hal-1) (HALEU) HALEUって？

（かなり長いページです！）
2023年10月

最近、アメリカがHALEUの自国製造に
注力、ロシアによるHALEU独占を克服
しようと努めている ・・・
そんな報道を見かけますよね。

無論、現時点ではロシアの収入源と
なっているHALEUをそのままには、
できません。
ですが、HALEUにはproliferation
risksとの関連で深刻な問題が伴い
ます。
で、日本語メディアの報道内容を
見ていると、その肝心の
proliferation risksに関する説明が
少ないのですよ。

そこで、このページ シリーズ hal-x)
では、HALEUに関する問題点を取り上げ
ます。
まず本ページでは、
・ そもそもHALEUって？
・ ウラニウムの値段なんか、
上がったって ・・・
・ ロシアのHALEU市場独占とは？
を取り上げます。

続くhal-2) では、
・ HALEUのproliferation risks
を説明しますね。

そもそもHALEUって？

LEU (Low Enriched Uranium、低濃縮
ウラニウム）の一種ではあるのだけど、
軽水炉の燃料にするLEU（多くは
3－5％）よりも高濃縮であるものを
いいます。

なお、
・ ウラニウムにはU-238、U-235、U-233
などなどの各種同位体があり、U-238
などは核分裂を起こしにくい。一方、
235や233は「分裂性」である。
・ そのため、原子炉内で核分裂を
起こす「核燃料」にするには、235
などがほしい。
・ ところが、天然のU鉱石中のUは
ほとんど238で、235は0.7%程度しか
含まれていない。
・ そこで、U鉱石を製錬したうえで
U-235の比率を高める処理を行い、
これをU濃縮と呼んでいる。従来の
軽水炉用には通常、3-5%程度まで
濃縮を行う。
・ 核兵器用には、90％以上にまで
濃縮を行う必要がある。

・・・といった点は、「やかんを
のせたら～～」の読者の皆様なら
既にご存じのことであると想定
しております。

L(;; > O<) 」私、そんなこと知らない
わよ！
とおっしゃる方は、「やかんをのせ
たら～～」よりも、まず入門者向けの
ウェブサイトや書籍を探して、基本
からお学びになることをお勧めします。

「やかんをのせたら～～」でそうした
基礎事項の説明をその都度記して
いたら、多くのページが今の倍以上に
膨れ上がってしまいます！　そのため、
上記のような基礎事項は既に学んで
おられる方々を、想定読者にして
おります。

HALEUなんて、何に使うの？？

一部のSMRなど新型炉で使います。
その種のSMRだと、
原子炉を小型にして、大事故などは発生
しにくくした ⇒ でも、発電量はできる
だけ大きくしたい ⇒ なら、核燃料の
濃縮度（U-235の比率）を上げれば、
発熱量が多くなり、それだけ多く
発電できる ⇒ 核燃料をHALEUにしよう
という論理
だと、すぐにお察しいただけ
ますよね。

でも、原子炉自体が小型でも、HALEUを
使って発熱量を増やしたら、事故安全性
に影響はないのでしょうかねえ？？
この問題、ネットであれこれ探したの
ですが、原子炉技術者や専門家による
論考が見当たりません。（2023年9月
末現在）
今後の課題として、調べ続けますね。

ウラニウムの値段なんか、
上がったって ・・・

上の黒いメニュー（項目は基本的に
アルファベット順）にあるページ s-0)
などで、私は「ウラニウム価格だって、
世界情勢や市場動向に応じて変動する」
と申しました。
だから、「石油や天然ガス価格が
上がって電気料金が高騰している ⇒
原発再稼働しろ」という現時点で日本の
巷にはびこっている主張は、おかしいと。
エネルギーのセキュリティを本気で
求めるなら、再生可能エネルギーと蓄電
とを進めてエネルギーの地産地消を
目指すべきだ、と。（付録 w-14) 参照）

それに対する反論として、すぐに考え
られるのは：
「いや、原発はコスト中での燃料費の
比率が極めて小さく、大まかに5％程度
なので、ウラン価格による電気料金の
影響は小さい」
というものでしょう。

でも：
★ 今回のニジェール産Uのような
「とんでもない大幅値上げ（価格
正常化）」のような場合、
さすがに原発からの電気料金にも
影響が出ないわけでは、
ありますまい。
★ そもそも「燃料費比率が小さい」
のは、原発の燃料以外のコストが巨大
だからです。
★ 言うまでもなく、ウラニウムは強度に
戦略的物資です。価格だけが問題なの
ではなく、その他世界情勢や軍事的動向
などが大きく影響します。（その実例と
して、現在アメリカがHALEUの自国内
製造を目指しております ― 詳しくは、
この下を）

ロシアによるHALEU市場独占

これについては、Third Wayという
ワシントンDCに本拠を置く公共政策
などを専門とするシンクタンクの
ウェブサイトより、2022年4月6日
発表の記事を抜粋・日本語化して紹介
します。
原文を読みたい方は、
Developing Domestic HALEU Supply Spells Freedom from Russian Dependency – Third Way
をどうぞ。

では、私の日本語化で。
＜　＞ 内は、私からの補足説明です。
**********************

・・・ 冒頭の要約は省略 ・・・

HALEUを国内で製造する能力を築き
上げることで、アメリカはロシアの
HALEU依存をやめて自立し、国内の
核燃料産業にエネルギー エコノミー
という急成長中の世界市場で競争力を
つけさせることができる。ロシアに
代わる供給元として信頼を得ることが
できるのだ。さらにこれは、
核エネルギーにおけるアメリカの世界
での指導力を再度確立し、気候変動対策
やクリーン エネルギー、国家安全保障、
経済の各面での目標達成にも役立つ。

2020年のEnergy Act ＜エネルギー法＞
により、アメリカのエネルギー省
（DOE) では Advanced Nuclear Fuel
Availability Program ＜先端核燃料
供給性プログラム＞ を設けた。この
プログラムは商用HALEUのサプライ
チェーンの国内構築を目指すもので、
特にウラニウム濃縮能力の向上を目指
している。昨今のウクライナ情勢から、
プログラムへの予算増強と速やかな
前進とは、必須となっている。

国内でのHALEU製造の各種選択肢を
進める必要性の拡大

下記の各種検討事項からも、HALEU
核燃料の代替源を迅速に開発し投資
することの重要性が増しつつある。

気候変動

核エネルギーは既に ＜炭素の＞ 排出の
ない発電方法の過半数を占めており、
新型原子炉はクリーンで安定した
エネルギーを供給してくれる技術として
極めて有望だ。新型原子炉はパッシヴ
セーフティー ＜上の黒いメニューに
ある ページ s-2) で、中ほどにある
「憂慮する科学者同盟の報告書に
戻って、・・・」以下を参照＞ 性能
が強化され、当初の資本投資も小さく
最終用途や応用の幅にも柔軟性が高い。
しかもその生み出す電力は迅速に
スケーリングができ、地球規模の気候
変動に対処するための増大する一方の
課題に活用できる。だが、そうした
新型炉の核燃料も、その供給元が
＜従来のように＞ ロシアだけという
のでは、気候変動へのソリューション
として広く実用化するには、あまり
にも不適当となってしまう。

エネルギー安全保障

アメリカでは、新型原子炉の第1号は
今後数年以内に電力供給を始める見込み
だ。新型原子炉の潜在力や重要な利点の
ため、国を挙げて関心が高まっている。
だが、どのような新型炉であれ、その
核燃料をロシアだけに依存しているよう
では、ロシアの攻撃的で権威主義的な
政権の気まぐれに振り回されてしまい、
持ちこたえられない。HALEU製造用の
インフラストラクチャー建設を進める
ことで、アメリカの新型炉用核燃料
供給源を確保できるとともに、国外でも
新型炉を稼働させる同盟諸国に対し
核燃料供給の重要な経路を打ち立てる
ことができる。さらに、それにより
アメリカの核燃料産業全体が強化され、
現在稼働中の軽水炉用の低濃縮
ウラニウム（LEU) 供給をもさらに
確かなものにできる。いかんせん、
現在のところアメリカアにある原子炉が
使用している核燃料も、そのおよそ
20％はロシアで濃縮したものなのだ。

経済や雇用への影響 

一部の推定によれば、商用HALEU濃縮
施設を1か所建設すれば、直接的な
建築業界や製造業界には数百人、場合に
よっては数千人分の雇用が創出され、
さらに間接的な関連業界にもそれ以上の
雇用が生まれる。一例として、連邦政府
の支出によるHALEU 実証プログラムでは
アメリカ国内で200人分の雇用を支えた。
さらに商用規模の濃縮工場であれば
おそらく、さらに多数の雇用を創出
できよう。その一環として、施設の稼働
やメインテナンスでは、立地地域に
恒久的で高報酬の仕事を供給できる。

国内のHALEU産業からはさらに大きな
経済・雇用面での好影響があり、それは
アメリカの新型原子炉産業の交流による
ものだ。信頼できるHALEU供給が
なければ、この新産業は深刻な制約を
受けてしまう。たとえば、石炭発電業界
は衰えつつあるが、それに代わる経済の
生命線として新型原子炉への関心が
高まりつつある。それは、石炭とは違い
炭素排出がないというだけではなく、
既存の労働者の多くを活用しながら、
さらに石炭火力よりも報酬の良い職を
多数創出できるためだ。

ヨーロッパのエネルギー主権の強化

ヨーロッパはロシアの化石燃料に大きく
依存しており、特にロシアの天然ガスが
なければ、エネルギー需要に対応
しにくい。ロシアがウクライナを侵略
したことを受け、ヨーロッパ諸国政府は
それぞれ自国の長期的なエネルギー戦略
を公に再検討するようになった。化石
燃料以外の代替エネルギーへの関心が
高まっている。この署名入り記事欄に
先日掲載されたアメリカのArsenal of
Clean Energy ＜クリーン エネルギー
の装備＞ でも主張があったが、
アメリカはヨーロッパの同盟諸国の
短期的なエネルギー課題と長期的な
課題の両方に対し、アメリカは対処
しやすい立場にいる。

アメリカの新型原子炉は国立研究所
での何十年にも及ぶ研究開発と技術
革新の成果であり、国際的な注目を
集めており、アメリカが実現しうる
大規模なエネルギー ソリューション
の重要な一部だ。だが、アメリカの
新型原子炉向けの核燃料を確保する
ことが、パートナー諸国のエネルギー
セキュリティ確保には不可欠だ。

ヨーロッパ諸国はすでに、ロシア産の
軽水炉用核燃料に代わる核燃料を
アメリカに求めている。ヨーロッパの
数か国はロシアからの核燃料輸入に
全面的に依存しており、それに代わる
核燃料手配を求めてアメリカの核燃料
企業にアプローチしている。HALEU
プログラムで開発するインフラ
ストラクチャーがあれば、アメリカは
より広範で競争力の強い各種核燃料
サービスを国際市場に提供しうる。

輸出競争力

新型原子炉への需要は増大する見込みで
しかもヨーロッパだけではなく全世界的
な増大が予想されている。さらに
ウクライナ戦争がエネルギー事情に
及ぼしている影響は、東ヨーロッパを
超えて広がっている。新型原子炉を
輸出し,その輸出先に核燃料を確実に
供給できる能力があれば、急成長中
の世界市場でのアメリカの競争力を
強化できる。特に、ロシアや中国に
対してだ。これら両国は包括的な
核燃料のサプライチェーンを有して
おり、原発輸出に核燃料供給の保証を
組み合わせることもできる。

国家安全保障

核燃料を確実に供給できる能力が
あれば、アメリカの核燃料産業の競争力
が高まるだけでなく、他国が核兵器に
つながりやすい核燃料サイクルの開発を
行おうとする動機を失うため、アメリカ
の国家安全保障や核拡散防止といった
目標にも貢献できる。アメリカをHALEU
の主要供給国にするための歩を進める
ことで、HALEUの製造や輸送、使用に
関する故草合基準を設けるうえで
アメリカが指導力を握り、（ロシア
などの）他国にこの指導的立場を譲る
ことはなくなる。

HALEUプログラムの実施

＜アメリカエネルギー省＞ DOE は
2021年12月、HALEU Availability
Program ＜HALEU供給性プログラム＞
に関する情報開示請求 ＜Request for
Information (RFI)＞を発行、この
プログラムの実施に関する問題点や
疑問に対する関係各社のフィード
バックを求めた。このRFIへの返答と
して、Third Way ＜ワシントンDCに
本拠を置くシンクタンク＞ はDOEに対し
市民の意見を効率的に抽出すること、
プログラム実施のための戦略を打ち
立てること、速やかにこのプログラム用
の資金獲得機会や提案・要請を募ること、
を勧めている。

Third Way はさらに、「普通預金タイプ」
のHALEUバンクの設立を強く訴えている。
このバンクでDOEは充分な量のHALEUを
調達するよう努め、それにより
ウラニウム濃縮業者にHALEU製造能力の
拡大投資を行うよう刺激を与える。この
バンクに蓄積した HALEU によりDOEは
HALEUの供給が中断した場合にも供給を
継続でき、長期的な供給と利用性の信頼
を高めることができる。このバンクが
あれば濃縮企業と新型炉企業の間での
直接契約が進み、さらにHALEUの供給は
厳格な条件下でのみ行われるので、
市場のかく乱要因を最小化できるため、
商業市場の発展が加速化される。
Third Way ではこのHALEUバンクという
アプローチを強調してはいるが、
たとえばHALEU用インフラ
ストラクチャーのコストを連邦政府が
シェアするといった、その他の可能性も
排除してはいない。

現段階では、HALEUプログラムには最高
レベルの資金拠出を行うことが不可欠
だ。これは、次の理由による。

• プログラムの選択肢：HALEU
  バンクというアプローチには納得
  できる利点があるが、資金に制約がある
  ためDOEが現実的にどのような選択肢を
  実施できるかには、限界がある。その
  ため、巨額資金を確実に得られるとは
  限らないので、HALEUプログラムのため
  の詳細な戦略的計画と行動の順序を
  DOEが定めるうえでの課題となる。
• 複数の供給業者：複数の
  HALEU供給企業の発展をサポートできる
  だけの充分な資金を確保することが
  不可欠だ。そうでないと、1社が機能
  不全に陥ると全体が機能できなくなって
  しまう。現在、ロシアがもたらしている
  問題も、まさにその実例だ。また複数の
  サプライヤーがいることで、市場での
  競争も発展、コスト削減やその他の
  経済的利点にもつながる。
• プログラムの前進：2022年
  会計年度、包括法案によりこのHALEU
  プログラムには4,500万ドルの拠出が
  認められた。これは確かに、2020年の
  エネルギー法で認められていた当初の
  金額よりは増加しているのだが、それ
  でもこの金額ではDOEはさらに資金
  拠出を行いその他のHALEUプログラム
  の活動を進めるだけの充分な策を実施
  できない。

緊急のニーズへの対応

ロシアのウクライナ侵略からも、短期的
なHALEU供給の課題が浮かび上がって
いる。この問題にも、対処が必要だ。
仮にアメリカ国内のHALEUサプライ
チェーン構築が順調に進んだとしても、
今回のロシアの侵略により突如、
Advanced Reactor Demonstration
Program (＜新型原子炉実証
プログラム＞ ARDP) のPathway 1
（第1経路） の実証のための最初の
中核部分に必要となる20トンのHALEU
調達が困難になっている。

ロシアはかつて、この当初に必要と
なる燃料供給での選択肢の1つと
見なされていた。（2020年の
エネルギー法では、Russian
Suspension Agreement ＜ロシア取引の
一時停止合意＞ の下での例外措置と
して認められていた）　今となっては、
ロシアというドアは実質的に閉ざされて
いる。ARDPの実証プログラム2件は
いずれも、2027年から28年にかけて
開始することが目標となっている。
つまり、それらプロジェクトを担当
するX-energy 社と TerraPower は
最初のHALEU納品をそれぞれ2024年
／2025年までに受け取る必要がある
のだ。この期限に間に合うように濃縮
施設が稼働を始めるとは想定できない。
核燃料サイクルのサプライチェーンに
しっかりと投資をすれば、これでも
対応は可能だ。いずれにせよ、新型
原子炉の商業化を長期的に進めるには
こうした投資が必要となる。

最初のARDPプロジェクトをタイムリー
かつ確実に完了させるため、官民両方の
関係者たちが従来にはなかったHALEU
供給経路の検討を行っている。たとえば
ダウンブレンド ＜希釈＞ である。
これは、連邦政府の有する高濃縮
ウラニウム（HEU) に天然ウラニウム
なりLEUなりを混ぜて薄めるという
処理で、これなら短期間で必要となる
HALEUを用意して暫定的に使用できる。
ダウンブレンドという選択肢の実現性を
判断したうえで、さらに予算を追加して
実行に移すのである。ただし、実行する
ダウンブレンドの方策では、自国内に
HALEU濃縮施設やその他のHALEU用
インフラストラクチャーを建設すると
いう本来の目的のためのリソースを
転用してはならない。

議会が動かねば

国内の商用HALEU市場を発展させる
ことは、既に何年も焦眉の急であり続け
ている。昨今のロシアの暴挙のため、
この緊急性はますます強まっている。
現状の資金レベルでは、HALEU
プログラムの最終的な目標を達成する
ために必要となる金額に到達するには、
何十年かを要する。だが、そんな悠長な
ことをしている余裕など、ないのだ。

アメリカ議会は、HALEUプログラムが
予定よりも早く目的を達成できるよう、
意を決して資金拠出を迅速かつ積極的に
行う決断をせねばならない。Third Way
では、議会が2023会計年度に3億ドル
以上をHALEUプログラムに割り当てる
ことを推奨する。 この重要な頭金に
よりアメリカは、国内でのHALEU用
インフラストラクチャー開発を軌道に
乗せ、最初のARDP実証プログラムに
必要な当初の核燃料を製造するダウン
ブレンド活動もタイムリーにサポート
できる。そのうえで、それ以降の各会計
年度にもかなりの投資の追加が必要と
なる。だが、2023会計年度にどのような
形であれ充分な金額をこのプログラムに
出資しておけば、プログラムは勢いを
短期間で付け、必要なマイルストーンを
スケジュール通りに実現していける。
*****************************

お分かりの通り、「HALEU推進」の立場
からの主張でしたね。
でも、ロシアが現時点ではHALEU市場を
独占しているという事実は、お分かり
いただけたと思います。

要するに、
1) HALEU市場は現時点ではロシアが
独占している
2) 今回のウクライナ侵略のような事態
に備え、アメリカはHALEU製造を自国で
できるようにするべきだ
3) そうすれば、HALEU関連の産業を振興
できる
4) proliferationについては、「他国が
核兵器につながりやすい核燃料サイクル
の開発を行おうとする動機を失うため、
アメリカの国家安全保障や核拡散防止と
いった目標にも貢献できる」

2) については、私の立場からだと、
ソモソモHALEUというproliferation
risksの高い代物を必要としている
こと自体が問題です！
電力のことだけ考えるなら、再生可能
エネルギーに注力しても「地産地消」
できます。
太陽や風は、ロシアにもどこにも頼る
必要はありませんから。
じゃあ、なぜHALEUを？？ 結局、
核兵器が浮かび上がりますよね。
3) も、再生エネルギーに注力しても、
やはり該当する産業や関連各種産業を
振興できます。
4) は、根拠希薄な屁理屈に聞こえます。
アメリカがHALEUを自国製造して輸出
すれば、「他国が核兵器につながり
やすい核燃料サイクルの開発を行おう
とする動機を失う」などと、何の根拠が
あるのでしょうかねえ？？
現に、日本は既にアメリカから原子炉を
導入、ウラニウムもすべて輸入に頼って
いる現状ですが、核燃料再処理を進め
ようと（六ケ所村、FBR) 固執してます
よね。