トリチウム台帳工学としての融合・分裂ハイブリッド炉

MUF調整済みeTBR、kg‑T‑year会計、廃棄物担保型燃料ローンによる核融合移行の制度設計

確認日：2026年6月22日

0. 結論

私は、融合・分裂ハイブリッド炉、すなわち二重炉の最もニッチで、かつ最も経済価値が大きい役割は、単なる「トリチウム生産炉」ではなく、トリチウムを監査可能な金融・物流・保障措置資産に変換する“台帳インフラ”になることだと考える。

理由は、核融合の商用化で不足するのは、単に「生成されたトリチウム」ではなく、起動時に貸し出せる、純度・所在・容器・減衰・計量誤差・返済義務まで証明されたトリチウムだからである。DOEの2025年Fusion S&T Roadmapは、燃料サイクル、ブランケット、プラント統合を商用核融合の中核課題として扱っている。F4E/EUROfusionの2025年燃料サイクル技術マッピングも、トリチウム施設へのアクセス、トリチウム透過、トリチウム・アカウンタンシー、100g超級試験施設、標準・規制整備をロードマップ項目として挙げている。これは、核融合のボトルネックが「炉内で作れるか」から「計量し、保管し、契約可能にできるか」へ移っていることを示す。

数字で言えば、トリチウムの半減期は12.33年であり、保有するだけで年約5.5%の物理減衰が生じる。1GWthのD‑T融合出力を1年間維持するには、反応エネルギー17.6MeVからの化学量論計算で約56kgのトリチウム燃焼が必要になる。Kovariらは、OntarioのCANDU由来供給について、2050年代半ばにDEMO向け8kgは可能でも10kgを現実的な起動時期に提供するのは難しい、と評価している。したがって、kg単位の初期在庫は、発電炉の建設スケジュールを左右する戦略資産である。

本稿で私が提案するニッチな核心は、TBRではなく「MUF調整済みBankable eTBR」を評価軸にすることである。

1. 要旨

私は、融合・分裂ハイブリッド炉を、核融合と核分裂の折衷的な発電装置ではなく、核融合産業の信用創造装置として再定義する。ここでいう信用とは、金融上の信用だけではない。トリチウムの物理在庫、同位体純度、容器状態、計量不確かさ、減衰補正、輸送可能性、規制適合性、返済可能性が一体となった「燃料信用」である。

純粋D‑T核融合炉は、リチウムブランケットでトリチウムを自己増殖することを目指す。しかし、自己増殖は運転後の話であり、起動前には外部トリチウムが必要である。さらに、初期在庫はプラズマ注入分だけではない。燃料処理系、排気系、同位体分離系、貯蔵系、ブランケット抽出系、再起動余裕、計量誤差吸収分まで含む。つまり、核融合炉は、燃料を燃やす前に、燃料を「台帳上で所有」できなければならない。

本稿では、私は三つの新概念を提示する。

第一に、Bankable Tritiumである。これは、単に存在するトリチウムではなく、回収済み、精製済み、計量済み、減衰補正済み、容器封入済み、契約上移転可能なトリチウムを指す。

第二に、MUF調整済みeTBRである。通常のTBRは生成量を評価するが、eTBRは外販可能量を評価し、さらにMUF、すなわちMaterial Unaccounted Forに相当する計量不確かさを差し引く。IAEAの保障措置用語では、核物質会計は事業者・国の会計活動を基礎に、IAEAが記録・報告の正確性を検認する仕組みとして説明されている。ただし、ここで私が提案するトリチウム台帳は、法的にトリチウムをIAEA核物質と同一視するものではなく、核物質会計の考え方をトリチウム燃料市場へ拡張する制度設計である。

第三に、廃棄物担保型トリチウム・ローンである。二重炉は、マイナーアクチニド処理サービスから得る長期契約収益を担保に、純粋核融合炉へ初期トリチウムを貸与する。世界には、2019年末時点を中心とするIAEA集計で約301,000tHMの使用済燃料在庫と約3,200万m³の固体放射性廃棄物がある。私は、このバックエンド負債を、核融合移行を支える信用担保へ転換する制度こそ、二重炉の独自価値だと考える。

2. 本稿のニッチな問い

従来の問いは、こうだった。

二重炉は、どれだけ発電できるか。二重炉は、どれだけマイナーアクチニドを燃やせるか。二重炉は、TBRを1以上にできるか。

私は、この問いをさらに細かく変える。

二重炉は、どれだけのBankable Tritiumを作れるか。そのトリチウムを、何kg、何年、どの測定不確かさで貸せるか。返済不能リスクを、MA処理契約・政府保証・容量契約でどう吸収するか。TBRの余剰は、MUF、滞留、透過、減衰、予備在庫を差し引いた後も商業価値を残すか。

この問いに答えるため、私は二重炉を「炉」ではなく、二重台帳プラントとして扱う。

第一の台帳は、トリチウム台帳である。第二の台帳は、アクチニド台帳である。

トリチウム台帳は、Tがどこで生まれ、どこを通り、どの容器に入り、誰に貸され、いつ返済されるかを追う。アクチニド台帳は、Np、Am、Cm等がどのカセットに入り、どれだけ照射され、どの残渣になり、どの廃棄物区分へ移るかを追う。

この二つの台帳が閉じて初めて、二重炉は発電所を超えて、核融合時代の燃料銀行になる。

3. 確認できた事実と、私の提案の区別

3.1 確認できた事実

2025年10月のDOE Fusion Science & Technology Roadmapは、燃料サイクルとトリチウム処理を核融合プラントの「循環系」に相当する技術課題として扱い、燃料供給、回収、再循環、ブランケット実証、プラント統合を重要課題としている。

2025年7月のF4E/EUROfusion Fuel Cycle Technology Mapping Reportは、即時行動として既存トリチウム施設へのアクセス強化、ペレット入射開発、膜・充填技術、トリチウム透過・トリチウム会計コミュニティ形成を挙げ、中期ではトリチウム適合技術の認証施設、長期では100g超級の欧州トリチウム試験施設と標準・規制整備を挙げている。

Kovariらの評価では、CANDU由来トリチウム供給はITERには使えるが、DEMO級炉の起動在庫には制約が残り、Ontarioが2050年代半ばに8kgを供給できても10kgを現実的な起動時期に提供するのは難しいとされる。

トリチウムの物理半減期は12.33年である。

IAEAの2025年版Status and Trends in Spent Fuel and Radioactive Waste Managementは、2019年末時点を中心とするデータに基づき、世界の使用済燃料在庫を約301,000tHM、固体放射性廃棄物を約3,200万m³と推定している。

米NRCは2026年2月26日、核融合装置を含むbyproduct material frameworkの拡張案を公表し、核融合装置の多様な設計に対応する技術中立的な規制要求を提案している。ただし、これは米国の核融合装置向け提案であり、MAを扱う融合・分裂ハイブリッド炉全体の規制分類をそのまま確定するものではない。

3.2 私の提案

以下は、確認済み事実ではなく、私の研究提案である。

Bankable Tritium契約上貸与・返済・輸送・保険付保できるトリチウム。

MUF調整済みeTBR生成Tではなく、回収済み・品質保証済み・会計上説明可能なTを、計量不確かさ差引後に評価する指標。

Tritium Passport各トリチウムバッチに、生成履歴、抽出履歴、精製履歴、容器履歴、測定不確かさ、減衰補正、契約履歴、監査履歴を紐づける制度。

kg‑T‑year会計トリチウムをkgだけでなく、保有期間と減衰を考慮した時間価値で扱う会計単位。

廃棄物担保型トリチウム・ローンMA処理委託料やバックエンド契約を担保に、純粋核融合炉へ起動トリチウムを貸与する制度。

4. Bankable Tritium の定義

私は、トリチウムを三階層に分ける。

4.1 Physical Tritium

これは物理的に存在するトリチウムである。ブランケット中、冷却材中、金属中、配管内、貯蔵容器内、排気処理系内に存在するすべてのTを含む。

しかし、Physical Tritiumは、そのままでは価値を持たない。所在が不明、純度が不十分、容器封入されていない、測定誤差が大きい、保守中に回収不能である場合、商業上は使えない。

4.2 Qualified Tritium

これは、回収・精製・計量されたトリチウムである。D/T/H比、不純物、He、HTO混入、容器健全性、漏えい試験、測定不確かさが確認されている。

Qualified Tritiumは自炉内では使える。しかし、外部販売・貸与にはさらに、輸送、保険、規制、契約、受入施設適合が必要になる。

4.3 Bankable Tritium

これは、外部炉へ貸与・輸送・返済管理できるトリチウムである。私は、Bankable Tritiumを次のように定義する。

Tbankable=Tphysical⋅ηrecovery⋅ηpurification⋅ηmeasurement⋅ηcontainment⋅ηregulatory−TMUF−TreserveT_{\mathrm{bankable}} = T_{\mathrm{physical}} \cdot \eta_{\mathrm{recovery}} \cdot \eta_{\mathrm{purification}} \cdot \eta_{\mathrm{measurement}} \cdot \eta_{\mathrm{containment}} \cdot \eta_{\mathrm{regulatory}} - T_{\mathrm{MUF}} - T_{\mathrm{reserve}}Tbankable​=Tphysical​⋅ηrecovery​⋅ηpurification​⋅ηmeasurement​⋅ηcontainment​⋅ηregulatory​−TMUF​−Treserve​

ここで、各係数は次を意味する。

記号	意味
ηrecovery\eta_{\mathrm{recovery}}ηrecovery​	ブランケット・配管・冷却材から実際に回収できる割合
ηpurification\eta_{\mathrm{purification}}ηpurification​	外販・再投入に必要な純度へ精製できる割合
ηmeasurement\eta_{\mathrm{measurement}}ηmeasurement​	測定不確かさを考慮した会計上有効な割合
ηcontainment\eta_{\mathrm{containment}}ηcontainment​	容器封入、漏えい試験、保管中損失を考慮した割合
ηregulatory\eta_{\mathrm{regulatory}}ηregulatory​	輸送・移転・輸出入・受入許認可上、移転可能な割合
TMUFT_{\mathrm{MUF}}TMUF​	計量上説明できない、または契約不能な在庫差
TreserveT_{\mathrm{reserve}}Treserve​	自炉の再起動・事故時・停止時に拘束される予備在庫

ここで本質的なのは、Bankable Tritiumは物理量でありながら、会計・規制・契約の関数でもあるという点である。

5. MUF調整済みeTBR

通常のTBRは、次のように書ける。

TBRraw=TbredTburnedTBR_{\mathrm{raw}} = \frac{T_{\mathrm{bred}}}{T_{\mathrm{burned}}}TBRraw​=Tburned​Tbred​​

しかし、私はこれでは不十分だと考える。二重炉ハブで重要なのは、以下である。

eTBRbankable=TbankableTburnedeTBR_{\mathrm{bankable}} = \frac{T_{\mathrm{bankable}}}{T_{\mathrm{burned}}}eTBRbankable​=Tburned​Tbankable​​

さらに、純粋核融合炉へ外部供給できる余剰は、

ΔeTBRbankable=eTBRbankable−1−ϵself−ϵreserve\Delta eTBR_{\mathrm{bankable}} = eTBR_{\mathrm{bankable}} - 1 - \epsilon_{\mathrm{self}} - \epsilon_{\mathrm{reserve}}ΔeTBRbankable​=eTBRbankable​−1−ϵself​−ϵreserve​

である。

ここで、ϵself\epsilon_{\mathrm{self}}ϵself​ は自炉運転継続に必要な燃料サイクル拘束分、ϵreserve\epsilon_{\mathrm{reserve}}ϵreserve​ は再起動・事故時・計量差吸収用の予備である。

私は、これをさらにMUFで補正する。

ΔeTBRMUF=ΔeTBRbankable−MUFTTburned\Delta eTBR_{\mathrm{MUF}} = \Delta eTBR_{\mathrm{bankable}} - \frac{MUF_T}{T_{\mathrm{burned}}}ΔeTBRMUF​=ΔeTBRbankable​−Tburned​MUFT​​

この値が正でなければ、その二重炉は「トリチウム・ハブ」ではなく、単に自己維持を目指す炉である。

6. なぜMUFが市場価値を破壊するのか

MUFは、発電工学では小さな誤差に見える。しかし、トリチウム・ハブでは市場価値そのものを削る。

たとえば、ハブが10kgのトリチウム在庫を管理しており、計量不確かさが2%だとする。この場合、±200g相当の不確かさが生じる。もし年間外販可能量が3kgなら、200gは外販量の6.7%に相当する。投資家、保険会社、規制当局、受入側核融合炉は、この200gを「あるもの」として契約できない。

つまり、TBRを1.20にするより、MUFを1%下げる方が経済価値を持つ局面があり得る。

私は、この点こそがニッチだが決定的だと考える。核融合研究は、TBR、小型化、Q値、ブランケット熱効率を重視してきた。しかし、トリチウム・ハブにおいては、測定不確かさ、帳簿差、容器単位の封印、移送履歴がLCOEと同じくらい重要になる。

7. kg‑T‑year会計

トリチウムは、普通の燃料在庫と違う。半減期12.33年を持つため、保有しているだけで減る。

崩壊定数は、

λ=ln⁡212.33=0.0562 year−1\lambda=\frac{\ln 2}{12.33}=0.0562 \ \mathrm{year}^{-1}λ=12.33ln2​=0.0562 year−1

である。

在庫 IT(t)I_T(t)IT​(t) は、

IT(t)=IT(0)e−λtI_T(t)=I_T(0)e^{-\lambda t}IT​(t)=IT​(0)e−λt

で減衰する。

5年間保有すれば、

1−e−0.0562×5=0.2451-e^{-0.0562\times 5}=0.2451−e−0.0562×5=0.245

となり、約24.5%が物理的に減衰する。

したがって、トリチウム・ローンでは、単に「5kg貸して5kg返す」だけでは不十分である。契約では、少なくとも次の三つを分ける必要がある。

第一に、物理返済量。第二に、保有期間中の減衰・機会費用。第三に、漏えい・MUF・規制遅延・容器再検査のリスク費用。

私は、このためにkg‑T‑year会計を提案する。

KTY=∫0τLTe−λtdt=LTλ(1−e−λτ)KTY = \int_{0}^{\tau} L_T e^{-\lambda t}dt = \frac{L_T}{\lambda} \left(1-e^{-\lambda \tau}\right)KTY=∫0τ​LT​e−λtdt=λLT​​(1−e−λτ)

ここで、LTL_TLT​ は貸与トリチウム量、τ\tauτ は貸与期間である。kg‑T‑yearは、トリチウムを一定期間占有することの燃料流動性コストを表す。

8. 廃棄物担保型トリチウム・ローン

私は、二重炉ハブの収益構造を、次のように設計する。

純粋核融合炉事業者は、起動前にハブからトリチウムを借りる。二重炉ハブは、MA処理委託料、売電収入、政府備蓄契約、容量契約を担保に、そのトリチウム在庫を維持する。純粋核融合炉が安定運転し、自炉ブランケットで余剰Tを生産できるようになれば、減衰・リスク補正後の条件で返済する。

この仕組みを私は、Waste‑Backed Tritium Loan と呼ぶ。

この制度の革新性は、核分裂側の負債を、核融合側の燃料制約を解く信用に変える点である。

世界には大量の使用済燃料・放射性廃棄物があり、各国は長期管理費用を負担している。IAEAは、放射性廃棄物は長期的に人と環境を守る形で安全管理・処分されなければならないと整理している。

私は、この長期負担を単なるコストではなく、二重炉ハブの安定収益に変えられると考える。MA処理契約が長期・規制付き・公共性の高いキャッシュフローを生むなら、それはトリチウム貸与事業の担保になる。

9. 二重台帳プラントの設計

私は、トリチウム・ハブ型二重炉を、次の二つのMaterial Balance Systemで設計する。

9.1 Tritium Material Balance Areas, T‑MBA

トリチウムについては、以下のT‑MBAを置く。

T‑MBA	対象
T‑MBA‑1	リチウム増殖ブランケット
T‑MBA‑2	トリチウム抽出ループ
T‑MBA‑3	精製・同位体分離系
T‑MBA‑4	金属水素化物等の貯蔵系
T‑MBA‑5	貸与用封印容器庫
T‑MBA‑6	排気・空気除染・水除染系
T‑MBA‑7	廃棄物移行・保守残留T管理系

各T‑MBAで、次を測る。

BIT+PT+IT−OT−EIT−LT=MUFTBI_T + P_T + I_T - O_T - EI_T - L_T = MUF_TBIT​+PT​+IT​−OT​−EIT​−LT​=MUFT​

記号	意味
BITBI_TBIT​	期首在庫
PTP_TPT​	期中生成
ITI_TIT​	受入量
OTO_TOT​	払出量
EITEI_TEIT​	期末在庫
LTL_TLT​	崩壊・処理損失・規制上認められる損失
MUFTMUF_TMUFT​	会計上説明できない差分

ここで、MUF_Tをゼロにすることは現実的でない。しかし、契約可能な範囲へ下げることは必須である。

9.2 Actinide Material Balance Areas, A‑MBA

アクチニドについては、以下を管理する。

A‑MBA	対象
A‑MBA‑1	MA受入・前処理
A‑MBA‑2	燃料カセット製造
A‑MBA‑3	サブクリティカル照射カセット
A‑MBA‑4	冷却・崩壊熱管理
A‑MBA‑5	残渣分離・分析
A‑MBA‑6	最終廃棄物分類
A‑MBA‑7	保障措置・封印・監査

アクチニド台帳では、質量だけでなく、核種ベクトルを追う。

A=(Np,Am,Cm,Pu,U,FP,…)\mathbf{A} = (Np, Am, Cm, Pu, U, FP, \ldots)A=(Np,Am,Cm,Pu,U,FP,…)

照射後は、

Aout=F(Ain,Φ(E),t,P,T)\mathbf{A}_{out} = \mathcal{F} (\mathbf{A}_{in}, \Phi(E), t, P, T)Aout​=F(Ain​,Φ(E),t,P,T)

となる。

ここで価値があるのは、単にMAを減らすことではない。処分場負担、発熱、長期放射毒性、残渣分類を変えることである。

10. 概念計算：0.5GWthハブのBankable Tritium

ここで、私は概念計算を示す。これは設計値ではなく、論文中で検証すべき仮説モデルである。

前提は以下である。

項目	値
融合中性子源出力	0.5 GWth
設備利用率	75%
1GWth年あたりT燃焼量	56 kg
年間T燃焼量	21.0 kg/年
raw余剰TBR	+0.25
raw余剰T生成量	5.25 kg/年
回収係数	0.90
精製係数	0.98
計量係数	0.97
規制・容器係数	0.95
自炉予備・MUF差引	1.0 kg/年

Bankable化係数は、

0.90×0.98×0.97×0.95=0.8120.90 \times 0.98 \times 0.97 \times 0.95 = 0.8120.90×0.98×0.97×0.95=0.812

したがって、

5.25×0.812=4.26 kg/year5.25 \times 0.812 = 4.26 \ \mathrm{kg/year}5.25×0.812=4.26 kg/year

ここから自炉予備・MUF差引1.0kg/年を除くと、

Ybankable=3.26 kg/yearY_{\mathrm{bankable}} = 3.26 \ \mathrm{kg/year}Ybankable​=3.26 kg/year

となる。

純粋核融合炉の初期在庫需要を8kg/GWeと置くと、

TTM=3.268=0.41 GWe/yearTTM= \frac{3.26}{8} = 0.41 \ \mathrm{GWe/year}TTM=83.26​=0.41 GWe/year

である。

つまり、0.5GWth級の二重炉ハブ一基でも、条件が整えば、約2.4年で1GWe級の純粋核融合炉の起動在庫を支える可能性がある。これは売電量とは別の価値である。

11. 感度分析：最も効く変数はTBRではなくBankabilityである

以下は概念感度である。

ケース	raw余剰TBR	Bankability係数	予備・MUF差引	Bankable T	TTM、8kg/GWe
A：高TBR・低会計精度	0.30	0.65	1.5 kg	2.60 kg/年	0.33
B：中TBR・高会計精度	0.25	0.812	1.0 kg	3.26 kg/年	0.41
C：低TBR・極高会計精度	0.20	0.90	0.5 kg	3.28 kg/年	0.41
D：高TBR・高MUF	0.35	0.70	3.0 kg	2.15 kg/年	0.27

この表から、私は重要な結論を得る。

二重炉ハブでは、raw TBRを上げるより、Bankability係数を上げ、MUFと予備拘束を下げる方が、外販可能Tを増やす場合がある。

これは、核融合燃料サイクル研究にとって極めてニッチだが重要な視点である。ブランケット物理だけでなく、抽出、精製、測定、容器、監査、契約が、炉の社会的価値を決める。

12. Tritium Passport の制度設計

私は、Tritium Passportを二重炉ハブの中核制度に置く。

各トリチウム容器には、以下の情報を紐づける。

分類	記録項目
生成履歴	生成炉、ブランケット領域、生成時刻、推定中性子束
抽出履歴	抽出装置、抽出時間、回収率、滞留時間
精製履歴	D/T/H比、He、不純物、水分、HTO比
計量履歴	PVT測定、質量分析、校正履歴、測定不確かさ
容器履歴	容器ID、材料、封印、リーク試験、再検査期限
減衰履歴	生成日、基準日、減衰補正係数
契約履歴	貸与先、期間、返済条件、担保、保険
規制履歴	輸送許可、受入許可、監査ログ
異常履歴	漏えい、再精製、品質逸脱、MUF関連イベント

このPassportは、単なるデジタル台帳ではない。トリチウムをBankable Assetに変える証券化インフラである。

13. トリチウム貸与契約の骨格

私は、トリチウム貸与契約を次のように設計する。

Contract=(LT,τ,QT,σM,Cvessel,RT,Collateral,Insurance)Contract = (L_T, \tau, Q_T, \sigma_M, C_{vessel}, R_T, Collateral, Insurance)Contract=(LT​,τ,QT​,σM​,Cvessel​,RT​,Collateral,Insurance)

変数	意味
LTL_TLT​	貸与トリチウム量
τ\tauτ	貸与期間
QTQ_TQT​	同位体純度・品質条件
σM\sigma_MσM​	測定不確かさ許容値
CvesselC_{vessel}Cvessel​	容器規格・返却条件
RTR_TRT​	返済量・返済時期
Collateral	担保、政府保証、容量契約
Insurance	漏えい、規制遅延、返済不能保険

返済条件は、単純な物理kgだけでなく、kg‑T‑year、減衰、機会費用、MUFマージンを反映させるべきである。

14. MA処理とトリチウム信用の結合

私は、ここに二重炉独自の経済設計があると考える。

純粋核融合炉は、初期トリチウムを必要とするが、起動前には十分な収益を持たない。一方、核分裂事業者や廃棄物管理機関は、使用済燃料・MA管理という長期負債を持つ。二重炉ハブは、MA処理契約を長期収益として持ち、その信用でトリチウム在庫を維持し、純粋核融合炉へ貸与する。

この構造では、二重炉の価値は三者間で成立する。

主体	支払うもの	受け取るもの
核分裂事業者	MA処理委託料	処分場負担低減、残渣品質保証
二重炉ハブ	中性子、処理能力、台帳管理	処理収益、売電収益、燃料貸与収益
純粋核融合事業者	トリチウム貸与料、返済義務	起動在庫、時間短縮、燃料信用

私はこれを、Waste‑to‑Tritium Credit Conversion と呼ぶ。

15. 規制上の論点

ここで私は、過大な断定を避ける。現時点で、融合・分裂ハイブリッド炉が各国でどの規制分類に置かれるかは、個別制度・設計・燃料内容に依存し、一般形としては確認できない。

米国については、NRCが2026年2月に核融合装置向けのbyproduct material framework拡張案を公表している。しかし、MA燃料を含むサブクリティカル核分裂ブランケットを統合した二重炉ハブが、この枠組みだけで扱われるとは確認できない。むしろ、核融合装置、核分裂性物質、放射性廃棄物、トリチウム、輸送、保障措置、廃止措置の複合規制になる可能性が高い。

したがって、私は二重炉ハブの規制戦略を、炉完成後ではなく概念設計段階から始めるべきだと考える。必要なのは、次である。

トリチウム安全ケース漏えい、透過、火災時酸化、排水・排気移行、除染能力。

MA安全ケース未臨界度、誤装荷、冷却喪失、崩壊熱、燃料カセット破損。

相互作用安全ケース融合側停止が核分裂ブランケットに与える影響、核分裂側冷却喪失がトリチウム抽出系に与える影響。

台帳安全ケースMUF、測定系故障、容器封印破損、トリチウム返済不能、監査ログ改ざん。

これは、従来の原子炉安全解析でも、従来の核融合安全解析でもない。私はこれを、Fuel‑Accountability Safety Case と呼ぶ。

16. 研究方法：この論文を実証研究へ落とすなら

私は、このテーマを単なる構想論で終わらせないため、次の研究設計を提案する。

16.1 ニュートロニクス・燃焼計算

OpenMC、MCNP、Serpent等で、サブクリティカルMAカセットとリチウム増殖層を連成評価する。目的は最高TBRではなく、raw TBR、MA破壊率、発熱分布、遮蔽、残渣核種ベクトルを同時に得ることである。

16.2 トリチウム滞留・抽出モデル

ブランケット、配管、ポンプ、膜、貯蔵ベッド、除染系ごとに、滞留時間分布を持たせる。

Trecovered(t)=∫0tGT(τ)R(t−τ)dτT_{\mathrm{recovered}}(t) = \int_0^t G_T(\tau)R(t-\tau)d\tauTrecovered​(t)=∫0t​GT​(τ)R(t−τ)dτ

ここで、GTG_TGT​ は生成率、RRR は回収応答関数である。

16.3 計量不確かさモデル

各T‑MBAで測定誤差を設定し、MUF分布をモンテカルロで評価する。

MUFT∼N(μ,σ2)MUF_T \sim \mathcal{N}(\mu, \sigma^2)MUFT​∼N(μ,σ2)

Bankable Tは、平均値ではなく、保守的信頼区間で契約する。

Tcontract=Tbook−zασMUFT_{\mathrm{contract}} = T_{\mathrm{book}} - z_{\alpha}\sigma_{MUF}Tcontract​=Tbook​−zα​σMUF​

16.4 市場遅延モデル

純粋核融合炉の起動時期を、トリチウム供給制約でモデル化する。

Starti=min⁡{t:Inventoryavailable(t)≥Istart,i}Start_i = \min \{t: Inventory_{\mathrm{available}}(t) \geq I_{\mathrm{start},i} \}Starti​=min{t:Inventoryavailable​(t)≥Istart,i​}

二重炉ハブ導入時と非導入時で、商業運転開始年の差を比較する。

16.5 リアルオプション評価

核融合炉の起動を前倒しする価値を、売電収益ではなく、資本回収・市場参入・系統容量・脱炭素価値を含むオプション価値で評価する。

17. 投稿論文としての主張

Joule / Energy & Environmental Science 向けには、私は次の主張を前面に出す。

主張1：核融合移行の隠れた制約は、TBRではなくBankable Tritiumである。

主張2：二重炉の価値は、LCOEではなくTTM、すなわちTritium Transition Multiplierで測るべきである。

主張3：MA処理収益は、トリチウム貸与市場の信用担保になり得る。

主張4：トリチウム台帳、MUF、kg‑T‑year、Tritium Passportは、核融合燃料市場の標準インフラになる。

主張5：二重炉は、純粋核融合炉の競合ではなく、純粋核融合炉群を起動させる燃料銀行である。

18. 反証可能性

私は、この仮説が間違いになる条件も明確にしておく。

第一に、純粋核融合炉の初期トリチウム需要が1kg/GWe未満まで下がる場合。

第二に、D‑D、D‑3^33He、p‑11^{11}11B等の非D‑T炉が主流化し、トリチウム初期在庫が市場制約でなくなる場合。

第三に、既存重水炉または専用生産施設が、低コスト・低規制負担でkg〜10kg/年級の民生トリチウムを供給できる場合。

第四に、二重炉のMA燃料製造、再処理、保障措置、安全ケース費用が高すぎ、トリチウム貸与価値と廃棄物処理価値を上回る場合。

第五に、eTBRが1を十分に超えず、MUFと予備在庫を差し引くとBankable Tが残らない場合。

第六に、トリチウム会計の測定不確かさが大きすぎ、商業契約や規制監査に耐えない場合。

このため、実証すべき最重要KPIは、raw TBRではなく、次である。

eTBRMUFeTBR_{\mathrm{MUF}}eTBRMUF​ TbankableT_{\mathrm{bankable}}Tbankable​ MUFTMUF_TMUFT​ kg-T-year costkg\text{-}T\text{-}year \ costkg-T-year cost TTMTTMTTM

19. 結論

私は、融合・分裂ハイブリッド炉を、従来型の発電所でも、単なるMA焼却炉でも、TBR実証炉でもなく、トリチウム台帳工学を中心に据えた核融合燃料銀行として設計すべきだと結論づける。

核融合実用化で本当に不足するのは、物理的に生成されたトリチウムではない。足りないのは、契約できるトリチウムである。計量され、封印され、減衰補正され、貸与され、返済され、監査されるトリチウムである。

二重炉ハブの本質的な価値は、ここにある。D‑T融合中性子でMAを処理し、その長期バックエンド収益を担保に、純粋核融合炉へ起動トリチウムを貸す。純粋核融合炉が安定運転に入れば、余剰トリチウムを返済する。この循環ができれば、少量のトリチウム在庫でも、多数の核融合炉を順次起動できる。

私は、核融合社会への移行を加速する鍵は、最初に最安の電力を売る炉ではなく、最初に他の炉を起動できる燃料信用を作る炉だと考える。

その意味で、二重炉は「中性子の炉」ではない。

二重炉は、時間を売る炉である。

トリチウム不足で5年遅れる核融合炉を、2年早く動かす。MA処理で処分場負担を軽くする。kg単位の燃料在庫を、金融・規制・技術の三層で流動化する。

これが、私が提案するニッチな角度での結論である。

The Fusion–Fission Hybrid as a Tritium Ledger Hubすなわち、二重炉は、2050年の核融合移行において、発電所ではなく、燃料台帳、廃棄物台帳、信用台帳を統合する社会インフラになる。