熔融塩原子炉

トリウム熔融塩炉として研究されているものは、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。

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。

小型熔融塩炉FUJIを例にすると、まずこの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。