トリウム熔融塩炉

小型熔融塩炉FUJIとして研究されているものでは、燃料はフリーベにトリウム等を混入したもの(⁷LiF-BeF₂-ThF₄-UF₄)が使用される。

トリウムだけで燃やすわけでは無いのでウラン等の輸入をしなくて済むわけでは無いが、ウランの使用料を減らすことは可能だと見込まれる。

減速材は黒鉛などが使われるため黒鉛炉の一種となるが、一般的な黒鉛炉とは機構がまったく違う。

混合燃料の融点は約500℃、沸点は1400℃以上で、運用中の炉心出口付近の温度は700℃程度である。このため、核分裂反応が起こり加熱すると液体となり、704℃になった燃料は炉心外に導かれ、一次熱交換機で二次冷却材と熱を交換し、565℃に冷めて再び炉心に戻る。

二次冷却系はNaBF₄-NaFで、454℃が一次熱交換機に入り燃料と熱交換し、633℃に加熱されて出てくる。これが水蒸気発生器に入り熱でお湯を沸かした後、再び一次熱交換機に戻ることになる。

タービンを回す系統は、水蒸気発生器とタービンの間を水蒸気が巡る。水蒸気発生器で、水は二次冷却系からの熱で538℃に加熱される。

• 燃料は後から補充が可能なので最初に全量を入れる必要がない。反応の暴走が避けられる。
• 廃棄物が少ない。
• 液体燃料は常圧で利用でき、取り扱いが容易。
• 燃料が炉心外を巡回するという問題がある。ただ、万一燃料が漏出しても、再臨界することはない。
• ²³³U生成時に生ずる²³²Uの娘核に²⁰⁸Tlなどの高エネルギーγ線を放出する核種があり、被曝の危険性が高く再処理は非常に困難である。ただしこれは、盗難等による核拡散の防止上のメリットになる。