VT-1型原子炉

VT-1型原子炉の概要と歴史

VT-1型原子炉は、ソ連海軍の原子力潜水艦K-27に搭載された液体金属冷却型の原子炉です。この原子炉は、冷却材として鉛・ビスマス合金を使用しており、ギドロプレス設計局によって設計されました。K-27はノヴェンバー型の潜水艦であり、世界初の液体金属冷却炉を搭載した艦として注目を集めました。

開発背景

K-27は、ソ連における初の原子力潜水艦の一つとして、冷戦時代に重要な役割を果たしました。当時、ソ連海軍はアメリカ海軍のシーウルフ (SSN-575) に搭載された液体ナトリウム冷却原子炉の設計情報を入手し、これに基づいて自国の潜水艦にも液体金属冷却炉を取り入れることを決定しました。1958年からは第402造船所で、VT-1型の開発に着手し、1952年から行われていたギドロプレス設計局での設計作業が本格化しました。

興味深いことに、アメリカ海軍は液体金属冷却炉の問題点に直面し、早々にそれを見切り、他の設計に着手したため、この技術を導入したソ連海軍の背景は謎に包まれています。

設計のポイント

VT-1型原子炉の設計は、液体ナトリウムを冷却材とするアメリカ海軍のS2Gとは一線を画し、鉛・ビスマス合金を冷却材として利用しました。これにより、73MWという高い熱出力を実現し、艦には2基が搭載され、蒸気タービンによって35,000軸馬力の出力を生み出しました。核燃料としては90％高濃縮ウランが使用され、冷却材の特性により高効率な熱生成が可能となりました。

冷却材の温度は440℃に達し、過熱蒸気も355℃に達することで、効率的な運転が行われました。さらに、冷却材の循環は自然循環方式を採用し、騒音源である循環ポンプを排除できたことが特徴です。

しかし、鉛・ビスマス合金は非常に腐食性が強く、その管理に多くの課題が発生しました。酸素濃度を適切に保つことが腐食の抑制につながりますが、適切な管理が難しいため、運用には負担がかかりました。

運用の経緯

K-27は1968年5月24日に炉心溶融事故を引き起こし、乗員の多くが放射線被曝により健康被害を受けました。この事故では、冷却系の一部に閉塞が発生し、核燃料の一部が損傷し、放射線が艦内に漏洩しました。結果的に、9名が死亡し多数が重傷を負いました。

事故の後、K-27は修理が試みられるものの成功せず、1979年に退役が決定されます。1981年まで冷却材の凝固を防ぐため高圧蒸気を供給し続け、その後、放射性物質の漏出を防ぐための処置が施され、1982年には放棄されました。

結論

VT-1型原子炉の運用は、多くの課題を抱えながらも、冷却材の特性を活かす技術革新としての意義がありました。この経験を活かし、後の705型原子力潜水艦にも液体金属冷却炉が搭載されることとなりましたが、冷却材に関する課題は解決されず、その後の技術進展に繋がる重要な教訓となりました。

もう一度検索