S3W (原子炉)

S3WおよびS4W原子炉について

S3W（S3W Submarine Fleet Reactor: SFR）は、アメリカ海軍の原子力艦艇用に設計された原子炉で、主に潜水艦において使用されています。ここでは、このS3WとそのバリエーションであるS4Wについて詳しく解説します。

S3Wの概要

S3Wという型式名は、いくつかの重要な要素を反映したものです。まず、最初の「S」は潜水艦用を示し、「3」は設計担当メーカー内での炉心設計の世代を示します。最後の「W」は、この原子炉を設計したウェスチングハウスを指します。

S3Wは、USS ノーチラス (SSN-571) に搭載された先代の加圧水型炉であるS2Wの設計をベースに改良を加えたものです。この原子炉は、蒸気発生器の細管が横置きのU字型に設計されている点が特徴です。これに対して、さらに進化したS5Wでは細管が縦置きにされ、商用加圧水型炉でも一般的な設計となっています。

S3Wの設計変更とその影響

S3Wは、出力が約38MWtであることから、先代のS2Wの出力70MWtの半分となっています。この出力の引き下げにより、原子炉システム全体の重量削減を目指したものですが、結果的に放射線遮蔽や機器の重量は出力に比例して半減することができず、実際には出力が半分になっても重量は60%程度残ることがわかりました。このため、想定した小型化は現実には困難であったことが明らかになっています。

S3Wは、USS ハリバット (SSGN-587) やスケート級原子力潜水艦のUSS スケート (SSN-578) およびUSS サーゴ (SSN-583) にも搭載されており、彼らの運用において重要な役割を果たしています。

S4Wの特徴

次に、S4W（S3W Submarine Fleet Reactor: SFR）について述べます。S4Wは、基本的にS3Wと同じ炉心や構成機器を使用しつつも、機器の配置に関していくつかの変更を加えています。特に、蒸気発生器はS1WやS2Wと同様の横置きに設計されている点がS3Wとの主な違いです。

また、S3Wの設計では、原子炉区画の前後をつなぐために遮蔽されたトンネルが必要でしたが、S4Wではこのトンネルを排除し、代わりに遮蔽デッキが設置可能となっています。この変更により、艦艇内部のスペース利用が効率化されました。

S4Wはスケート級原子力潜水艦に属するUSS ソードフィッシュ (SSN-579) およびUSS シードラゴン (SSN-584) に搭載されており、現代の原子力潜水艦における重要な発電・推進のための基盤を提供しています。

結論

S3WおよびS4Wは、アメリカ海軍の潜水艦において fundamental な役割を果たしている原子炉です。これらの原子炉は、設計の進化を遂げ、性能の向上やスリム化を図っています。今後も、これらの技術が新たな原子力艦艇の基盤となることが期待されます。

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