目次

はじめに

第1章　溶融塩の物性値

　　1． 溶融塩の性質
　　 （a） 溶融塩の⼀般的性質
　　 （b） 溶融塩を原⼦炉熱サイクルへ利⽤
　　2． 溶融塩利⽤への必要条件
　　3． 溶融塩の熱伝導率，熱容量，粘度等の物性値データベース
　　4． 溶融塩を構成する分⼦の電気陰性度
　　5． 溶融塩物性値評価のための分⼦動⼒学数値解析
　　6． 分⼦動⼒学解析とマクロ物性値との関係
　　7． フッ化物溶融塩のイオン構造
　　8． 溶融塩単体の融点と沸点
　　9． 溶融塩混合物の融点と2成分状態図
　　 （a） 状態図決定のためのモデル
　　 （b） 液相側の過剰⾃由エネルギー
　　 （c） 固相側のGibbs⾃由エネルギー
　　10． 実際の溶融塩状態図と融点の決定
　　 （a） 2成分系で共晶反応がある場合の状態図（LiF-BeF2系，NaF-BeF2系）
　　 （b） LiF-NaF-BeF2系の状態図
　　 （c） 共晶反応がないときの3成分系状態図（LiF-NaF-KF）
　　 （d） LiF＋BeF2＋UF4およびLiF＋BeF2＋ThF4状態図
　　 （e） LiF＋BeF2＋PuF3状態図
　　 （f） LiF＋BeF2＋UF4＋ThF4状態図と融点
　　11． 溶融塩原⼦炉燃料に関わる燃料組成
　　12． LiF-NaF-BeF2 3成分混合溶融塩の活量係数の予測
　　13． 擬化学モデルによる溶融塩混合物の熱⼒学量の評価
　　14． 溶融塩蒸気圧
　　15． 溶融塩の粘度
　　16． 溶融塩の電気伝導度
　　17． 溶融塩熱伝導率
　　18． 溶融硝酸塩分解反応
　　19． 溶融塩へのガス吸収
　　20． 溶融塩中の溶解ガス拡散
　　21． 溶融塩中の⽔素同位体の透過
　　 （a） 平板間の定常⽔素透過
　　 （b） ⼆重円環内溶融塩中の⽔素同位体拡散と透過
　　22． 溶融塩と気体との反応
　　 （a） フッ化物溶融塩と酸素・⽔蒸気との反応
　　 （b） 溶融塩冷却材中のトリチウム
　　 （c） 溶融塩による不純物ガス回収と分解
　　第1章の参考⽂献

第2章　溶融塩容器材料の腐⾷とフッ化物，塩化物溶融塩の酸化還元制御

　　1． 材料腐⾷の⼀般的傾向
　　2． フッ化物と塩化物のGibbs⾃由エネルギー変化
　　3． フッ化物，塩化物の酸化還元ポテンシャル
　　4． 溶融塩のフッ素ポテンシャル制御
　　 （a） HF/H2混合ガス吹き込みによるフッ素ポテンシャル制御
　　 （b） 固体Beあるいは固体Li制御棒挿⼊によるフッ素ポテンシャル制御
　　 （c） U3＋⇔U4＋＋e－あるいはCe3＋⇔Ce4＋酸化還元反応によるフッ素ポテンシャル制御
　　5． 溶融塩のフッ素ポテンシャル制御の実例
　　 （a） Redox制御試験装置
　　 （b） Beによる溶融塩酸化還元制御のモデル計算と試験
　　6． 酸化物や硫化物のHF還元
　　7． 溶融塩内の⾦属腐⾷
　　8． ⻑時間の構造材料腐⾷試験
　　9． 溶融塩原⼦炉全体のRedox制御
　　10． 溶融塩FLiBeの中性⼦照射とその後のAr＋H2ガスパージによるトリチウム放出挙動
　　11． サイクリック・ボルタメトリ
　　12． 抗腐⾷抵抗材料
　　13． 溶融塩酸化還元制御への中性⼦エネルギーの影響
　　14． 凍結壁（frozen walls）
　第2章補⾜説明
　　1．フッ化物⽣成反応のGibbs⾃由エネルギー変化
　　第2章の参考⽂献

第3章　溶融塩燃料電池

　　1． 燃料電池の種類と特徴
　　2． 燃料電池のI-V曲線
　　3． 交流インピーダンス解析
　　 （a） RC回路
　　 （b） ⾼温⽤固体酸化物燃料電池のインピーダンス解析
　　4． 溶融塩燃料電池に関係する物性値
　　5． 溶融塩燃料電池の電極材料とセル構成
　　6． 電解質内のイオン濃度の時間変化と出⼒の時間変化
　　7． 定置式燃料電池の具体的実施例
　　8． ⾼温作動型燃料電池
　　第3章の参考⽂献

第4章　溶融塩を利⽤した太陽熱利⽤システムと輻射伝熱

　　1． 太陽光発電と太陽熱集熱
　　2． 地表が受ける太陽エネルギー
　　3． 光の反射と吸収，透過
　　 （a） 熱輻射の範囲と物質による熱輻射波の反射，吸収，透過
　　 （b） 放射率
　　4． ステファン-ボルツマン則
　　5． 熱放射線の放射と散乱
　　6． 形態係数
　　7． 太陽光集熱システム
　　 （a） ⽇照変化
　　 （b） 集光システム
　　8． 太陽エネルギー集熱効率と発電効率
　　 （a） 太陽熱集熱効率
　　 （b） 太陽電池発電効率
　　9． 溶融塩熱貯蔵システム
　　 （a） 蓄熱材料の種類
　　 （b） 溶融塩蓄熱材の物性値
　　10． 蓄熱装置
　　11． 潜熱変換と顕熱変換システム
　　12． 溶融塩蓄熱材，太陽熱利⽤への適⽤
　　13． 融解凝固を伴う熱貯蔵
　　 （a） Neumann型熱伝導式の解
　　 （b） 融解凝固を伴う熱伝導の簡易解析
　　第4章の参考⽂献

第5章　溶融塩冷却材の強制対流流動と熱伝達

　　1． 強制対流流動の区分分け
　　2． 完全流体の⽅程式
　　3． 流体の運動量式，エネルギー式
　　 （a） 層流の保存式
　　 （b） 乱流モデル
　　4． 隔壁を通しての流体からの熱伝達
　　 （a） エネルギー式
　　 （b） 熱伝達係数と無次元数
　　5． 熱伝達解析の例
　　 （a） 円管内層流熱伝達のGraetzの解
　　 （b） Levequeの解
　　 （c） 層流境界層⽅程式
　　 （d） 乱流境界層熱伝達
　　6． 次元解析
　　 （a） バッキンガムのπ定理
　　 （b） 抗⼒係数の次元解析
　　 （c） 流路抵抗
　　 （d） 強制対流熱伝達の次元解析
　　 （e） ⾃然対流熱伝達の次元解析
　　 （f） ⾃然対流熱伝達整理式の予測
　　7． 原⼦炉内の核熱発⽣率と燃料部の温度
　　8． 溶融塩の強制対流熱伝達
　　 （a） 溶融塩熱伝達
　　 （b） 熱交換器の総括熱伝達係数と対数平均温度差の評価
　　9． 沸騰熱伝達
　　10． 溶融塩の⾃然対流熱伝達
　　第5章の参考⽂献

第6章　原⼦炉の構成要素と⾼温熱利⽤システム

　　1． 世界と⽇本の原⼦⼒発電の現状
　　2． 原⼦炉型式
　　 （a） PWR
　　 （b） BWR
　　 （c） 重⽔減速炉
　　 （d） ⿊鉛減速炭酸ガス冷却炉
　　 （e） ⾼温ガス炉
　　 （f） ⾼速増殖炉
　　 （g） 溶融塩炉
　　3． 原⼦炉技術成熟度評価
　　4． 軽⽔炉受動安全システム
　　5． ⾼速炉の安全性
　　 （a） Na冷却⾼速炉の安全性
　　 （b） 溶融塩⾼速炉の安全性
　　6． 原⼦炉熱利⽤の促進を図るシステム
　　 （a） 軽⽔減速原⼦炉冷却システム
　　 （b） 超臨界⽔冷却原⼦炉の熱利⽤サイクル
　　 （c） ⽯炭ガス複合⽕⼒発電
　　 （d） ⾼温ガス原⼦炉熱利⽤システム
　　 （e） 溶融塩原⼦炉⽤⾼温熱利⽤サイクル
　　 （f） ⾼速増殖炉超臨界CO2冷却熱利⽤サイクル
　　 （g） 超臨界炭酸ガス冷却システム
　　 （h） 太陽熱と原⼦⼒発電複合システム
　　 （i） コンバインドサイクルと⾼温熱利⽤
　　7． ⽇本における⽔素の製造・利⽤状況
　　8． 電気分解による⽔素製造
　　 （a） アルカリ⽔電気分解による⽔素製造の現状
　　 （b） 電解効率と電解液抵抗
　　 （c） ⾼圧アルカリ⽔電解
　　 （d） 固体⾼分⼦⽔電解プロセス
　　 （e） ⽔酸化Ni電極⽔電解
　　 （f） ⾼温固体酸化物電解質⽔蒸気電解
　　 （g） ⽔蒸気電解の熱⼒学
　　9． 炭化⽔素改質反応による⽔素製造
　　10． バイオマス⽔素製造
　　11． 熱化学⽔素製造
　　 （a） 酸化法と還元法
　　 （b） I-Sサイクルの技術的進展
　　 （c） I-S法以外の熱化学⽔素製造法
　　12． ⽔の光分解
　　13． ⽔素の精製，圧⼒スウィング法
　　14． 脱硫反応
　　15． ⽔素燃焼タービンとアンモニア燃焼タービン
　　 （a） CH4混焼タービン
　　 （b） NH3燃焼タービン
　　 （c） ⽔素燃焼システム
　　16． ⽔素⾃動⾞と航空機
　　 （a） FCVの構造
　　 （b） FCVの技術⽬標
　　 （c） ⽔素燃焼エンジン（ICE）
　　 （d） ⽔素航空機
　　17． ⽔素貯蔵と移送
　　 （a） ⽔素貯蔵法の⽐較
　　 （b） 圧縮⽔素による貯蔵と輸送
　　 （c） ガスパイプラインによる⽔素移送
　　 （d） 液体⽔素貯蔵と運搬
　　18． ⽔素安全性
　　19． ⽔素調達コスト⾒積り
　第6章補⾜説明
　　1． NH3燃焼ボトミングサイクルの熱⼒学
　　2． 圧⼒スウィング法による⽔素精製解析
　　 （a） 2成分平衡関係
　　 （b） PSA操作時の濃度変化
　　第6章の参考⽂献

第7章　溶融塩原⼦炉システム

　　1． 原⼦炉開発の歴史
　　2． 溶融塩原⼦炉のこれまでの開発設計の経緯
　　3． 溶融塩原⼦炉の中性⼦と熱の流れ
　　4． 溶融塩原⼦炉中の予想される核分裂⽣成物の分布
　　5． 溶融塩原⼦炉の分類
　　6． 溶融塩燃料の再処理
　　 （a） フッ化物揮発法
　　 （b） 液液間還元抽出
　　 （c） フッ化物溶融塩の電解処理
　　 （d） 塩化物溶融塩中の電解処理
　　 （e） 腐⾷防護のための対策
　　7． ⾼速炉⽤の塩化物溶融塩の構造材腐⾷と溶融塩塩化物の精製
　　 （a） MSFR溶融塩燃料の精製
　　 （b） 塩化物溶融塩燃料の腐⾷抑制のための精製
　　8． 酸化物燃料の溶融塩や溶融⾦属を使った乾式処理
　　 （a） ⾦属による還元処理
　　 （b） 酸化物燃料の電解処理
　　 （c） ⾦属燃料電解処理
　　 （d） 塩化物溶融塩からのリン酸化物や炭酸塩を使った再処理
　　9． 最近の世界と⽇本の溶融塩研究の動向
　　10． トリウム原⼦炉の特徴
　　11． トリウム燃料の利⽤実績
　　12． 溶融塩原⼦炉の安全性向上への対策
　　 （a） 溶融塩原⼦炉安全性の全般的考察
　　 （b） 原⼦炉反応度制御
　　 （c） 凍結バルブ
　　 （d） ⾃然対流による受動安全性
　　13． 排熱回収と崩壊熱の回収
　　14． トリチウム発⽣と回収
　　 （a） 炉内でのトリチウム発⽣量
　　 （b） 溶融塩炉トリチウム回収装置
　　15． 溶融塩炉の受動的安全性
　　16． 溶融塩ループシステム
　　 （a） 溶融塩遠⼼ポンプ
　　 （b） 遠⼼ポンプ設計
　　 （c） 溶融塩熱交換器
　　 （d） 配管とバルブ
　　17． 溶融塩炉の将来計画
　　18． 塩化物溶融塩⾼速炉とMA核種の核変換
　　第7章の参考⽂献

第8章　安全性を⾼めた新型原⼦炉

　　1． 第3＋世代原⼦炉
　　2． ⼩型モジュール炉（SMR）
　　3． 第4世代原⼦炉の特徴
　　4． 新型溶融塩原⼦炉の特徴
　　 （a） 溶融塩炉の⻑所
　　 （b） 溶融塩炉の⽋点
　　5． 溶融塩原⼦炉の概念設計計画
　　 （a） 提案された溶融塩炉
　　 （b） 溶融塩熱中性⼦炉
　　 （c） 溶融塩⾼速炉
　　 （d） 溶融塩静⽌炉
　　6． 加速器駆動溶融塩炉
　　7． ⽇本の溶融塩炉の炉設計概要
　　 （a） 塩化物溶融塩⾼速炉
　　 （b） フッ化物溶融塩熱中性⼦炉
　　第8章の参考⽂献

　索引