原子力潜水艦に纏わる話

えーと、空気を変えるために別の話題を。え？何の「空気」かって？そりゃ、話題転換的な意味で理解いただければそれでよし、ということで。

英国、英BAEに7200億円　「オーカス」の新型原潜開発

2023年10月2日 17:54

英国防省は1日、新型原子力潜水艦の設計・建造をめぐり、英航空・防衛大手のBAEシステムズに39億5000万ポンド（約7200億円）の資金提供を発表した。新型原潜は米英とオーストラリアの安全保障の枠組み「AUKUS（オーカス）」の下で、英豪が運用する計画だ。南シナ海の軍事強化を進める中国をけん制する狙いがある。

日本経済新聞より

はい、みんな大好き潜水艦の話題だ。1月前の記事なのはご愛敬である。

自衛隊は原子力潜水艦を保有すべきか

原子力潜水艦の建造費・維持費

引用記事はイギリス政府が新型原子力潜水艦の開発の為に、BAEシステムズ社に資金提供をしたという内容だ。

BAEシステムズ社は、潜水艦建造のノウハウを持った巨大企業だが、この話はAUKAS（オーストラリア・イギリス・アメリカ）の枠組みで開発している原子力潜水艦に絡んだ話である。

イギリスも新しい原子力潜水艦が欲しいらしいね。

では、原子力潜水艦を作るにはどの程度のコストが必要なのだろうか。

平均建造費用7,700億円、米海軍がコロンビア級原潜の調達を開始

米海軍は5日、コロンビア級弾道ミサイル原子力潜水艦建造のため94.7億ドルの契約をジェネラル･ダイナミクス･エレクトリック･ボートに与えたと発表した。

grandfleet.info

色々な資料はあるのだが、攻撃型原子力潜水艦は概ね8,000億円程度の建造費がかかり、維持費に3,000億円程度の費用がかかると言われている。

コロンビア級原子力潜水艦

なお、例えばアメリカの次期戦略原子力潜水艦だが、建造費は1隻あたり91.5億ドル（1兆3700億円程度）で、維持費に関しては数字を見つけられなかったが年間3,000億円程度は必要だろうと予想される。

このようにお高い原子力潜水艦だが、アメリカ海軍は12隻程度は建造する予定としていて、既に18隻のオハイオ級潜水艦を運用しているのでまあまあ潜水艦にお金を注ぎ込んでいる状況ではある。

オーストラリアは必要とする費用で頭を抱える

で、当然、新たな原子力潜水艦を買おうとしているオーストラリアは、費用を賄うので苦慮しているようだ。

巨額費用や核のごみ　豪、原潜導入で難題山積

2023年03月19日06時55分

米英とオーストラリア３カ国の安全保障枠組み「ＡＵＫＵＳ（オーカス）」の下で原子力潜水艦を導入する豪州。３０年間に最大３６８０億豪ドル（約３３兆円）と見積もられる巨額費用をどう賄うかや、核のごみの処分など難題が山積している。

時事通信より

オーストラリアは日本よりも核エネルギーにアレルギーがあるようで、原子力発電所すら保有していない。いや、燃料のウランは掘っているんですけどね。

とはいえ、原子力潜水艦を運用するとすれば、建造費・運用費、そして核廃棄物の処理などのことも考えねばならない。

だが、財源の大半は見通しが立っていない。豪政府は原潜配備のため、国内総生産（ＧＤＰ）の０．１５％分を毎年充当する方針だが、費用全体の４分の１程度にすぎない。２１年のＡＵＫＵＳ結成の際に破棄したフランスの通常型潜水艦配備計画用に積み立てた資金を回せるが、費用の１割弱にとどまる。

豪政府は、国防装備の他の費目を削ることを視野に入れるが、野党・自由党は「共食いは許されない」と反発。福祉予算のカットなどが浮上している。

時事通信より

いやーどうするんですかね？予算の方はなかなか確保に苦慮しそうである。途中で「やーめた」といっても、それなりの費用を支払わねばならないだろうしね。

また、原潜の核燃料には高濃縮ウランが使われ、退役後に出る高レベル放射性廃棄物の厳重な管理も迫られる。天然ウランと同程度の放射線レベルに戻るには１２万年かかるという。豪政府は人里離れた国有地に処分場を設ける方針で、来年にも場所を選定する運びだが、地元との調整が難航する可能性もある。

時事通信より

放射性廃棄物については、正直に言うと覚悟を決めて保管する場所を確保するしかない。容器ごと保管する方針で長期保存か、砂漠の地下に埋めるくらいが適切なんじゃないかな。オーストラリアは広大なので、コイツについては余り心配する必要はないだろう。

岸田氏は原子力潜水艦保有に否定的

なお、日本もAUKUSに参加してJAUKUSにすべきじゃないかという議論があるが、岸田氏は否定的である。

岸田首相、原子力潜水艦の保有に慎重　「コスト莫大」

2022年6月19日 11:32

岸田文雄首相（自民党総裁）は19日のフジテレビ番組で、原子力潜水艦の保有に慎重な考えを示した。「莫大なコストと多くの開発までの人員が必要となる。その前にやるべきことはあるのではないか」と指摘した。保有の是非を聞かれて答えた。

日本経済新聞より

コストがかかるのは前述通りなので、間違っていないと思う。日本の運用的には、原子力潜水艦が「どうしても欲しい」というわけではないんだ。

国内最大級の潜水艦「らいげい」進水式　防衛省へ2025年引き渡し

2023年10月17日 18時30分

川崎重工業の神戸工場（神戸市中央区）で17日、国内最大級で新型エンジンを採用した、防衛省向けの潜水艦「らいげい（雷鯨）」（基準排水量約3千トン）の命名・進水式があり、関係者ら約1400人が集まった。同社が戦後に建造した潜水艦は、これで計31隻となった。

防衛省や同社によると、らいげいは全長約84メートル、幅約9メートル、高さ約10メートル。乗員は約70人で、建造費は約702億円。艦名は力の象徴の「雷」と、鯨を組み合わせたという。

朝日新聞より

通常動力型の潜水艦の建造費は700億円程度で、運用的にも海底に潜んでいてズドンというスタイルだ。

ただ、このスタイルは日本の周辺海域を守るだけの話限定で、空母型護衛艦「いずも」や「かが」を運用していくためには、是非ともお供に連れて行きたい。シーレーン防衛という視野に立てば、原子力動力を有する潜水艦は必要だろうなという結論になる。

原子力を動力とした潜水艦を作るのであれば、建造費や運用費も通常動力潜水艦よりは高くなるモノの、攻撃型原子力潜水艦や戦略級原子力潜水艦を建造、運用するよりもかなりお安く出来る。

そして、日本はその為の技術も以前から保有している。実際に原子力動力を船に積んだ実績はあるしね（事故を起こして大騒ぎになったが、実際には放射線が漏れただけで大した問題ではなかった）。核廃棄物に関しては、原子炉を使っているので今更である。

そうすると、一隻作ってみたら良いんじゃないかな。運用費を試算して無理がない範囲だと当たりを付けたら建造してみる。

空母型護衛艦「いずも」や「かが」に随伴させるのであれば、原子力動力を持たせた方が良いし、VLSを搭載することを検討するのであれば、原子力動力も検討すべきなんだろう。

追記

リチウムイオン電池を搭載

さて、潜水艦に搭載する原子力動力に魅力は感じるモノの、潜水艦のストロングポイントを殺してしまうというデメリットを負うことになるのが原子力動力なのだが、その辺りをどうとらえれば良いだろうか。

少々言葉足らずで記事を仕上げてしまったので補足しておきたい。

潜水艦、原子力と通常動力でどう違う？　差異で明らか、日本に原潜が不要な理由

2018.08.24

～～略～～

これだけ広範囲に渡る守備範囲を持つ海上自衛隊ですが、原子力潜水艦は必要ありません。なぜならば、日本の防衛の基本理念が「専守防衛」だからです。

専守防衛を基本理念にしている我が国の海上自衛隊は、自国から遠く離れた海での潜水艦の運用は考えていません。海上自衛隊が相手にするのは、我が国に対して侵略してくる脅威です。そのため、自らが外国に赴いて戦闘するということはないからです。

相手が攻めてくるということは、こちらは相手を待ち受けることになります。そこで役に立つのが、海上自衛隊が保有している通常動力潜水艦なのです。

乗り物ニュースより

「専守防衛」の幻想を抱えていた時代の日本にとって、原子力潜水艦は無用の長物であるという批判が強かった。

これは、静粛性を犠牲にして航行性能・潜航性能を手に入れることはデメリットだからと考えられていたからである。

原子力潜水艦は、長期間に渡って潜航し続けることができますが、難点があります。それは「うるさい」ということです。原子炉で発生させた蒸気を使ってタービンを回し、その力でプロペラ軸を回しますが、この時に使う減速歯車が騒音の原因といわれています。タービン自体は高速で回転させるほうが効率も良いのですが、そのまま海中でプロペラを回転させるとさらなる騒音を発生させるために、減速歯車を使ってプロペラ軸に伝わる回転数を落とす必要があります。

ほかにも、炉心冷却材を循環させるためのポンプも大きな騒音を発生さるといいます。このポンプは静かな物を採用することによって、かつてに比べ騒音レベルは下がってきているといいますが、頻繁に原子炉の停止・再稼動をさせることが難しい原子力潜水艦においては、基本的にこのポンプの動きを止めることはできません。

乗り物ニュースより

確かにかつてはそういう一面もあって、日本には原子力潜水艦は不要という論調が多かった。だが、シーレーン防衛の必要性の高まりと共に、インドやオーストラリアと組んで支那の海洋進出を留めようとすると、足の短い通常動力潜水艦では不十分ではないか？という懸念が出てきている。

確かに攻撃型や戦略級の原子力潜水艦は日本に不要という話はあるし、余り現実的な話ではない。だが、日本の周辺海域を守るための通常動力潜水艦の動力を原子力に置き換えるという議論はなされていて、しかし原子炉を艦内に置くことは、放射線の遮蔽のために原子炉を覆う鉛などを組み込んだ専用の耐圧隔壁を必要とするため、必然的に大きな艦となってしまう。そうすると、小型原子炉の研究が進んでいるとは言え、余り現実的な話ではないだろうという結論になってしまいがちであった。

しかし、日本の海上自衛隊にはたいげい型潜水艦を導入して、そこに一石を投じた。

たいげい型潜水艦はディーゼルエンジンを搭載しているのだが、非大気推進機関としてリチウムイオン蓄電池を搭載して（そうりゅう型11番艦、12番艦も搭載している）、駆動方式としてディーゼル・エレクトリック方式を選んだのである。

ディーゼル・エレクトリック方式

最近の船舶や艦艇に採用されることが多くなったディーゼル・エレクトリック方式だが、車で例えれば日産が使っているシリーズ・ハイブリッドと同じ考え方である。つまり、ディーゼルエンジンを使って発電し、電力を使ってモーターを回して推力を得る方式である。

ディーゼル・エレクトリック方式のメリットは、ディーゼルエンジンを停止した状態でも推進力を得られるので静粛性の高い移動が可能であることと、発電にだけディーゼルエンジンを使っているために、発電に有利なパワーバンドを使ってエンジンを稼働することができるために、排ガス対策や熱対策、エネルギー消費を抑えることにも繋がることだ。

前級のそうりゅう型潜水艦では、非大気推進機関としてスターリングエンジンを搭載していたが、推進力としては非力であり、長距離の潜水航行に用いることが出来なかった。

しかし、たいげい型潜水艦はこの点を改善し、4番艦の「らいげい」からは「スノーケル発電システム」を用いるべく新開発のディーゼル機関を採用している。詳細は明らかにされていないモノの、長距離の潜水航行を可能とするシステム構成になっていると推測できる。

1番艦たいげい、2番艦はくげい、3番艦じんげいまでは主機関にV型12気筒の川崎重工業製12V 25/25SB型ディーゼル機関2基を採用してきたが、4番艦らいげいからは、大型化したエンジンと関連装置を有する高出力の新型の川崎12V 25/31型ディーゼル機関を初めて搭載した。これは、発電効率を強化した新しいスノーケル（吸排気管）システムに対応した新型ディーゼルエンジンがいよいよたいげい型4番艦から導入されたことを意味する。

Yahooニュースより

こういった構成の潜水艦は他国では採用されておらず、日本の潜水艦関連技術の特異さが見られる。そして、リチウムイオン電池を搭載する構成とすることで、遠洋に潜水航行が可能になったと言われている（詳細不明）。

しかし、おそらくはトヨタ自動車が全力を傾けて開発している全個体電池が登場することで、たいげい型潜水艦のあり方は大きく変わる可能性がある。現状でも1週間程度は潜水航行可能だとされているが、これが3ヶ月程度に伸びるのではないかとされている。そして、高速で潜航航行が可能となる。安全性も高まるしね（リチウムイオン電池はどうしても発火リスクを考慮する必要がある）。

そうすると、原子力推進機関の開発に力を割くより、全個体電池の利用を前提に考えた方が良いのかも知れない。何しろ、電池に溜めた電力だけで動けるのであれば、静粛性の高い状態での移動が可能となるという意味で、常に駆動し続けなければならない原子力機関を維持管理するよりも余程低コストに運用出来るからだ。

まあ、仕様が明らかにされていない、出来てもいない商品について、あれやこれや言うのは無粋だと思うけれども。

と、そんなわけで、ちょっと期待の持てる技術が出てきているのは事実なんだけど、依然として原子力潜水艦のアドバンテージ（長距離潜航と高速航行の性能）はあるわけで。その建造と運用についての議論はもう少し現実的なものとして考えるべきじゃないのかな、というのが今回のお話の核になっている。日本は、原子炉としての利用するSMRの開発に力を入れると表明しているので、潜水艦にも使えるんじゃないのかな？という疑問を持ったことが、この話の発端である。