AI時代の小型モジュール炉と発電の課題。

(ダン・トリ新聞) - 小型モジュール炉とは何か？そして、なぜそれが増大し続ける電力需要を満たす解決策として考えられるのか？この記事では、この問題を解明します。

データセンターの世界的な電力消費量は、特に人工知能（AI）アプリケーションの需要増加を背景に、これまでの多くの予測をはるかに上回る急速なペースで増加しています。そのため、データセンターは、増大し続けるクエリと計算需要に対応するために、インフラストラクチャと処理能力を継続的にアップグレードする必要に迫られています。

統計によると、2024年のデータセンターの電力消費量は約415テラワット時（TWh）で、これは世界の総電力消費量の約1.5%に相当します。この電力量は2030年まで年平均15%で増加すると予測されており、これは他のセクターの電力需要の伸び率の約4倍に相当します。

小型モジュール炉を使用する原子力発電所は、増え続けるエネルギー需要を満たす解決策として見られている（写真：IAEA）。

米国では、テクノロジー企業が AI 競争を促進するために大規模なデータセンターの建設を計画しており、そのためには電力需要を満たすと同時に環境保護のために二酸化炭素排出ゼロを確保するための安定したソリューションを見つける必要があります。

小型モジュール炉（SMR）原子力発電所は、その利点により、最も広く使用されているソリューションの 1 つと考えられています。

国際原子力機関（IAEA）によると、現在世界中で80以上のSMRの設計と構想が開発中であり、その大半はまだ初期段階にあるが、近い将来に実用化が可能になると考えられているものもいくつかある。

SMR とは何ですか? どのように機能しますか?

フロリダ大学応用研究センター（米国）に勤務するレオネル・ラゴス氏は、SMRは従来の大規模原子炉とマイクロリアクターの中間的な位置にあると述べた。

従来の原子力発電所、SMR、小型原子炉のサイズと容量の比較（画像：IAEA）。

従来の原子力発電所は700MW以上の発電能力を持ち、広大な敷地に建設され、原子炉の炉心は最大10メートルの高さに達します。一方、小型原子炉は輸送コンテナに収まるほど小型で、10～20MWの発電能力があり、サッカー場ほどの広さの土地に建設可能です。

SMRはこれら2種類の原子炉の間に位置し、炉心の直径は約3メートル、高さは6メートルで、約20ヘクタールの敷地に建設され、約300MWの発電能力を持つ。

SMR は、重原子を核分裂させて熱を発生させ、その熱を水、液体金属、溶融塩などの物質に伝達して蒸気を作り、その蒸気でタービンを回転させて発電します。

SMR 開発者は、自然の物理的原理に基づいて動作する受動的な安全機能も組み込んでおり、人間の介入なしに反応を自動的に停止し、放射能漏れのリスクや重大性を大幅に軽減します。

SMRは従来の原子炉に比べて核物質の含有量が少なく、発生する熱も少ないため、事故や放射線漏れのリスクが低くなります。

組み立て可能なモジュール式コンポーネントを備えた小型モジュール原子炉を使用した原子力発電所のモデル (画像: NuScale)。

SMRの利点

SMRは、送電網が整備されていない地域、遠隔地の工業地帯、あるいは原子力エネルギーの利用を始めたばかりの国向けに設計されています。従来の原子力発電所よりもはるかに早く、わずか2～3年で建設・稼働を開始できます。

SMRは小型であるため、工場でモジュール状に製造し、トラック、鉄道、船舶で設置場所まで輸送することができます。SMRの最大の利点は小型であることで、従来の原子力発電所の建設には適さない場所に設置することができます。

MSRのモジュール設計により、複数のモジュールを追加することで、必要に応じて段階的に容量を拡張することが可能です。これにより、初期投資コストの削減と建設期間の短縮にも貢献します。

中国では小型モジュール炉技術を採用した原子力発電所が建設中だ（写真：興華社）。

SMRは従来の原子力発電所よりも燃料交換サイクルが長く、通常は1～2年ではなく3～7年ごとです。一部のSMR設計では、燃料交換なしで最大30年間稼働することも可能です。

国際原子力機関（IAEA）によれば、原子力は発電時に炭素を排出しないクリーンなエネルギー源とみなされており、気候変動対策に重要な役割を果たしている。

現在、30か国が原子力発電所を稼働させており、さらに20か国以上が増大する電力需要を満たすために原子力エネルギーの利用を検討しており、多くの国にとってSMR（太陽磁気再生エネルギー）が適切な解決策として評価されています。

世界初の小型モジュール炉（SMR）原子力発電所であるアカデミック・ロモノーソフ（ロシア・チュクチ半島）は、2020年5月に35MWの発電容量で商業運転を開始しました。現在、アルゼンチン、カナダ、中国、韓国、米国では、他の多くのSMRプロジェクトが建設中または認可段階にあります。

出典: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/lo-phan-ung-mo-dun-nho-va-bai-toan-dien-nang-trong-ky-nguyen-ai-20251212040847937.htm