S2G (原子炉)

S2G 原子炉の概要

S2G（S2G Submarine Intermediate Reactor Mark B: SIR Mk B）は、アメリカ海軍の原子力艦艇専用の発電および推進用原子炉です。これは、アメリカ海軍の艦艇に装備されている唯一の液体金属冷却炉で、特に冷却材としてナトリウムが使用されています。この原子炉の型式名には、潜水艦用であることを示す「S」、設計における炉心設計の世代を表す「2」、そして設計を担当したゼネラル・エレクトリックに由来する「G」の意味があります。

S2Gの歴史と設計

S2Gは、原子力潜水艦「シーウルフ」の建造時に導入され、冷却材としてナトリウムを使用した液体金属冷却炉として機能しました。このプログラムでは、ノーチラス型潜水艦の際と同様に3基の原子炉が製作されました。そのうちの1基は陸上での研究・訓練目的に、もう1基は艦艇に搭載され、残りの1基は予備として利用されました。S2Gの陸上設置原型炉はS1Gと呼ばれ、同じくナトリウムを冷却材とし、ベリリウムを減速材とする特性を有しています。これにより、中速中性子によって核分裂反応が維持され、SIR Mk Bと名付けられました。

液体金属冷却材の利点と課題

液体金属であるナトリウムは、水よりも高い沸点を持ち（1気圧下で883度）、原子炉内の熱効率を向上させる期待がありました。しかし、ナトリウムは水と接触すると激しい反応を示し、酸素を含む環境下では周囲の金属を腐食させる危険性も伴っています。実際、シーウルフは試験航海に出る前に、過熱器内の配管における腐食問題が発生し、放射化したナトリウムの漏洩事故が起こりました。この結果、過熱器への配管は閉鎖され、原子炉の性能は期待通りには発揮できませんでした。

原子炉の変更と標準化

1957年にシーウルフが海上公試を行った後、アメリカ海軍は原子炉の問題を受けて、1958年から1960年にかけて、シーウルフのS2G動力部を軽水冷却炉の予備機に交換しました。この決定は、ナトリウム冷却炉の高コストや運用の複雑さ、少しの不具合でも長時間の停止を招くリスクなどが要因とされました。その後、アメリカ海軍は加圧水型原子炉を標準型として採用し、S2Gに関する液体金属冷却材の使用は少なくなりました。

引き揚げられた原子炉の行方

シーウルフから撤去された原子炉は、鋼製の容器に封入されて約120マイル沖の海中に投棄されました。この投棄された鋼製容器の行方については、海軍は現在に至るまで明らかにしていません。ナトリウム冷却炉の運用から得た経験は、アメリカ原子力委員会の研究者によって重要視されており、リッコーヴァー提督も他の冷却システムへの移行の必要性を認識していました。こうした教訓は、今後の原子力技術における重要なステップとなっています。

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