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公開番号2024067042
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-17
出願番号2022176811
出願日2022-11-03
発明の名称冷却材無し原子炉(11)による原子力直接発電装置及び原子力ガスタービン発電装置及び発電業務方法
出願人個人
代理人
主分類G21D 7/00 20060101AFI20240510BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】1種類の発電方式を造り続けて行くに連れ、最適地、最適人材、最適エネルギー、建設原材料が次第に枯渇またはコスト増になってゆく。風力発電は、日本に設置できるかどうか不透明になりそうである。従来の原発では設置できないような所にも設置できる原発を提供すること。
【解決手段】累積している軽水炉使用済核燃料を燃焼減量する。高温ガス炉の使用済核燃料に含有するプルトニウム236を有効に燃焼減量する。使用済核燃料を熱源にする。冷却材無し原子炉を使った原子力直接発電装置及び原子力ガスタービン発電装置を用いる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
使用済核燃料集合体による原子力直接発電装置であり、
使用済核燃料集合体（１０１）と、放射線検出器（３０１）を配置した冷却材無し原子炉（１１）は、原子炉容器（２１）に内蔵されており、
原子炉容器（２１）上部に数基の可燃性毒物容器（３１）を敷設し、
可燃性毒物容器（３１）は、中性子減速材に可燃性毒物を含有させた可燃性毒物球（３５）を多数個内蔵してなり、
原子炉容器（２１）側壁内面及び内側上面に多数本のステンレス製の中空管からなる可燃性毒物投入反射体（５１）を敷設し、
原子炉容器（２１）底部は上記可燃性毒物球（３５）を受ける受け皿空間（４１）となっており、
上記原子炉容器（２１）外側周辺に光電池を敷設し、
上記原子炉容器（２１）を貫通させて多数の遠赤外線光ケーブル（２１０）または多数の遠赤外線円筒棒（２２０）を敷設し、外端に光電池を敷設し、
原子炉内で発生した熱を直接電気に変換したことを特徴とする原子力直接発電装置。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
原子力ガスタービン発電装置は、原子力発熱装置とガスタービン発電装置からなり、
原子力発熱装置は請求項1の冷却材無し原子炉（１１）を内蔵した原子炉容器（２１）において、
原子炉容器（２１）を外側断熱容器（２３０）で密封し、
原子炉容器（２１）と外側断熱容器（２３０）の間隙に冷却材ガスを充満させ、
外側断熱容器（２３０）下部に低温ガス流入管（２４０）を貫通させ、外側断熱容器（２３０）上部に高温ガス流出管（２５０）を貫通させてなり、
ガスタービン発電装置は、高温ガス流出管（２５０）からの高温ガスを加圧昇温ポンプ（３１０）で加圧昇温させ、
加圧昇温ポンプ（３１０）で加圧昇温された高温高圧ガスをガスタービン（４２０）に導入し、発電機（４１０）を回転させて発電することを特徴とする原子力ガスタービン発電装置。
【請求項３】
発電装置製造の依頼者がPL法は適用しないことに同意したら製造し、
発電装置運営に対して業務上過失事故が適用され、賠償額の総額が建設費以下でる場合に発電し売電することを特徴とする発電業務方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電に係る。
続きを表示（約 7,000 文字）【背景技術】
【０００２】
エネルギー資源が問題になってきた。化石燃料は国々の思惑により、価格変動、日本が輸入できるかどうかといった輸入可能量の変動が問題になりつつある。
再生可能エネルギーは量が増えるに連れて、設置土地、修繕人員、気象・気候変動、設置地元住民の心変わりが問題になりつつある。
原子力発電は国々・設置地元住民の思惑により運転可能かどうかが問題になりつつある。最近では、外国企業が日本に売り込みだしたテロ対策設備に端を発した、テロの程度・規模をどう捉えるか。核魚雷まで考慮するのか。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
１種類の発電方式を造り続けて行くに連れ、最適地、最適人材、最適エネルギー、建設原材料が次第に枯渇またはコスト増になってゆく。１種類の発電方式での発電量は、日本の総発電量のせいぜい１０％程度だろう。例えば、光発電量は１０％、陸上風力発電量は１０％、海上風力発電量は？％、石油発電量は１０％、石炭発電量は１０％、天然ガス発電量は１０％、水力発電量は１０％、加圧水型原子力発電量は１０％、沸騰水型原子力発電量は１０％とすると、合計８０％＋αになる。残りの１０％＋αはどうするか。風力発電はGEが特許侵害で、マサツセチュ州で負けそうである。
１種類の発電方式では大学の多方面に亘る有能な人材活用も図れない。今は注目されない研究でも、将来注目されるかもしれない。こんな研究には大予算を組んではいけないが、細々と続けさせることが重要である。
再生可能エネルギーは非効率で高コストだが、投機家の喧伝により一定の割合を与えざるを得ない。米国を始めとする産油国の思惑により石油価格は乱高下するから、ささやかな対応手段として再生可能エネルギーを確保せざるを得ない。米国１強は問題があるから、電池を中国から輸入し続けることになる。産油国米国のニューヨーク州・カリフォルニア州はロシアから天然ガスを輸入しているから、日本がサハリンから天然ガスを輸入しても見逃してくれるだろう。電力料金高騰を恣意的に安くすると需要が減らないから天然ガスの価格は高止まりする。ウクライナに目途が立てば天然ガスは安くなる。
先の世界大戦でも４年間程度であり、戦後の２年間を加えても６年間程度で混乱は収まり、高騰する資源、特に、石油・天然ガスの価格は低下する。ただし、ドネツクや黒海沿岸穀倉地帯が米国の勢力内（軍事的に守られた7姉妹、穀物メジヤー）になっての話である。援助したならその見返りを取るのが米国である。米国大統領は制限付き独裁者であるが、議会は見返り無しは許さない。中国の関与があると混乱する。どんな寒冷地にも進出する中国人はいる。
（公序良俗違反につき、不掲載）500m程度の津波が発生するそうである。脅しには直ちに対抗する姿勢を示さないとつけあがる。庶民は心配しなくても大丈夫。脅されたら直ちに反撃手段のあることを言わないとつけあがる。使用済燃料爆弾システムを輸出する。核魚雷ポセイドン威力は、ヒロシマ型原爆の数万発分とも言われている先の福島沖地震よりもエネルギーは１桁程度小さいだろう。被害地域は狭い。500mの津波なら放射能は希釈されるから広島市同様1週間で闇市が立ち始める。1年も経てば経済活動は活発になる。抑止のために報復すると言い続ける必要がある。シベリア鉄道上をモスクワに向かうドローン攻撃やモスクワの地下の褐炭層に向けての貫通爆弾攻撃やウラル山脈以南の穀倉地帯に低レベル廃棄物をばら撒くとかの攻撃手段のあることを発するくらいのことは考えてしかるべきである。途中で撃墜されてもシベリア鉄道を混乱させることはできる。低レベル廃棄物を搭載したら沿線一帯が汚染する。女性によるドローン攻撃シミュレーター訓練を小規模に実施する。
石油高く、隣国同士で紛争が続く間は、日本にかまう余裕のある国はないから、スクランブル離陸はさぼって、石油代金をケチってもよさそうである。軍属の福祉を手厚くしたほうがいい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
核燃料の輸入途絶は有りうる。しかし、使用済核燃料は日本国土に累積している。
手段１は使用済核燃料集合体による原子力直接発電装置である。
使用済核燃料集合体（１０１）と、放射線検出器（３０１）を配置した冷却材無し原子炉（１１）は、原子炉容器（２１）に内蔵されている。
原子炉容器（２１）上部に数基の可燃性毒物容器（３１）を敷設する。
可燃性毒物容器（３１）は、中性子減速材に可燃性毒物を含有させた可燃性毒物球（３５）を多数個内蔵してなる。
原子炉容器（２１）側壁内面及び内側上面に多数本のステンレス製の中空管からなる可燃性毒物投入反射体（５１）を敷設する。
原子炉容器（２１）底部は上記可燃性毒物球（３５）を受ける受け皿空間（４１）となっている。
上記原子炉容器（２１）外側周辺に光電池を敷設する。
上記原子炉容器（２１）を貫通させて多数の遠赤外線光ケーブル（２１０）または多数の遠赤外線円筒棒（２２０）を敷設し、外端に光電池を敷設する。
原子炉内で発生した熱を直接電気に変換したことを特徴とする原子力直接発電装置。
中性子減速材は炭素や炭化ケイ素や劣化ホウ素炭化物である。劣化ホウ素はホウ素１０割合が、原子炉での使用により減少したホウ素である。炭素やホウ素１１に高速中性子が衝突すると中性子は低速になる。
可燃性毒物は、カドミウムやガドリニウムの金属または酸化物または、ホウ素の金属または炭化物である。中性子減速材で低速になった中性子を吸収する。そして中性子を吸収すると中性子吸収作用は非常に小さくなる。
可燃性毒物投入反射体（５１）への可燃性毒物球（３５）の投入割合を制御して核分裂反応を制御して持続させる。可燃性毒物球（３５）を投入し過ぎたら受け皿空間（４１）に落下させる。受け皿空間（４１）に落下した可燃性毒物球（３５）は、定期検査時に可燃性毒物容器（３１）に戻す。
運転終了時に定期検査作業の一貫として、可燃性毒物投入反射体（５１）から使用済の可燃性毒物球（３５）を除去するか、新規の中空管に交換する。
冷却材無し原子炉（１１）が未臨界であっても、使用済核燃料集合体（１０１）に含有せる自発中性子放射物（プルトニウム238,240,241,242等）からの自発中性子により分裂反応を持続できる。
本発明の原子炉には冷却材が無いから、核分裂で発生した高速中性子は、ウラン238（U238）を核分裂させることができる。核分裂で発生した低速中性子はU238に吸収されてプルトニウム239（Pu239）になる。Pu239は非常に核分裂し易い。これらは本原子炉が増殖炉であることを意味する。簡易再処理で次の運転ができると同時に、別の新規原子炉の核燃料を余分に生み出すことになる。
増殖炉であるから、核分裂性物質の量は運転に連れて徐々に増加する。核分裂反応が過大にならないように可燃性毒物投入反射体（５１）に可燃性毒物球（３５）を投入していく。運転が進んで核分裂破片が増加したり、核分裂性物質の量が減り始めたりすると核分裂反応が弱まる。運転が進むと投入さていた可燃性毒物の毒性も弱まるから核分裂反応が向上する。
【０００５】
廃炉原子炉底基礎部に設置すれば、核魚雷500m津波にも耐えられるだろう。
原子炉を内蔵する格納容器は、岩盤の表面を削って平らにしてから鉄筋コンクリートを固着させている。地表よりも低い。本手段の原子炉を当該鉄筋コンクリートの上に敷設すれば地震の揺れが地表に敷設した時よりも小さくなる。更に、地表よりも低いから津波への耐性がある。
低レベル廃棄物を搭載したドローンのような無人飛行機をシベリア鉄道線路に沿ってモスクワ周辺で落下させれば、モスクワ地下の泥炭層に火災が発生する。消火活動は低レベル廃棄物の放射線により妨げられる。鉄路上で落下したらシベリア鉄道は使い物にならなくなる。高射砲弾幕が張られても、砲弾の欠片が鉄路を塞ぐ。迎撃高射砲破片でモスクワ住宅地が被害を受ける。
ただし、北朝鮮を刺激しないようにする。北と米国は駆け引き中だから、変に巻き込まれかねない。
【０００６】
電気は非常に便利で、役立ちが凄い。ただ、需要と供給が瞬時にいかなる時でも成り立っていなければならない。発電と送電が常に一体でなければならないが立憲民主党により分離させられた。発電側で事故があり供給が滞っても、消費側は急には停止できない。強い権限を持っている給電指令所は発電側に危険兆候が出てもすぐに停止するのに躊躇する。
大きな兆候で人を介在させずに機械的にスクラムする場合は問題ない。しかし、中途半端でスクラムしない事象が生じた場合運転員は躊躇し、本店に上げても本店で躊躇する。事故は小さくても社会問題として大きくなるようなことがある（２F3再循環ポンプ振動）。強制的に出力低下・停止させる仕組みがないといけない。
放射線検出器（３０１）で原子炉の監視ができる。輻射温度計を原子炉内側でも外側でも設置すれば原子炉出力監視ができる。
緊急時には、可燃性毒物容器（３１）から可燃性毒物球（３５）使用済核燃料合体（１０１）周辺に落下させる。原子炉停止を確実にするため受け皿空間（４１）にまで落下させる。
放射線検出器（３０１）または輻射温度計とストップウオッチを連動させて、5分ごとに１０％ずつ出力低下させる。
【０００７】
手段２は原子力ガスタービン発電装置である。
原子力ガスタービン発電装置は、原子力発熱装置とガスタービン発電装置からなる。
原子力発熱装置は手段1の冷却材無し原子炉（１１）を内蔵した原子炉容器（２１）において以下のようにする。
原子炉容器（２１）を外側断熱容器（２３０）で密封する。
原子炉容器（２１）と外側断熱容器（２３０）の間隙に冷却材ガスを充満させる。
外側断熱容器（２３０）下部に低温ガス流入管（２４０）を貫通させ、外側断熱容器（２３０）上部に高温ガス流出管（２５０）を貫通させてなる。
ガスタービン発電装置は、高温ガス流出管（２５０）からの高温ガスを加圧昇温ポンプ（３１０）で加圧昇温させる。
加圧昇温ポンプ（３１０）で加圧昇温された高温高圧ガスをガスタービン（４２０）に導入し、発電機（４１０）を回転させて発電することを特徴とする原子力ガスタービン発電装置。
原子炉出力を柔軟に調節することができる。
【０００８】
手段３は発電業務方法である。
手段１、２の発電装置において次のようにする。
発電装置製造の依頼者がPL法は適用しないことに同意したら製造する。
依頼者の同意を得て製造した発電装置製造を使って、発電装置運営に対して業務上過失事故が適用され、賠償額の総額が建設費以下でる場合に発電し売電する発電業務方法である。
【０００９】
PL法がある限り、日本国が無制限補償を付ければ何でも売れる。日本の輸出業者は日本国政府に無制限補償を付けさせることに躍起となる。それだけでなく、万一、事故が起きて日本の製造会社が倒産しても請求書は日本政府に来る。
海外展開は、原則として現地法に基づいて現地製造する。その際、製造のために日本から部品、装置の１部を輸入するあらゆる場合、当該輸入品は現地製造社が全責任を負い、輸入元には責任がないことを国相互と会社相互の了解を取る。
善意に基づいて継続的に大量生産された餅であっても、喉に詰まらせて人を死傷させることがある。食用餅を継続的に製造するという業務でも業務上過失事故と認定されなければ、餅製造業者は製造に躊躇する。業務を続けていく意欲が損なわれない程度の罰金や科料でなければ起業しない。
タクシー会社は、社員である運転手に業務上過失事故が適用されなければ事業の継続はむずかしい。
死んだり怪我したりする当人にとって、タクシーだろうと原発だろうと関係ない。同じである。原発事故時に放射能をだすこともあるが、タクシーは通年タンサンガスや鉛を放出する。全自動車が電気自動車になると膨大な電池ゴミが出る。充電のために再生エネルギーだけでは賄いきれず化石燃料が必要だろう。７姉妹が手を打ってくるだろう。
原発会社の科料や賠償金はタクシー会社程度に、原発会社関係者の科料や賠償金はタクシー運転手・会社程度になってもいいのではないか。そうでないと、原発会社に就職しにくい、原発を買いたい気分になれないだろう。
【００１０】
原子力規制委員会はテロに対する規制を原子力発電所に実施した。テロの発生を前提として（テロ阻止は考えていないようだ）、犯人が格納容器内に侵入し難い仕組と、侵入されて原子炉を暴走させてもメルトダウンし難い設備を追加させているように見受けられる。ただ、“テロに関する安全審査指針の手引き書”が見当たらない。
池袋自動車事故でのしぶとさから脚光を浴びた旧工業技術院が、終了した時にここの職員の受け皿となったのが原子力規制委員会だったと思われる。技術者は旧原研の安全性部門からの研究者だった。
原子炉だけでなく、通常火力発電所や製鉄所や化学・躍進工場にテロ攻撃されたら人身事故や経済的損失が起きる。あらゆるものにテロに対する国会対応が必要になることを気づかせた。
テロを未然に防ぐために、テロが施設に侵入するまでの侵入経路、並びにテロ成否にかかわらず逃走するための逃走経路を抑えるのは警察である。当該施設と警察との連携がハッキリしていない。外国の関与については当該施設と自衛隊との連携がハッキリしていない。未然に察知するための情報収集としてのスパイ対応がない。
火力発電から食品まであらゆる領域で規制の実施は重要であり、横断的規制が重要になる。官邸敷地に実施機関を置くのが望ましい。そうしないと、原子力規制委員会は“規制委員会”になり全省庁の規制を統括することになる。焼け太りする。警察や公安のテロ規制部門は廃止されるか傘下になる。
原子力規制委員会課長が述べたように、規制が決まった後の事は電力会社など個々の規制を受けたところで対処することだと述べた。そうであるなら、全株式会社は自社の中に自己規制と対応部門を持つことになる。自社内審査会やAIにより、機械的に業務上過失が適用できるかを審査し懲罰（罰金額や実刑程度）を決定し、政府・行政に連絡する。余りに巨額なら倒産して損害を限定的にする。本発明の原子炉であれば1基/1社であれば倒産し易い。
当該発明の原子炉は、建設地周辺の人々を傷つけるために建設するのではない。万一事故で死傷者や風評被害が出たら、業務上過失事故であることを認めてほしい。補償額はこの程度です。認められないなら当地に建設しない。建設に先たち協定を結んでおく。
原子力規制委員会がもたらしたテロ対策の強化は、公安、警察、自衛隊の組織を拡大させることになる。将来、一寸したデモ・反対を容易に鎮圧できるようになる。自由を標榜するリベラルらしい立憲民主党が作った原子力規制委員会だから、統制社会に進む。
司法の持つ公的資料の保存・閲覧可能センターを、中小企業、立法、行政が管理することが望ましい。特に、何を言いだすか分からない地方裁判での記録、裁判官、判事の履歴、彼ら親戚縁者の履歴、彼らのマスコミ報道の履歴を知らないと不安である。不満ながら入省した者、入省後に躓いたもの等とんでもないことを言い出しかねない。選挙で選ばれた分けでなく、独立色の強い彼らを抑止する手だてがない。記録を無断で単独で焼却しだした。ナチス時代に、本を焼く者はそのうち人を焼くと恐れられたらしい。フランス革命では司法が活躍した。地球よりも重い人間を合法的に殺せるのは司法だけである。
禁酒法時代では、政界・財界・行政・司法が報道や宗教や闇の力と結託して裁判を左右した。FBIが登場した。隣人の相互監視も重要だったろう。司法の中にも職場で不満を持つものはいるから、全ての裁判が公平に裁かれるとは限らない。
司法に意義を言えるのは裁判員裁判のようなものだろう。弁護士程度ではなんかの時に個人的裁判になった時何らかの復讐を恐れる。
本発明の原子炉で漁業風評被害補償を言い立てられたら、電事連などと一緒に、全国魚類の1/3を毎日買う。品薄になる。独占販売に近い。値上がりして実質被害は出ない。余ったら有機肥料・養殖魚餌としていうる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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