米国の 3 つのマイクロ原子炉が臨界に達し、データセンターは潜在的な新しい電源ソリューションに細心の注意を払っています

米国エネルギー省は最近、民間企業が開発し連邦政府の支援を受けた3基の新型マイクロ原子炉が相次いで「臨界」運転状態、つまり制御された核連鎖反応を維持できる状態に達したと発表した。次世代原子力技術の実証応用の重要な結節点とされる。臨界を達成した最新のマイクロリアクターは、ヒューストンに拠点を置く Deployable Energy によって開発された「Unity」マイクロリアクターです。その運転は、エネルギー省の加速新型原子炉実証プロジェクトの一環である。これに先立ち、トーランスのアンタレス社とエルセグンドのヴァラール・アトミックス社が建設した原子炉は、今年6月に同じマイルストーンを達成した。

従来の大規模原子力発電所と比較して、これら 3 つのユニットはサイズがはるかに小さく、主に新世代の原子炉タイプと燃料システムの安全性と実現可能性を検証するために使用されます。業界は、このような設計が将来的には導入コストと建設期間の点で既存の大規模発電所よりも優れていることを期待している。後者は現在米国の電力の約5分の1を供給している。エネルギー省は、アンタレスとデプロイアブルの実証ユニット用に国立実験施設を開放し、詳細な安全性審査を完了し、原子炉が臨界に達することを許可する最終認可を発行した。デプロイアブルの共同創設者兼最高経営責任者（CEO）のボビー・ギャラガー氏は、安全性、品質、承認スピードに対するエネルギー省の「しっかりとした投資」、そしてアイダホ国立研究所チームの支援がなければ、「Unity」はこれほどスムーズに臨界マイルストーンに到達することはできなかったと述べた。

この政策措置の背景には、米国全体の電力需要が大幅に増加しており、特に人工知能やクラウドコンピューティング向けに建設された大規模データセンターでは極めて膨大な電力を消費していることが挙げられる。一部の開発者は、マイクロリアクターや小型モジュラーリアクターを「自家発電」の可能性があると考え始めており、自社所有または契約した原子力発電施設を通じて従来の電力網への圧力を軽減し、長期的な電力コストを制御することを望んでいる。エネルギー省原子力局のマイケル・ゴフ副長官はメディアとのインタビューで、複数の実証炉が短期間で臨界に達したことは、原子力プロジェクトがもはや「数十年を費やす」プロジェクトである必要がないことを示していると指摘した。適切な政策と規制環境がある限り、新しいテクノロジーは比較的迅速に実装できます。

よりマクロなレベルでは、トランプ政権は長年にわたる低成長を経て原子力発電の拡大を再開しようとしている。米国の純原子力発電施設を2050年までに現在の約4倍の400ギガワットに増やすことを目指している。これは、30 年間で数えるほどしか新しいユニットを稼働させていない業界にとって、非常に困難なロードマップです。最近、ジョージア州の2つの新しい大型原子炉が送電網に接続されたこと、議会での原子力エネルギーに関する稀な超党派の合意、および電力価格の上昇に対する社会的懸念と相まって、小型モジュール型原子炉およびマイクロリアクターに対する市場の関心が高まっています。

現在、Unity と Aalo Atomics の原子炉は、エネルギー省の 2 つの相互に関連する先進原子力エネルギープログラムに含まれており、企業が概念設計から実証運転に移行し、その後段階的に商業化に向けて移行できるよう支援することを目的としています。このうち、Aaloのデバイスは昨年立ち上げられた原子炉パイロットプロジェクトに参加しており、Deployableは今年3月に設立された別のパイロットプログラムに属している。どちらも技術検証とエンジニアリング実証に重点を置いています。これらのマイクロおよび小型原子炉は、米国ではまだ実際の商用発電用途にはなっていませんが、データセンターの電力需要が増加し続ける中、関連プロジェクトはインフラ開発者から熱い注目を集めています。

実証装置の建設を加速するため、エネルギー省はプロジェクト承認手続きにおいて原子力開発の遅れとみなされる一部の行政手続きを削減したが、商業運転許可権は依然として原子力規制委員会（NRC）の手にある。ホワイトハウスの指令と超党派の2024年事前法可決を受けて、NRCは内部手続きの刷新を進めている。同法は規制当局に対し、新しい原子炉の設計についてより合理化された審査経路を提供することを義務付けている。クリス・ライト・エネルギー長官を含む当局者らは、NRCの技術者が初期段階から実証炉の審査に関わってきたと述べ、ゴフ氏はこの初期の関与が企業が正式に商用ライセンスを申請する際の「プロセスの加速」につながることを期待していると述べた。

提案された規則は、先進的な原子炉がエネルギー省または国防総省の枠組みに基づいて審査されていれば、将来的にNRCでの認可へのより迅速な道が得られる可能性があることを示唆している。ギャラガー氏は、Deployable が新しいマイクロリアクターのライセンス規則が完成した後、今年後半に商用ライセンス申請を提出する予定であり、審査期間は約 6 ～ 12 か月になると予想していることを明らかにしました。しかし、業界関係者は、実証プロジェクトが技術的に成功したからといって商用電源が手に入るわけではないと警告している。複数のエネルギーコンサルタントや元エネルギー省当局者らは、これらのパイロットプロジェクトは技術レベルやサプライチェーンレベルで非常に重要ではあるものの、最終的には「実証」に位置付けられており、大規模な商業化までにはまだ長い道のりがあると考えている。

技術的および産業上の課題も無視できません。たとえば、一部の先進的な原子炉タイプは高濃度低存在ウラン (HALEU) 燃料に依存していますが、米国には現在、この燃料の成熟した商業供給源がほとんどありません。安定した燃料システムが確立できない場合、企業がマイクロリアクターユニットをバッチで真に構築し、運転することは困難になります。同時に、一部の小型デバイスは単一マシンの電力が限られており、単独では大規模データセンターのすべてのニーズを満たすことができない場合があり、電力網や他のエネルギー形態と組み合わせて運用する必要があります。

Nuclear Innovation Allianceの経済学およびプロジェクト開発マネージャーのJames Richards氏は、単一または少数の実証ユニットから大規模生産に「スケールアップ」する方法には依然として多くの不確実性と困難が存在すると指摘した。同氏は、企業はパイロット段階で蓄積した経験を再現可能な工業生産能力に転換する必要があり、このプロセスは確実なものではないと強調した。資金調達も主要なボトルネックの 1 つです。エネルギー省のパイロットプロジェクト自体は建設資金を提供しないため、企業は容易に数十億ドルに達する設備投資を自ら調達する必要があります。マイクロスケールまたは小規模であっても、コスト圧力は依然として非常に高いです。

デプロイアブル社の実証炉は連邦政府から直接の資金提供を受けておらず、一部の安全・環境団体からは懐疑的な見方が出ている。憂慮する科学者同盟の原子力安全担当ディレクター、エドウィン・ライマン氏は、このパイロットプロジェクトを「財政的支援のない実行的な演習」であると述べた。同氏は、適切な公的資金調達メカニズムがなければ、依然として資金不足が原子炉配備プロセスにおける「最大の障害」であると考えている。一部の原子力推進団体も、政府がパイロット臨界目標を強調しすぎており、広範な原子力活性化戦略から逸脱する可能性があると考え、この政策の焦点について異なる意見を表明した。

例えば、中道左派のシンクタンク、サード・ウェイは、エネルギー省がパイロットプロジェクトに重点を置いているのは、より大規模な原子力エネルギービジョンからの「不必要な逸脱」であると呼び、政府は大規模な原子力発電プロジェクトのために170億ドル以上の連邦融資を準備しており、理論的にはそれがより直接的に大規模な原子力発電所の建設を促進できると指摘した。同庁は、臨界運転によって新しい燃料や新しい原子炉タイプに関する貴重なデータが得られると考えているが、商業的な観点からは「画期的な出来事」にはならないとしている。この点に関して、ゴフ氏は、重要性は長い連鎖の「最初のステップ」にすぎないと強調した。もし政策が重要性そのものだけに焦点を当てているとしたら、それは確かに「見当違い」です。しかし、出発点としては、その後の運営、拡大、産業改善の基礎を築きます。

ゴフ氏は留保にもかかわらず、米国のエネルギーミックスに新型原子炉がこの10年間参入することについて楽観的な見方をしている。同氏は、エネルギー省の試験プログラムに参加している多くの企業がすでにデータセンター開発者との予備的な協議を開始していることを明らかにし、企業の特定のデータセンターをターゲットにして電力供給に適合するマイクロまたは小型原子炉を導入するなど、関連する協力が近い将来プロジェクトの形で発表される可能性があることを示唆した。同氏の見解では、臨界状態から実際にデータセンターや送電網に電力を供給できるようになるのは「今後数年の問題かもしれない」という。しかし、技術、規制、資本の複数の閾値を越えられるかどうかが、この新世代の原子力エネルギーの成否の鍵となることに変わりはない。