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原子力発電: 賛成か反対か？

原子力ほど意見が分かれる話題はあまりありません。核分裂が化石燃料を燃やさずにどう電気をつくるのか、安定した出力が再生可能エネルギーとどう組み合わせて役立つのか、そして事故や廃棄物について歴史から何がわかるのかを解説します。コストや建設にかかる時間、長期的な廃棄物の保管、そして小型モジュール炉（SMR）のような新しい設計が次にどこで使われる可能性があるのかも見ます。原子力で動くコンテナ船からデータセンターまで。

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排出削減効果速さコスト成熟度自然

3.2総合

この解決策の評価

  • 排出削減効果5 / 5天気に左右されず供給される、大規模で安定した低炭素電力。
  • 速さ2 / 5新しい発電所が稼働するまでには、10年以上かかることが多い。
  • コスト2 / 5初期費用が非常に高く、予算超過も長年続いている。
  • 成熟度5 / 5世界で何十年も使われてきた成熟した技術で、小型炉も開発が進んでいる。
  • 自然2 / 5必要な土地はごくわずかだが、ウラン採掘、放射性廃棄物、水の使用は問題。

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クイズ

質問 1 / 10

紀元前430年ごろ、最初に原子の考えを思いついたのは誰ですか？

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書き起こし

原子は取るに足らないように見えるかもしれませんが、この小さな構成要素には、とてつもないエネルギーの可能性があります。地球を台無しにせずに電気を使い続けるという、人類最大級の課題への答えになるかもしれないのです。

問題は、原子力を使いこなすのは少しやっかいで、間違えると大変なことになる点です。原子力発電のすごさを見ていきましょう。

人間は文字どおり原子でできていますが、その存在が知られたのは、古代ギリシャの哲学者レウキッポスとデモクリトスが紀元前430年ごろにこの考えを打ち出してからでした [1,2,3]。でも証拠がなかったので、ほとんどの人は気に留めませんでした。

1900年代にはついに原子の存在が証明され [4,5,6]、1938年、ドイツの名コンビオットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンは、見落とされがちなリーゼ・マイトナーの助けも借りて、原子を分裂させて莫大なエネルギーを取り出す方法を見つけました - これが核分裂と呼ばれる過程です [7,8,9]。

当然、人類が最初に作ったのは爆弾でした [10]。でもその後、誰かが原子力はトースターやテレビ、卓上ランプにも電気を送れると気づき、原子力発電が生まれました [11,12]。

でも、原子力はいったいどうやって取り出すのでしょう？

まず、適した種類の原子が必要です。不安定なため、ウラン235のような重い放射性原子は最も分裂させやすいのです [13,14,15]。

それを燃料棒に詰め、原子炉に入れ、中性子という原子より小さな粒子をぶつけると、原子を無理やり割ることができ、さらに多くの中性子が放出されます - 原子のドミノ倒しのように、それがほかのウラン原子にぶつかり、連鎖反応を起こすのです。

これで熱が生まれ、水が蒸気になり、タービンを回して発電します。何も燃やさず、炭素も排出しません [16-19]。

石炭1キログラムと比べると、ウラン1キログラムは15万倍以上のエネルギーを生み出します [20,21,22]。しかもウランは地球にかなり普通にあるので [23,24,25]、この低炭素エネルギー源は何世紀も使えるかもしれません [26]。

化石燃料の代わりになることで、過去50年間に約700億トンの二酸化炭素排出をすでに防いできました [27]…これは日本やインドがこれまでに出したCO2よりも多い量です [28]。

でも最大の強みは、ずっと安定して使えることかもしれません。つまり、風力と太陽光が抱える最大の課題、出力が安定しない問題を解決できるかもしれないのです。風力と太陽光は天気次第なので、必要なときにいつも電気を出せるわけではありません [29-32]。

だから、曇って風もない日に使えるほどの風力・太陽光エネルギーを貯める方法が見つかるまでは [33]、原子力は化石燃料への依存を減らす、安定したベースロード電源として大切かもしれません。すでに世界の発電量の9% [34-37]を占めています。

では、なぜ人類はもっと使わないのでしょう？

誰もが気にしている大問題に触れましょう: スリーマイル島 [38,39]、チェルノブイリ [40,41]、福島 [42,43]。こうした原発事故は、PR的にはまったく良くありませんでした - どれも原子炉の炉心を冷やせなかったことと、人為的ミスが関わっていました。

炉心が熱くなりすぎるとメルトダウンを起こし [44,45,46]、何十年も残る危険なレベルの放射線を放出することがあります… [47-50] そしてもうひとつの大きな欠点、放射性廃棄物の話です！

ウラン原子が分裂すると、エネルギーを出すだけでなく、セシウム137やストロンチウム90のように何十年も残る非常に放射性の強い核分裂生成物を作り、何千年も放射能を保つ使用済み核燃料も残します [51,52,53]。

放射性廃棄物は再処理してプルトニウムを取り出し、核兵器を作ることもできます。そのため、爆弾を作れる国が増えるほど、核拡散のリスクも生まれます [54,55,56]。

それにコストの問題もあります。大型原子力発電所は建設に時間もお金もかかり [57,58,59]、完成まで何十年もかかり、数百億ドルかかることもあります [60,61,62] - 風力、太陽光、さらには化石燃料よりずっと高いのです。

さらに悪いことに、新しい発電所の建設費はここ数十年で高くなっている一方、風力や太陽光のような電源はかなり安くなっています [63,64,65]。

では、なぜ人類はわざわざ原子力発電を使うのでしょう？

意外にも、原子力発電は実は化石燃料よりずっと安全です。化石燃料は有毒な大気汚染をまき散らし、毎年何百万人もの命を奪っています [65-71] - 原子力発電がその歴史全体で奪った命より、はるかに多いのです！ [72-81]。

実際、原子力発電は太陽光に次いで2番目に安全なエネルギー源です [82,83]。

では、放射性廃棄物の問題はどうでしょう？これまで人類は、大きなコンクリート容器に保管したり [84]、漏れを防ぐため地下の保管施設に埋めたりしてきました [85,86]。

何千年も安全に廃棄物を保管できる可能性がある深地層処分場 [87,88,89] が、フィンランド、スウェーデン、フランスで地下に建設されています。だから廃棄物は課題ではあるものの、乗り越えられますし、生まれる廃棄物の量は発電量に比べれば小さいのです [90]。

あのやっかいなプルトニウムはどうでしょう？今では現代の原子炉の廃棄物から兵器級の物質を取り出すのはとても難しく、悪さをする余地はほとんどありません！ [91,92]。

残る最後の問題は、コストです。発電所は建設費が高いものの、いったん動き出せば通常60～80年は比較的安く稼働します [93,94,95] - 寿命が20～30年しかない風力・太陽光設備よりずっと長いのです [96,97,98]。原子力発電所は既存の送電網にそのままつなげられますが、風力と太陽光は出力が安定しないため、蓄電や送電の強化が必要です [34,35,99,100]。

溶融塩炉のような先進的な原子炉設計は、安全性と効率をさらに高められます。液体燃料を使うことで、より低い圧力で高い熱効率で動かせます。フェイルセーフの仕組みも優れています: 燃料が熱くなりすぎると栓が溶け、燃料は自動的に流れ出して冷えます。悲劇は回避！ [101-106]

建設現場以外の工場でつくられる小型モジュール炉にも期待が高まっていて、初期費用を下げ、建設も早められるかもしれません [107-110]。テック大手はすでに、データセンターの電源として使うことを検討しています [111,112,113]。海運会社も、未来のコンテナ船を動かすために検討しています [114-118]。

では、肝心の問いです: 人類は原子力を使うべきでしょうか？まあ、完璧なエネルギー源はなく、核分裂にももちろん欠点があります。主に高価で、建設に何十年もかかることです。

一方で、風力・太陽光発電所は設置がより早く、より安いです [119,120,121]。そしてそのコスト - 蓄電池のコストも含めて - は急速に下がっていて [122,123,124]、これから数十年も下がり続けるはずです [125-128]。

新しい原子力発電所やモジュール炉が稼働するころには、より進みの速い風力や太陽光のような技術が、蓄電池に支えられてすでに主役になっているかもしれません [125-131]。そうなると原子力は…まあ、ちょっと出遅れた感じになるかもしれません。

でも今のところ、原子力発電は、低炭素で安全かつ信頼できる電力をずっと供給できる数少ない選択肢のひとつです。だから人類が本気で炭素を減らすなら [132]、少なくとも既存の原子力発電所を動かし続けることは、賢いリスク管理であるだけでなく - 必要不可欠です。

新しい原子力技術が間に合ううちに採算が合うようになるのか、それともエネルギー貯蔵技術が再生可能エネルギーを定番の答えにするのか、ひとつだけは明らかです…競争はもう始まっています！

専門アドバイザー

ご協力いただいた皆さまに感謝します

Prof. Ian Farnan

ケンブリッジ大学

ケンブリッジ原子力エネルギーセンター

Dr. Nathaniel Read

ケンブリッジ大学

工学部

Prof. Simon Middleburgh

バンガー大学

原子力未来研究所

Prof. James Marrow

オックスフォード大学マンスフィールド・カレッジ

材料学部

関連動画

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課題と経済性 - フランスとドイツの状況

関連資料

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原子炉の概要

歴史

欠点と解決策

革新

参考文献

ここで紹介しているリンク先はすべて英語です。

  1. [1] 原子論の小史: デモクリトスからボーアまで | Nature
  2. [2] 原子 - 発展、理論、構造 | Britannica
  3. [3] 古代の原子論 | Stanford Encyclopedia of Philosophy
  4. [4] 原子: 発見 | Block by Block: The Historical and Theoretical Foundations of Thermodynamics（「参考メモ*」を参照）
  5. [5] 原子 | Matter: A Very Short Introduction（「参考メモ*」を参照）
  6. [6] 原子理論100年 | Science（「参考メモ*」を参照）
  7. [7] リーゼ・マイトナー: 物理学者としての人生 | California Studies in the History of Science（「参考メモ*」を参照）
  8. [8] 核分裂の発見 | Max Planck Institute for Chemistry（「参考メモ*」を参照）
  9. [9] 先駆的な原子力科学: 核分裂の発見 | IAEA（「参考メモ*」を参照）
  10. [10] いま明かされる: マンハッタン計画の物語 - レスリー・R・グローヴス将軍
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  12. [12] 原子力発電の歴史 | The Grainger College of Engineering | University of Illinois Urbana-Champaign
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  15. [15] ウラン-235 (U-235) | 定義、用途、半減期、事実 | Britannica
  16. [16] 原子力101: 原子炉はどう動く？ | US Department of Energy
  17. [17] 原子力の基本 | World Nuclear Association
  18. [18] 原子炉のしくみ | NEI
  19. [19] 原子力発電用原子炉 | World Nuclear Association
  20. [20] 地球上のエネルギー源 | The Sun, Energy, and Climate Change（「参考メモ*」を参照）
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  22. [22] ウラン革命 | Atha Energy（「参考メモ*」を参照）
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  27. [27] 原子力発電 | IEA
  28. [28] 世界のCO2排出に最も貢献したのは誰？ | Our World in Data
  29. [29] 気候変数の時空間的変動と断続的な再生可能電力生産 - レビュー | Renewable and Sustainable Energy Reviews
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  60. [60] EDFがさらなる遅れを予想、Hinkley Point Cは予算を280億ポンド超える可能性 | News | The Chemical Engineer（「参考メモ*」を参照）
  61. [61] 英国の原発に新たな数年単位の遅れ、費用は最大460億ポンドの可能性 | Financial Times（「参考メモ*」を参照）
  62. [62] エジプト初の原子力発電所、El Dabaa Nuclear Power Plant | Power Technology（「参考メモ*」を参照）
  63. [63] 原子力のコスト: なぜ上がり続ける？ | Energy Policy（「参考メモ*」を参照）
  64. [64] 遅れてもやらないよりはいい、でも遅れないほうがもっといい: 原子力発電建設プロジェクトのリスク評価 | Energy Policy
  65. [65] Lazard LCOE+ | 2025年6月（掲載：再生可能エネルギーはなぜこれほど急速に安くなったのか？ | Our World in Data）（「参考メモ*」を参照）
  66. [66] 化石燃料による大気汚染の死亡者数、2015年 | Our World in Data（「参考メモ*」を参照）
  67. [67] 化石燃料の燃焼で生じる屋外の微小粒子汚染による世界の死亡数 | Environmental Research（「参考メモ*」を参照）
  68. [68] 化石燃料が原因の大気汚染による死亡: 観察・モデリング研究 | BMJ（「参考メモ*」を参照）
  69. [69] 化石燃料と人為的排出をすべてなくした場合の公衆衛生と気候への影響 | PNAS（「参考メモ*」を参照）
  70. [70] 他のリスク要因と比べた大気汚染による寿命の損失: 世界的な視点 | Cardiovascular Research（「参考メモ*」を参照）
  71. [71] NASA GISS | 科学概要: 石炭とガスは原子力発電よりはるかに有害（アーカイブ）（「参考メモ*」を参照）
  72. [72] 原子力エネルギーによる過去の死亡数 | Environmental Progress（「参考メモ*」を参照）
  73. [73] 原子力事故の知識分類 | IAEA（「参考メモ*」を参照）
  74. [74] チェルノブイリと福島の死者数は？ | Our World in Data（「参考メモ*」を参照）
  75. [75] チェルノブイリから10年後 | IAEA（「参考メモ*」を参照）
  76. [76] チェルノブイリ事故による放射性降下物が欧州のがん負担にもたらした推定 | International Journal of Cancer（「参考メモ*」を参照）
  77. [77] 特別報告: 死者数を数える | Nature（「参考メモ*」を参照）
  78. [78] Torch 2016: チェルノブイリ原発事故が健康に及ぼした影響の独立した科学的評価（「参考メモ*」を参照）
  79. [79] 福島第一事故 | World Nuclear Association（「参考メモ*」を参照）
  80. [80] The Daily Yomiuri: 原子力危機に関連する死者573人 | NRC（「参考メモ*」を参照）
  81. [81] 福島第一事故がもたらした放射線と心理面への影響 | Bulletin of the Atomic Scientists（「参考メモ*」を参照）
  82. [82] 最も安全でクリーンなエネルギー源は？ | Our World in Data
  83. [83] インフォグラフィック: 原子力エネルギーはなぜ安全？ | IAEA
  84. [84] 使用済み核燃料の乾式キャスク貯蔵について | NRC.gov
  85. [85] 放射性廃棄物の貯蔵と処分 | World Nuclear Association
  86. [86] 放射性廃棄物の浅地中処分施設 | IAEA
  87. [87] 放射性廃棄物ガバナンスの未来 | 欧州からの教訓
  88. [88] 深地層処分場の最終運用を支える、フィンランドの研究開発における最近の進展 | Waste Management Symposium 2024
  89. [89] 放射性廃棄物の深地層処分 | Radioactivity in the Environment
  90. [90] 核廃棄物とは何か、そしてどうするのか？ | Nuclear Essentials | World Nuclear Association
  91. [91] 核拡散を防ぐための保障措置 | World Nuclear Association
  92. [92] ファクトシート: 原子力エネルギー計画における核拡散リスク | Center for Arms Control and Non-Proliferation
  93. [93] 原子力施設の廃止措置 | World Nuclear Association
  94. [94] 原子炉の寿命は？思ったよりずっと長い | US Department of Energy
  95. [95] 原発の寿命が長くなっている理由 | MIT Technology Review
  96. [96] 風力タービンと太陽光パネルが早く劣化している | IER
  97. [97] 英国の太陽光パネルはどれくらい持つ？ | The Renewable Energy Hub
  98. [98] 風力タービンの寿命 | The Renewable Energy Hub
  99. [99] 賢く、安定し、信頼できる | IAEA
  100. [100] 電力網への再生可能エネルギー統合 | IRENA
  101. [101] 溶融塩炉（MSR） | IAEA
  102. [102] 溶融塩炉 - 概要 | ScienceDirect Topics
  103. [103] Molten Salt Reactors | Gateway for Accelerated Innovation in Nuclear
  104. [104] 軽水炉と比べた溶融塩炉の安全評価 | Journal of Radiation Research and Applied Sciences
  105. [105] 溶融塩炉のメリットを探る | Digital Chemical Engineering
  106. [106] 溶融塩炉 - 安全性の選択肢がいっぱい | OSTI.GOV
  107. [107] 小型モジュール炉（SMR）とは？ | IAEA
  108. [108] 先進小型モジュール炉（SMR） | US Department of Energy
  109. [109] 小型モジュール炉: よりシンプルで、安全で、安い？ | Energy
  110. [110] 小型モジュール炉 - 米国の未来の原子力発電のカギ | EPIC | University of Chicago
  111. [111] Google、AIデータセンターの電力に原子力を活用 | BBC News
  112. [112] Amazon、ネットカーボンゼロに向け小型モジュール炉を導入 | Amazon
  113. [113] MicrosoftはAIに電力を供給する小型モジュール炉で主導できる | Forbes
  114. [114] Maersk、原子力で動くコンテナ船の実現性を探る | Ship Technology
  115. [115] 原子力で動くコンテナ船、10年以内に実現する可能性 | The Chemical Engineer
  116. [116] ネットゼロへ向かう海運の原子力という選択肢: 実現可能？ | HFW
  117. [117] 浮体式原子力発電所、2020年代末までに世界各地で稼働へ | The Lyncean Group of San Diego
  118. [118] Ulsteinの原子力推進Thorとその完全電動の姉妹船は、海洋観光向けのゼロカーボン解決策 | The Lyncean Group of San Diego
  119. [119] 原子力、風力、太陽光発電の歴史的な普及: 気候緩和への道筋への意味 | Environmental Research Letters
  120. [120] 原子力発電 vs. 再生可能エネルギー: 規模の視点 | SSRN
  121. [121] 再生可能エネルギー、化石燃料、原子力による発電コストの比較分析 | Journal of Cleaner Production
  122. [122] 持続可能性に向けた世界のエネルギー転換を進める主な原動力としての低コストな再生可能電力 | Energy
  123. [123] 再生可能エネルギーのコスト急落 - エネルギーシナリオは遅れている？ | Energy Strategy Reviews
  124. [124] Batteries and Secure Energy Transitions - Analysis | IEA
  125. [125] 蓄電池と再生可能エネルギー: 2030年までのコストと市場 | IRENA
  126. [126] 大規模系統用蓄電池のコスト予測: 2023年更新版 | NLR (NREL)
  127. [127] エネルギーを考え直す 2020-2030 太陽光、風力、バッテリー100%はまだ始まりにすぎない | ReThinkX（アーカイブ）
  128. [128] 私たちは悲観的すぎる？ 太陽光発電、風力、バッテリーのコスト予測は、世界の実際のコストを過大評価している | Applied Energy（「参考メモ*」を参照）
  129. [129] エネルギーを考え直す | ReThinkX（アーカイブ）
  130. [130] 電力部門の変化は脅威ではなくチャンス | RMI
  131. [131] 脱炭素化した米国の電力システムにおける原子力の将来の役割 | NLR（NREL）
  132. [132] 新設原子力の資金調達に向けた新たな視点 | Nuclear Technology & Development Economics | OECD NEA

参考メモ

4-9

原子を初めて分裂させた人と核分裂

1932年、CockroftとWaltonはリチウム-7に陽子を衝突させて原子を分裂させた。 この研究は、彼らがノーベル賞を受けた質量とエネルギーの等価性（E=mc2）の実験的証拠となり、『原子力エネルギー』（約8 MeV - メガ電子ボルト）の放出も示した。 その後Meitner、Hahn、Strassmanはウランに中性子を衝突させ、ウラン原子核の核分裂を起こして200 MeVのエネルギーを放出し、もともと1933年にLeo Szilardが考案した核連鎖反応を可能にする2-3個の中性子を放出した。

20,21,22

ウランのエネルギー密度

一部の情報源では、ウランのエネルギー密度は石炭の数百万倍だとしている。これは正しいが、このエネルギーのうち原子炉で実際に利用できる形で発電できるのは一部だけなので、誤解を招く。

  • U-235 = 3,900,000 MJ/kg
  • 石炭 = 24 MJ/kg
  • 原油 = 44 MJ/kg
32-35

原子力のベースロード電力 - 調整可能 vs 負荷追従

建設後の原子力発電所は、継続的で信頼性が高く、導入しやすい「需給調整可能な」電力を供給でき、系統規模の風力や太陽光で今は必要となる送電網への接続、配電、貯蔵のコストや複雑さを避けられるが、こうした要素は費用便益分析からしばしば除かれている。だが、原子力発電は「ベースロード」電源であり、余剰電力や需要のピークに応じてすぐ出力を上げ下げする「負荷追従」はできない。そのため、従来のベースロード電源と同じ課題に直面する A。この問題に対応するため、先進炉では溶融塩の熱貯蔵槽を使って余剰電力を貯蔵しており、フランスのような原子炉ネットワークなら、出力を比較的小さく補い合う形で調整して効果的に対応できる。

（イアン・ファーナン教授のコメント、2024年）

57-63

原子力のコスト

新しい系統規模の発電技術のコストと性能の推定値。（2019年 - 米国のみ）B

基本コストの推定値：

  • 先進原子力：6,041ドル/kW
  • 水力発電所 100 MW：5,316ドル/kW
  • 洋上風力：4,375ドル/kW
  • バイオマス：4,097ドル/kW
  • 超々臨界圧石炭火力（CO2回収なし）：3,676ドル/kW
  • 地熱発電所：2,521ドル/kW
  • 陸上風力、小規模：1,677ドル/kW
  • 陸上風力、大規模：1,265ドル/kW
  • 太陽光PV：1,313ドル/kW
  • 化石ガス（コンバインドサイクル - 単軸）：1,084ドル/kW
  • 化石ガス（コンバインドサイクル - 多軸）：958ドル/kW
  • 化石ガス（ガスタービン - 航空転用型）：1,175ドル/kW
  • 化石ガス（ガスタービン - 産業用フレーム型）：713ドル/kW

「新しい原子力発電設備では現在、総コストは5,500ドル/kWから8,100ドル/kW、または1,100 MWの発電所1基あたり60億ドルから90億ドルになると見込まれている。」（2008年）C

「2007年、ムーディーズは米国の新しい1,000 MW原子炉の『総額価格』を、1基あたり50-60億ドルと見積もった。」D

（原子力経済の将来についてはボーナス資料を参照）

65

均等化発電原価 (LCOE) グラフ

掲載グラフは、Lazardの2025年6月のLCOE+レポートで公表された内容をまとめたもので、年次LCOE調査における補助金なしのLCOE平均値を示している。主に北米のエネルギー状況に関するものだが、より広い世界のコスト動向も反映している。世界平均の系統規模LCOEの推移は、ほかの再生可能エネルギー技術についても出典Eで確認できる。

66-71

化石燃料関連の死亡に関するコメント

化石燃料の使用に起因する早期死亡の正確な数は、出典によって大きく異なり、正確な原因特定は難しいため、すべて推計値であり、厳密な数は示せない。

  • [66] 化石燃料の燃焼で生じる大気汚染の健康影響による、2015年の年間超過死亡数を示している。世界全体で361万人が死亡し、中国だけで150万人と最も多い。
  • [67] PM2.5への曝露（化石燃料の燃焼で排出される大気中の粒子状物質）による2012年の早期死亡者数を1,020万人と推計し、中国で390万人、インドで250万人としている。
  • [68] 微小粒子状物質とオゾン汚染による2019年の超過死亡数を834万人と推計し、その大半（52%）は、こうした汚染に直接反応した心臓・代謝系の疾患によるものとしている。
  • [69] 大気汚染（オゾンと微小粒子状物質への曝露）による世界全体の年間超過死亡数を879万人とモデル化し、健康への悪影響により、影響を受けた人の平均寿命は26.5年短く、世界平均でも2.9年の寿命損失があるとしている。モデルには大気化学-大気大循環モデルと世界的な曝露死亡モデルが使われ、IPCCの勧告に合わせて20年と30年の期間で実行された。
  • [70] [69]と似た手法を2015年に用い、人為起源の化石燃料排出と自然由来の大気汚染（山火事によるもの。化石燃料排出の間接的な結果とも言え、地球温暖化の進行で強まり/頻発している）を含む、すべての屋外大気汚染による世界の年間超過死亡数を880万人と推計している。また、世界平均の寿命短縮を2.9年と推計し、そのうち1.7年はすべての人為起源排出によるもので、1.1年は化石燃料排出だけによるものとしている。比較すると、タバコは年間720万人を死亡させ、寿命を2.2年短くしている。
  • [71] 化石燃料を原子力エネルギーに置き換えることで死亡率が下がるという議論をまとめ、1971-2009年に純計180万人の死亡を防ぎ、年間平均7万6,000人、範囲は1万9,000-30万人だったとしている。また、原子力発電による死亡は、褐炭より99.9%、石炭より99.8%、石油より99.7%、ガスより97.6%少ないことも明らかにしている。
72-81

原子力関連の死亡に関するコメント

原子力発電と関連事故による早期死亡の正確な数は、原子力放射線の長期-的な影響、伴うリスクの大きさ、事故報告の質のため、正確に計算することはほぼ不可能である。

  • [72] 原子力発電所の保守作業による直接死亡の一覧。すべて民間人以外で、合計50人である。
  • [73] 原子力発電の開始以来、世界では30件の事故が報告されており、最も大きく重大なものはチェルノブイリ（1986年）、福島第一（2011年）、スリーマイル島（1979年）である。
  • [74] チェルノブイリ事故は、原子力事故がもたらしうる最も深刻な影響を示している。直後に30人が死亡した。しかし関連する健康被害による正確な死者数はいまも議論があり、2000年代初頭の一部報告では、がんリスクにより2065年までに最大16,000-60,000人に達する可能性があると予測されている。WHOは2005年に、被ばく量に基づく最大死者数は4,000人に近いとする報告書を発表し、UNSCEARは2018年に、一般市民の被ばくは非常に少なかったとした2008年の調査結果と同じ結論の追跡報告書を発表した。
  • [75] 事故直後に発表され、予測死者数を9,000人近くと見積もった前述のWHO報告書の根拠となった。しかし、この研究に含まれたのはベラルーシ、ロシア連邦、ウクライナだけであった。
  • [76] [75]と同じ著者による更新報告で、WHO報告書の後に発表され、欧州の残りの地域も含めた結果、さまざまながんによる死者数を14,000人と予測した。
  • [77] 死者数の幅が出る理由を説明し、違いを示しながら、WHOの文脈説明の不足を批判している。
  • [78] 欧州全体の死者数推計を以前の60,000人から40,000人へ引き下げた、より新しい報告であり、大きな不確実性の幅も[76]との関連で示している。
  • [79] 次に-最も深刻な原子力災害である福島との関連では、[79]は原子力事故そのものによる死者数を0人、放射線障害による死者数も0人としている一方、安全のため100,000人が避難したことによる「災害関連死」は2,313人と報告している。この数には地震や津波による死者は含まれない。
  • [80] 2012年の公式報告書は、放射線による死者数を0人としている（福島）。ただし、避難ストレスによる死者数は573人としている。
  • [81] この研究では放射線による死者数の最大推計を1,000人としているが、長期データと被ばく量の推計が不足しているため、この数字には異論がある（福島）。

示したように、原子力発電による民間人の死亡のほぼすべては2件の事故によるもので、死者数の合計は将来にわたって予測されている一方、化石燃料に関連する大気汚染は世界のすべての地域に常に影響している。したがって、推計、死亡や病気の原因の特定、高品質なデータの不足により、化石燃料と原子力発電に起因する死亡の計算には大きな不確実性があるものの、化石燃料の燃焼に起因する死亡は原子力事故に起因する死亡をはるかに上回り、すべての原子力発電では1950年代以降の予測死者数が合計約60,000人（上限推計）であるのに対し、化石燃料では毎年数百万人規模の超過死亡が生じている。

128

太陽光発電、風力、蓄電池のコストグラフと将来予測

掲載グラフは、陸上風力と事業用規模の太陽光PVという再生可能エネルギー源による世界平均の発電コスト予測（LCOE、USD/MWh）と、定置型4-hリチウムイオン電池（BESS）のエネルギー貯蔵コスト予測（CAPEX、設置済み貯蔵容量1 kWhあたりのUSD）を、2020年から2050年まで示している。データは、平均コスト予測を世界規模で評価した[128]から収集した。各技術とコスト指標（LCOE & CAPEX）について、この研究は多数の地域・世界規模の研究から平均コスト予測を集計した。これらの研究では、予測年間値がさまざまな時間分解能、期間（例：毎年または5年ごと、2030年、2040年または2050年まで）、一貫性で報告されていた。掲載グラフのため、利用可能な予測の全体平均を計算し、各技術の代表的な1本の推移を作成した。

年間予測の不一致により、推計値数が変わる一部の区間では平均パターンが時折ゆがんだ。とはいえ、予測の分解能、区間、それによるデータの欠落は、ほとんどのデータセットで一貫していた。そのため、利用可能な推計値にもとづき、各研究で最初と最後に報告された推計値の間の年間値を作るため、すべてのデータに単純な線形補間を適用した。どの研究についても個別の対象範囲を超える外挿は行わなかった；そのため、2050年までの推計値がない、または2020年ごろより後に始まる情報源は除外した。

最終サンプルは、太陽光PVの補間済みデータセット11件、風力9件、電池9件で構成された。これらの情報源から平均年間予測コストを計算し、表示した。風力/太陽光のLCOEは発電量1 MWhあたりのUSDで示し、電池のCAPEXは貯蔵の標準的なコスト指標として容量1 kWhあたりのUSDで示している。均等化発電原価（LCOE）は、資本費、運転費、保守費をすべて含む、時間平均した発電システム全体のコストを表す。電池自体は発電せず、同等の均等化貯蔵原価（LCOS）は[128]で示されていない。代わりに、この研究は初期投資を表すCAPEXを示した。寿命全体の発電量で重み付けされたLCOEとは直接比較できないが、完全設置された4-hリチウムイオンBESSについて[128]がモデル化したシステムレベルのCAPEXコスト予測は、電池モジュールとシステム周辺のすべてのコストを含む幅広く包括的なシステム境界をカバーしており、データ変換や追加の仮定、[128]の研究範囲を超えることを避けられる、実質的に最適で最も比較可能な指標となっている。

これらの予測はいずれも複数の研究の平均であり、各技術のコスト推移について明確な総意を示している。だが、[128]はこれらの予測が過度に「悲観的」かもしれないとしている点は注目に値する。複数の実証的な情報源から集めた過去の世界市場データと比較し、近年の予測コストの明らかな過大評価と、コスト低下速度の明らかな過小評価を示している。ほとんどの予測の開始時から現在（～2020-2024年）まで、事業用規模の太陽光PV、陸上風力、リチウムイオンBESSのそれぞれで、平均予測値はおおむね過去の値より高い。太陽光は予測値とある程度一致しているが、陸上風力と電池の予測コストは報告値よりはるかに高い。どれも予想より速く下落した。こうした予測を覆す傾向が続けば、これらの技術の将来の実世界コストは現在の見通しが示すよりさらに低くなるかもしれず、再生可能エネルギーとエネルギー貯蔵のコストは急速に下がっており、2050年に向けても下がり続けるという見方を強める。

おまけコンテンツ

13-19

爆弾と原子炉

原子爆弾とは対照的に、発電所の原子炉では、受動的な熱フィードバック機構、制御棒、減速材、「低濃縮」燃料によって核分裂の連鎖反応が制御されています。

原子炉は、反応度の負の温度係数を示す材料と燃料を使うよう設計されており、熱が放出されて燃料の温度が上がるほど、炉心の反応度は下がる。温度が高くなると原子の振動と間隔が増え、中性子を捕獲しにくくなる。この自然な性質により反応は安定して制御された状態（つまり臨界†）に保たれ、システムが過熱し始めたときの安全策となる。

中性子を吸収し、核分裂しない材料（一般的にはホウ素）でできた制御棒は、余分な中性子を吸収し、連鎖反応を制御するのに役立つ。運転員は制御棒を上げ下げして連鎖反応を操作し、原子炉の出力を調整できる：棒を上げると反応は速まり、下げると遅くなるか、完全に止まる。制御棒はフェイルセーフに設計されているため、緊急時や故障、停電が起きた場合は自動的に原子炉を停止する。それ以外では微調整に使われ、主な働きは受動的なフィードバック機構が担う。

原子炉の炉心では通常、主な燃料としてウラン235（U-235）が使われるが、連鎖反応を維持する力が弱い、つまり「核分裂しやすさ」が低いほかのウラン同位体も含まれている。燃料濃縮とは、ほかの同位体と比べて炉心内のU-235の濃度を高める工程のことだ。天然ウランに含まれるU-235は約0.7%だけで、残りの大半はU-238だ。多くの民生用原子炉では低濃縮ウラン（LEU）が使われ、安定して扱いやすい連鎖反応とエネルギー放出のため、通常はU-235を3-5%まで濃縮する一方、兵器級の高濃縮ウラン（HEU）には約90%のU-235が含まれ、爆弾に必要な、速く制御不能な連鎖反応と急激で爆発的なエネルギー放出を起こすのに十分だ。このレベルまでの濃縮は難しく、国際規制で制限されており、それ以外でも核拡散を防ぐため厳重に管理・監視されている（詳しくは下記）。LEUでも原子炉をメルトダウンさせるほど大きな出力急増は起こせるかもしれないが、原子爆弾に匹敵するほどではまったくない。

最後に、多くの原子炉には減速材が入っている。U-235はより核分裂しやすいものの、そもそも高エネルギー中性子を簡単には吸収しないため、少し手助けが必要だ。中性子の捕獲を促すため、中性子は減速材で減速されるが、一般的には炉心を冷やす普通の水である軽水、重水素を含む重水（D2O）、そして高純度グラファイトが使われ、後者の2つはいずれも中性子を吸収せずに減速させるのに優れている。

-

†原子炉は、安定して制御された速度で運転しているとき、「臨界」状態にあるとされる。

54-56, 91-92

リサイクル、再処理、核拡散

運転中、原子炉の燃料は中性子を吸収して別の重い元素に変わるか、または核分裂を起こして、「核分裂生成物」と呼ばれるはるかに軽い元素に分かれることでエネルギー（とさらに多くの自由中性子）を放出します。

原子炉燃料に多く含まれる同位体、ウラン238（U-238）の一部は、中性子を取り込み、やがてプルトニウム239（Pu-239）に変わります。Pu-239は、急速で爆発的な連鎖反応を維持できるため、世界中で核兵器の主な同位体として使われる、より「核分裂しやすい」望ましい物質です。Pu-239ができると、さらに中性子を吸収して、より核分裂しにくいプルトニウム同位体（Pu-240など）をつくり、これらは原子炉内ですぐ蓄積して兵器にはあまり向かなくなります - LEUと少し似ています。

使用済み核燃料には、こうしたプルトニウム同位体とほかの核分裂生成物の混合物；使われずに残ったウラン；そして核分裂しにくくなったウラン同位体が廃棄物として含まれます。科学者たちはこの廃棄物をリサイクルする方法を開発しており、高速増殖炉（FBR）のような原子炉設計では、燃料として再利用できるものもあります。これは通常、従来型原子炉にはあまり適さないウランとプルトニウムの同位体を混ぜたMOX（混合酸化物）燃料という形です。

FBRは、中性子を減速させる減速材を使わず、より速い中性子で使用済み核燃料を照射して動きます（そのため、より高度な安全機能が必要です）。これにより連鎖反応が速まり、プルトニウム濃度が高く、核分裂しにくい同位体を含むMOXのような混合燃料でも効率よくエネルギーを取り出せます。さらに、それらを従来の燃料として再利用できる、新しくより核分裂しやすい同位体に変えることもできます。これは、もともとあった量より多くの核分裂性物質を生み出すため「増殖」と呼ばれます。つまりFBRは燃料利用を改善し、ウラン資源を長持ちさせ、長期的な廃棄物を減らします。

ただし放射性廃棄物を燃料として再利用する前に、核分裂中にたまるリサイクルできないほかの生成物を取り除くため、化学的に再処理しなければなりません††。こうした核分裂生成物も中性子を吸収して連鎖反応をじゃまし、原子炉の効率を下げ、反応度制御をより難しくします。原子炉が連鎖反応を維持するには、一定濃度の核分裂性物質（Pu-239やU-235など）も必要です。再処理では、こうした物質を取り出してMOXに濃縮し、ほかの核分裂生成物を残せます。

再処理は、核兵器をつくるためにPu-239を濃縮・抽出する目的にも使えます。しかし、厳しい規制、監視、国内外の燃料サイクル活動に対する管理措置を含め、兵器利用へのプルトニウム転用を効果的に防ぐ国際的な保障措置があります。民生用原子炉は通常、減速された中性子を使い、その大半はU-238ではなくU-235の核分裂に吸収されるため、Pu-239をつくる効率は低くなります†††。商用原子炉の使用済み核燃料から回収されるプルトニウムはすべて、兵器には向かない混合同位体組成です。純粋な兵器級Pu-239を得るには、ほかの同位体がたまる前の原子炉サイクル初期に抽出・再処理する必要があります。そうでなければ、分離工程は非常に難しく、複雑で高コストになり、専門技術、多くの資源、幅広い知識が求められます。

核兵器は通常、ウラン濃縮を利用した、より実用的な方法や、兵器級プルトニウムの生産に特化して最適化された軍事計画の原子炉のような専用炉によってつくられます。したがって、原子炉燃料から兵器に使える物質をつくるのは難しいため、民生用原子力発電所そのものは高い核拡散リスクとは見なされていません。しかし、国家が民生用核燃料サイクルを、核兵器開発に必要な物質、技術、専門知識の供給源や隠れみのとして使うリスクは残るという意見もあります。

-

††従来型原子炉とは異なり、FBRは放射性廃棄物の中でも特に寿命が長く、放射線毒性が強い成分であるマイナーアクチノイド（アメリシウムやキュリウムなどの元素）といった核分裂副生成物の一部を消費できます。これは「アクチノイド燃焼」と呼ばれます。再処理施設では、多くの核分裂生成物を分けながら、アクチノイドは貯蔵せずに消費できるよう燃料の混合物に残せます。こうしてFBRは、長期的に害を及ぼすおそれのある放射性廃棄物の削減にもさらに役立ちます。

†††FBRは、U-238からPu-239のような核分裂性同位体を増殖するために特別に設計されており（従来型原子炉でも起こりますが効率は低いです）、核拡散リスクをより高める可能性があります。しかしFBRでは、Pu-239がつくられるのと同時に、バランスのとれたサイクルの中で生産（増殖）と消費（燃焼）の両方が行われます。そして従来型原子炉と同じように、すでに消費されなかった分もすぐに混ざるか、Pu-240のようなより核分裂しにくい別のプルトニウム同位体に変わります。プルトニウムを廃棄物としてためるのではなく使える燃料に変えることで、FBRは転用や盗難の対象になりうるプルトニウムの量も減らします。

（ネイサニエル・リード博士による2024年の追加参考文献と解説に基づく）。

追加の参考文献と読みもの

核燃料サイクル & 濃縮

核燃料サイクルの概要 | World Nuclear Association

ウラン濃縮 | World Nuclear Association

ウラン処理 | 採掘、精製 & 濃縮 | Britannica

高速中性子炉 | World Nuclear Association

廃棄物のリサイクル

核廃棄物管理の動向と展望：回収、リサイクル、再利用 | Journal of Nuclear Engineering

再処理 | NRC.gov

核燃料再処理 | Idaho National Laboratory | 米国エネルギー省

使用済み核燃料の処理 | World Nuclear Association

放射性廃棄物管理における分離・核変換の意味 | IAEA

持続可能なエネルギーの未来に向けた核廃棄物の削減と効率向上 | IAEA

核廃棄物が負担ではなく資産になるとき | IAEA

原子力の制御・安全システム

原子力発電炉の安全性 | World Nuclear Association

原子力発電所の基本安全原則 | INSAG | IAEA

原子力安全 - 概要 | ScienceDirect Topics

極端な事象に直面した原子力の強靭性と安全性 | IAEA

原子力規制の再編 | Environmental Health Perspectives

格納システム | IAEA

格納構造 - 概要 | ScienceDirect Topics

57-63

原子力経済の未来

原子力発電所建設プロジェクトの急騰するコストのうち、最大3分の2は資金調達コストによるものです。こうしたプロジェクトは通常、電力会社などの投資家が高金利のプロジェクトファイナンスで資金を出しています。高い初期費用（主に資本コストと建設リスクをカバーする保険料）、長い建設期間、そして頻繁な遅延により、新設プラントのコスト総額は建設中に3倍以上になることもあり、多くの損失処理や中止につながっています。これには市民の反対、長い廃止措置のプロセス、原子力の専門知識が少しずつ失われることなど、複雑な要因も重なっています。

ただし、原子力発電の資金調達方法は変わろうとしているかもしれません。SMRは、より小さな初期費用と短い建設期間によって、こうした問題の多くを乗り越えられる可能性があります。基本的には同じ技術ですが、これらの原子炉は原子力発電の資金面の負担と経済性を変えており、多くの国が今、系統規模での導入を検討しています。AI企業やデータセンター事業者、大手の化学・工業・鉱業企業は現金で支払えるかもしれず、利息を避けられます。オンサイトで原子力発電をすれば、変動する再生可能エネルギーの系統接続や配電コストも避けられます。

（2024年、イアン・ファーナン教授とサイモン・ミドルバーグ教授による以下の追加文献と解説に基づく）

追加の参考文献と関連資料

新設原発の建設コスト削減 | Sector Deal Working Group | NIA（アーカイブ）

ネットゼロには原子力が必要：原子力を3倍にするには資金が必要 | OECD Nuclear Energy Agency

原発建設におけるコスト超過の原因は、工学設計への新たなアプローチを求めている | Joule

原子力安全と手頃な原子炉：両立できる？ | Bulletin of the Atomic Scientists

建設遅延で、新設原発はこれまで以上に高コストに | Imperial News | Imperial College London

インフラ開発への市民の反対の評価：原発プロジェクトの事例 | Construction Research Congress 2012

原子力と核兵器に関する世論：米国における態度のつながり | Energy Research & Social Science

社会的受容という課題 | 米国における新型・先進原子炉の基盤づくり | The National Academies Press

原子力施設の廃止措置 | IAEA

原発の廃止措置コスト | OECD Nuclear Energy Agency

未来の原子力人材 - 国際原子力分野の機会と必要性 | European Nuclear Society

米国の原子力工学人材 | Journal of Applied Clinical Medical Physics

原子力スキル不足と未来の多様性 | Nuclear Institute

原子力のムダ：原子力エネルギーのコストが誤解される理由 | Mackinac Center

原子力発電の追加メリット

  • 熱の利用 - 熱力学の基本法則により、原子炉で生まれる熱の3分の2は使われずに捨てられています。熱電併給は、原子力を含む多くの発電方法で関心と可能性が高まっている分野です。排熱を回収して地域暖房や海水淡水化などの補助的な用途に回せば、全体の効率を上げられます。排熱は直接空気回収のエネルギー源にも使える可能性があり、脱炭素化が難しい産業プロセスに熱を供給する高温炉への期待も高まっています。
  • 核医学 - 放射性同位体は、がんなどの病気の診断と治療の両方に日常的に使われています。こうした製品を作るために頼られてきた原子炉は古く、少しずつ閉鎖されているため、供給不足が深刻化しています。原子力発電への投資と新しい原子炉の建設は、この問題への対応に役立つかもしれません。

(以下の追加参考文献とネイサニエル・リード博士による解説に基づく、2024年)

追加の参考文献と関連資料

熱電併給のための再生可能エネルギー統合に関する包括的レビュー | Energy Conversion and Management

医療における放射性同位体 | 世界原子力協会

資金提供者、科学者、教育者、政策立案者の方ですか？

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