核能是实现脱碳化的有力选择，不仅可以用于发电，而且有可能用于包括热利用等在内的广泛领域中。但是，关于核能的利用，受福岛第一核电站事故（以下简称“福一事故”）的影响，需要兼顾极高的安全性和能够与其他能源竞争的经济性。除了传统的大中型压水反应堆和在日本的燃料循环政策下开发的快速反应堆之外，三菱重工还将小型压水反应堆、高温气冷反应堆和微型反应堆定位为“未来反应堆”，并对其进行开发以满足未来的各种需求。本文中将对这三种未来反应堆的特点、优点和采用的技术等进行说明。
1、前言
核能的使用是实现脱碳的有力选择之一，而脱碳是近年来最大的社会需求之一。核能不仅可以用于发电，还可以代替化石燃料应用于更多的领域，例如，供给热能（制氢、寒冷地区等），向难以提供燃料的灾区、偏远地区、偏远岛屿等提供能源等。此前，建立具有规模优势的大型发电厂普遍受到青睐，但是最近，随着面向未来的分布式电源和热利用等社会需求的多样化，具有简单且紧凑结构的创新型核反应堆备受关注。这些反应堆也被称作SMR（Small Modular Reactor），存在几种类型。三菱重工将这种创新型核反应堆定位为未来反应堆，特别是针对小型压水反应堆、高温气冷反应堆和微型反应堆，正在根据日本政策进行大力开发。
2、关于三菱未来反应堆的开发
未来反应堆所要求的条件是确保其社会实施所带来的价值（用途）、支撑其发展的经济性，此外最重要的是要确保其安全性，能够被公众所接受。关于被定位为未来反应堆的小型压水反应堆、高温气冷反应堆和微型反应堆，三菱重工在时刻考虑以上条件的同时，正在对其概念和规格进行探讨，以确保与其他能源的经济竞争力。特别是在日本，作为地震多发国家，而且由于福一事故制定了世界上最严格的抗震和安全法规，因此兼顾安全性和经济性尤为重要。从开发的初期阶段开始，三菱重工就认识到了这一点，因此正在努力开发创建出能够被社会认可的概念和规范。
3、小型压水反应堆（1）
除了目前主流的大中型核电厂外，小型压水反应堆还有望作为无碳电源投入实际使用，该无碳电源主要用于新兴国家和电网不发达地区等小型电网。此外，小型压水反应堆作为面向偏远孤岛、海岛地区以及灾区的紧凑型移动电源的需求也备受期待，目标是结合这些用途，实现约30万kWe以下的小规模输出功率。小型压水反应堆的特征为：①输出规模小，因此具有固有的安全性，并以此为基础，简化了事故发生时的核反应堆冷却安全系统；②采用模块设计进行工厂制造，并缩短了现场建设工程等。
到目前为止，三菱重工在日本参与了24座PWR（压水反应堆：Pressurized Water Reactor）的建设和维护，在提高安全性和可靠性、并实现长期持续使用方面积极进行技术开发的同时，还致力于包括小型反应堆在内的各种创新型核能技术开发。其中，小型反应堆的开发早于压水反应堆的引进，最先开发了核能船“陆奥号”（1967年～1972年；日本核能船开发事业团）的动力反应堆，之后致力于开发一体化模块化反应堆IMR（Integrated Modular Water Reactor），不仅进行了概念设计，还对小型一体化反应堆的特征性基础技术进行了实证测试，积累了相关开发知识。基于这些开发知识，在充分利用已有实绩的PWR特性的同时，根据用途采用小型反应堆特有的安全设计和模块设计等，从而不仅可用作小型电网电源，还可满足偏远孤岛、海岛等电网极小地区的电源供应和灾区的应急电源供应以及船舶动力等的需求，因此三菱重工正在致力于开发一种模块化压水反应堆（船载反应堆）。图1示出小型压水反应堆开发的概念图。
图1. 小型压水反应堆开发的概念图
作为发电用小型压水反应堆、移动式小型压水反应堆的通用概念，采用将传统PWR的初级冷却剂环路（大口径管道）和初级系统的主要设备（蒸汽发生器、初级冷却剂泵、加压器等）整合到核反应堆容器中的一体化核反应堆。由此，原则上消除了由初级冷