラトニウム 239を原料物質として使い、この核分裂エネルギーを使用するには違いがないのだが、原料物質を黒鉛あるいは黒鉛＋炭化ケイ素で包み、黒鉛で作られた炉のなかで核分裂させる仕組みらしい。発生した核エネルギーはヘリュームに吸収させる。こうすると熱効率が格段に改善され、軽水型原子炉で作られる電気コストが33％安くなる、というのだ。有難いことだ。
ここで核分裂エネルギーを発電に使わずに、化学反応を使って、水素の合成に使おうとするのが、高温ガス炉による水素ガスの製造だ。反応式は次。
上図で熱化学分解と示されているプロセス（ISプロセス）の化学反応は次。
I 2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HI ～100℃ (ブンゼン反応)
2HI → H2 + I2 ～500℃ (HI分解反応)
H2SO4 → SO2 + H2O + 0.5O2 ～900℃ (H2SO4分解反応)
沃素と硫黄を使い、まずブンゼン反応で沃化水素を低温で作成し、この沃化水素を中温で分解し、ここで目的物質の水素を単体で入手する。最後に残った硫酸を高温で分解し、SO2を回収する。二段目と三段目の反応に高温ガス炉で作られた高温ヘリュームガスを使用するという仕組みだ。
なるほどよく考えたものだねえ。
最近ホンダが開発した水素内燃エンジンも、こうして高温ガス炉により大量に造られた水素ガスを使えば、見事に実用化される期待が膨らむ。日本の将来の産業の基礎が今作られつつあることは喜ばしいと思う。
夢については醒めてから言え、という中傷もされることとは思うが、実現を是非国民全体で応援したい。
では皆さま、御機嫌よう。