S1W (原子炉)

S1W: アメリカ海軍の初代潜水艦用原子炉

S1W（S1W Submarine Thermal Reactor Mark Ⅰ）は、アメリカ海軍が原子力を潜水艦の推進と発電に利用する可能性を実証するために開発した最初の原子炉です。その名称には意味が込められています。

• - S: 潜水艦用
• - 1: 設計担当メーカーにおける炉心設計の世代
• - W: 設計担当メーカーであるウェスチングハウス

この原子炉は、アイダホ州アルコ近郊に位置する国立原子炉試験所（後のアイダホ国立研究所）の海軍原子炉施設に設置され、最初の原子力潜水艦「ノーチラス」に搭載される原子炉（S2W）のプロトタイプとなりました。

設計の背景

S1Wは、ハイマン・G・リッコーヴァー提督の指導の下で発展しました。海軍の原子炉設計はコンカレント戦略に基づいて進行し、この原子炉の設計と製造は「ノーチラス」の計画よりも早く行われることとなりました。この計画では、3つの原子炉が製造され、S1Wはその一つとして陸上での訓練と研究に利用されることになったのです。これにより、造船所での組み合わせ前に問題を特定し、解決策を見出すことが可能になりました。

S1Wは、潜水艦の船殻の形を模した設計であり、その組み立てにおいて技術者が複数の機器の状況を把握しやすくしました。この原子炉は、加圧水型で、濃縮ウランを燃料とし、冷却材として水を使用しています。これにより、熱中性子によって核分裂反応を維持することから、Submarine Thermal Reactor Mark Ⅰ（STR Mk Ⅰ）と呼称されるようになりました。

運用テストと成果

S1Wは1953年3月30日に初臨界に達し、同年5月にはアメリカ東海岸からアイルランド島までの潜水航行を模した100時間の連続運転試験が実施されました。この試験結果は、従来のディーゼル推進に比べて原子力推進が潜水艦の行動範囲を大きく拡大することを明らかにしました。

S1Wの炉心は加圧冷却水を加熱し、その冷却水は熱交換器へと流れ、飽和蒸気が発生しました。発生した飽和蒸気は、推進用及び発電用の蒸気タービンを駆動しました。これらの設備は、ノーチラスの船体を模した建屋内部に設置され、スクリュープロペラは水力ブレーキで模擬されました。巨大な噴水池は、発生した熱エネルギーを大気中に放散する役割を果たしました。

ノーチラスが就役すると、S1Wは試験や運用員の訓練に利用され、アメリカ海軍原子力学校で卒業生たちが6か月間の厳格な課程を受けることとなりました。実習と座学が組み合わせられ、教官がしっかりと監督しました。

1960年代中頃には、S1Wの炉心が撤去され、より強力なS5W炉心に改修されました。その結果、出力が向上し、余剰蒸気を抑えるための新しい設備が追加されました。この新たな炉心は1967年に初臨界に達しました。

終焉

S1Wは、1989年10月17日をもって完全に運転を停止し、その役目を終えました。S1Wはアメリカ海軍が原子力潜水艦技術における革新を推進する上で不可欠な役割を果たし、その成果は現在の原子力潜水艦技術に大きな影響を与えています。

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