非核化達成のための要因分析と技術的プロセスに関する研究; 北朝鮮の事例調査

田崎 真樹子; 清水 亮; 木村 隆志; 須田 一則

JAEA-Review 2024-043, 91 Pages, 2024/12

JAEA-Review-2024-043.pdf:2.68MB

2018年度から開始した「非核化達成のための要因分析と技術的プロセスの研究」の一環で、朝鮮民主主義人民共和国(以下、「北朝鮮」という。)の核開発及び非核化の事例を調査し(ただし2018年に米朝交渉が開始される前まで)、8つの非核化要因((1)核開発の動機、(2)非核化を決断した際の内外情勢、(3)核開発の進捗度、(4)制裁の効果、(5)非核化の国際的枠組み、(6)非核化のインセンティブ、(7)非核化の方法、(8)非核化の検証者、検証方法)から分析し、得られる非核化の教訓を考察した。北朝鮮は朝鮮戦争以降、国家安全保障の確保、国家の威信及び金体制の維持・強化のため、核開発を進めて外交交渉を北朝鮮の有利に導く切り札としての核兵器を取得し、現在まで計6回の核実験を実施するに至った。その間国際社会は、南北朝鮮間の「朝鮮半島非核化宣言」、米朝間の「合意された枠組み」、さらに六者会合による「第4回六者会合に関する共同声明」及び左記声明に基づく「初期段階の措置」と「第二段階の措置」等に基づく北朝鮮の非核化に向けた国際的枠組みを形成した。加えて国連安全保障理事会(以下、「国連安保理」という。)決議に基づく経済制裁や、米国トランプ政権も「最大限の圧力」政策に基づく制裁で北朝鮮の非核化を推進しようとしたが、いずれも結果的には成功しなかった。2024年時点では北朝鮮が既に核兵器を保有していることから、同国の非核化は決して容易ではなく、北朝鮮をそのための外交交渉のテーブルに着かせることさえ難しいと思われる。しかし国際社会は、北朝鮮に対して核不拡散に係る国際規範の遵守の必要性を粘り強く主張すると共に、国連安保理常任理事国である5核兵器国の協調・協力による「抜け穴」を生じさせない強固な制裁の履行や、六者会合で示された「約束対約束、行動対行動」の原則に基づく北朝鮮の非核化の措置に即応し、確実な検証を伴った制裁の段階的な解除の実施など、将来的な「完全、検証可能かつ不可逆的な非核化(CVID: Complete, Verifiable, and Irreversible Dismantlement)」の実現に向けた措置を1つ1つ確実・着実に実施して行くための努力を継続していくことが必要となろう。

イランのウラン濃縮の現状について

清水 亮

第45回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2024/11

イランは、2019年5月以降、JCPOAの合意の履行を段階的に停止し、濃縮ウランの保有量及びウラン濃縮度の制限を超えたウラン濃縮活動を行っている。現在、イランは追加議定書の暫定的適用を停止しており、IAEA事務局長報告等から得られる情報は限られているが、イランの遠心分離機、濃縮能力、ブレイクアウトタイム及び今後の推移について分析を行った結果を報告する。

Degradation of a lithium cobalt oxide cathode under high voltage operation at an interface with an oxide solid electrolyte

伊藤 耕太郎*; 田村 和久; 清水 啓佑*; 山田 悟史*; 渡邊 健太*; 鈴木 耕太*; 菅野 了次*; 平山 雅章*

RSC Applied Interfaces (Internet), 1(4), p.790 - 799, 2024/04

https://doi.org/10.1039/D3LF00251A

LiCoOはリチウムイオン電池の正極材料として広く使われている材料である。しかしながら、電解質の酸化分解により、高電圧領域での可逆容量はよくわかっていない。本研究では、LiCoOとLiPOをエピタキシャル成長させて作成した高電圧(4.6V)で動作する薄膜全固体電池の作成に成功した。一方で、4.7V以上では、充放電容量は減少した。放射光を用いたX線回折実験を行い、LiCoOの結晶構造がO1型に変化することで不活性化することがわかった。O1型構造では、層間距離が短くなっており、Liイオンのインターカレーションが阻害されている可能性が示唆された。

Intercalative and non-intercalative photo-recharge using all-solid-state cells for solar energy conversion and storage

吉本 将隆*; 田村 和久; 渡邊 健太*; 清水 啓佑*; 堀澤 侑平*; Kobayashi, Takeshi*; Tsurita, Hanae*; 鈴木 耕太*; 菅野 了次*; 平山 雅章*

Sustainable Energy & Fuels (Internet), 8(6), p.1236 - 1244, 2024/03

https://doi.org/10.1039/D3SE01636F

1つのデバイスで、効率的に太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換可能である光再充電システムは、太陽光を効率的に使用するのに重要である。光-(デ)インターカレーションは、光再充電システムの機能において重要な役割を果たしている。しかしながら、光-(デ)インターカレーション過程は、電解液の分解や電極材料の溶出などの副反応などのため、いまだ十分に理解されていない。本研究では、エピタキシャル成長させて作成したNbドープのアナターゼTiO薄膜から構成される薄膜全固体電池を用いて光応答Liデインターカレーションに成功したことを示す。光照射下、放電時は、Liのデインターカレーションが起き、引き続いて、可逆的にTiOにインターカレーションする。さらに、光照射下では、充電容量の一部はキャパシタと同様、インターカレーションに寄らない電子移動に基づいていることがわかった。

非核化達成のための技術的プロセスに関する研究,1; 高濃縮ウランの廃棄・検証

中谷 隆良; 清水 亮; 田崎 真樹子; 木村 隆志; 堀 雅人

第44回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 3 Pages, 2023/11

本研究では、非核化達成に必要な、核関連施設、核物質の廃棄・検証の技術プロセスの検討を行っている。今回、核兵器に利用する高濃縮ウランの廃棄のための技術的措置や検証方法について、効果・効率性の観点で整理・考察する。

PANDORA Project for the study of photonuclear reactions below

民井 淳*; Pellegri, L.*; Sderstrm, P.-A.*; Allard, D.*; Goriely, S.*; 稲倉 恒法*; Khan, E.*; 木戸 英治*; 木村 真明*; Litvinova, E.*; et al.

European Physical Journal A, 59(9), p.208_1 - 208_21, 2023/09

https://doi.org/10.1140/epja/s10050-023-01081-w

光核反応は原子核構造の観点からも応用の観点からも重要であるにも関わらず、その反応断面積は未だに不定性が大きい。近年、超高エネルギー宇宙線の起源を探るために、鉄よりも軽い原子核の光核反応断面積を正確に知る必要が指摘されている。この状況を打破するため、原子核物理の実験、理論、宇宙物理の共同研究となるPANDORAプロジェクトが始まった。本論文はその計画の概要をまとめたものである。原子核実験ではRCNP、iThembaによる仮想光子実験とELI-NPによる実光子実験などが計画されている。原子核理論では、乱雑位相近似計算、相対論的平均場理論、反対称化分子動力学、大規模殻模型計算などが計画されている。これらで得られた信頼性の高い光核反応データベースと宇宙線伝搬コードを組み合わせ、超高エネルギー宇宙線の起源の解明に挑む。

非核化達成のための要因分析と技術的プロセスに関する研究; 南アフリカの事例調査

田崎 真樹子; 木村 隆志; 清水 亮; 玉井 広史; 中谷 隆良; 須田 一則

JAEA-Review 2022-056, 54 Pages, 2023/01

JAEA-Review-2022-056.pdf:1.86MB

2018年度から開始した「非核化達成のための要因分析と技術的プロセスに関する研究」の一環で、南アフリカの核開発及び非核化の事例を調査し、それらを7つの非核化要因((1)核開発の動機、(2)非核化決断時の内外情勢、(3)核開発の進捗度、(4)制裁の効果、(5)非核化のインセンティブ、(6)非核化の国際的枠組、(7)非核化の方法及び非核化の検証)から分析すると共に、同国の非核化の特徴及び非核化からの教訓を導いた。南アフリカは、1970年代にその原子力活動を、「平和的核爆発」の研究開発から、「限定的な核抑止力」の開発へ、さらに「運搬可能な核兵器」の製造に移行させ、1980年代後半までに自主開発・生産した高濃縮ウランを使用し6つの核爆発装置を完成させた。しかし1989年にアパルトヘイト政策の撤廃と共に非核化を決断し、自ら核爆発装置及び関連施設等を廃棄し、核兵器不拡散条約に加入して国際原子力機関(IAEA)と包括的保障措置協定(CSA)を締結・発効させ、IAEAの検証を受け、その後、核開発のペナルティを受けることなく非核兵器国として国際社会に復帰した。以降、南アフリカは現在に至るまで原子力の平和的利用を継続している稀有な国であり、特にその自主的な非核化は今後必要とされ得る非核化の参考例になると思われる。南アフリカが非核化を決断した主な要因は、冷戦緩和に伴う南部アフリカ地域の安全保障環境の改善であり、それに加え、同国のデ・クラーク大統領が、主にアパルトヘイト政策に起因する制裁等により余儀なくされていた国際的な孤立状態の改善と、国内の政治・経済の疲弊状態からの脱却が必要であるとの強い意志を抱いていたことである。そしてデ・クラーク大統領がその意志を貫くには、アパルトヘイト制度の撤廃と共に非核化の完遂が必要不可欠であった。今後必要とされ得る非核化の検証の観点からの教訓としては、検証の正確性及び完全性の向上を図る上で、核兵器等の廃棄と同時並行的に検証活動を行う必要があること、また非核化対象国による核物質等の隠蔽(未申告)を防止するために、非核化対象国が検証前にIAEAとCSAに加え追加議定書を締結することが望ましい。さらに非核化の方法について、核兵器(核爆発装置を含む)及び関連資機材や施設の廃棄等の他に、核活動に携わった技術者や科学者が有する核関連の技術やノウハウの拡散を防ぐ手段が必要とされることが挙げられる。

非核化達成のための技術的プロセスに関する研究,3; 原子炉施設の廃棄・検証

中谷 隆良; 清水 亮; 田崎 真樹子; 木村 隆志; 堀 雅人

第43回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2022/11

非核化は、核開発の検証と核兵器(核爆発装置を含む)、核兵器に利用可能な核物質(HEU及びPu)及びそれらの製造施設・設備・機器及び資機材等を、凍結,無能力化,廃止措置し、それらを検証することである。本研究では、原子炉施設の非核化を達成するために、民生利用,凍結,無能力化,廃止措置の選択肢における技術的措置や検証方法について検討し、効果的・効率的な観点で技術的プロセスを整理・考察する。

非核化達成のための技術的プロセスに関する研究,1; 非核化のプロセスと技術的措置

田崎 真樹子; 中谷 隆良; 清水 亮; 木村 隆志; 堀 雅人

第43回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2022/11

非核化は、非核化実施以前の核活動の検証と、以降の核兵器、核兵器に利用可能な核物質(HEU, Pu)及びそれらの製造施設・設備・機器及び資機材等を凍結,無能力化,廃止措置しそれらを検証することである。本研究では、核物質及び原子力施設の非核化の前提として、また以前実施した非核化の事例調査結果や関連文献を参考にして、非核化のプロセスとその技術的措置のオプションの内容及び考慮すべき事項等について考察した。

非核化達成のための技術的プロセスに関する研究,2; ウラン濃縮施設の廃棄・検証

堀 雅人; 田崎 真樹子; 中谷 隆良; 清水 亮; 木村 隆志

第43回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2022/11

将来の非核化を想定し、原子力機構では、非核化を効果的・効率的に達成するための技術的プロセスについて研究を行っている。本発表は、ウラン濃縮施設の非核化のオプションとして、民生利用、凍結、無能力化、廃止措置、国外搬出を想定し、各々の措置の効果(不可逆性)と措置に必要なリソース、また、検証に必要なリソースについて定量的に評価した結果を報告するものである。