忘却からの帰還〜Atomic Age

フォードが1950年代に発表したコンセプト「原子力自動車ニュークレオン」とは...

原子力自動車


William Fordと3/8スケールモデル, オプションのテールフィンを装備したコンセプトカー

1950年代、世界の多くの人々は原子力の刺激的な見通しに対する期待に震えていた。原子力は「あまりにも安価で計量できない」クリーンで安全な電気を大量に生産すると約束していた。輝かしい現代の原子力時代に、強力な原子が取り組むには大きすぎるエネルギー問題や小さすぎるエネルギー問題は存在しなかったかのように見えた。

フォード モーターがその歴史の中で最も野心的なプロジェクトを発表したのは、この原子力とのハネムーンの1957年のことだった。それは、洗練された未来的な外観を持ち、有害な蒸気を排出せず、驚くべき燃費を実現するコンセプトカーだった。これまでに製造された中で最も効率的な自動車である。この未来の自動車はフォード ニュークレオン(Nucleon)と呼ばれ、その非常にユニークなデザイン上の特徴、つまりトランクにあるパイントサイズの原子核分裂炉にちなんで名付けられた。

フォードのエンジニアらは、いつの日かフルサービスの充電ステーションが石油燃料ステーションに取って代わり、劣化した原子炉を新品の原子炉と交換できる世界を想像していた。車の原子炉のセットアップは基本的に原子力潜水艦と同じだが、自動車用に小型化された。これは、ウラン核分裂を利用して蒸気発生器を加熱し、貯蔵された水を高圧蒸気に急速に変換し、その後、一連のタービンを駆動するために使用できるように設計された。ひとつの蒸気タービンは自動車を推進するためのトルクを提供し、もう 1 つは発電機を駆動する。その後、蒸気は冷却ループ内で凝縮されて水に戻り、蒸気発生器に戻されて再利用される。このような閉鎖系では、核分裂性物質が残っている限り、原子炉は発電できる。

このシステムを使用して、設計者は、典型的なニュークレオンが1 回の充電で約 5,000マイル走行できると予想した。発電機は交換可能なコンポーネントであったため、所有者は、強化されたウランガズラーから低トルク、高走行バージョンに至るまで、個人のニーズに基づいて原子炉構成を自由に選択できた。そして、従来の車のような騒々しい内部燃焼と排気がなければ、ニュークレオンは比較的静かで、タービン音程度しか発しない。

車両の空力的なスタイル、ワンピースのフロントガラス、デュアル テール フィン (ないものもある） は 1950年代のSFの宇宙船を思い起こさせるが、ニュークレオンのユニークなデザインのいくつかの側面はより実用的だった。たとえば、その乗員エリアはシャーシの前部に非常に近い位置にあり、フロントアクスルを超えて広がっていた。この配置は、乗客を後部の原子炉から遠ざけ、重機とそれに付随するシールドに最大限の車軸サポートを提供することを目的としていた。もう一つの実用的な設計面は、屋根の前縁と屋根支持体の基部に空気取り入れ口を追加したことで、これは明らかに原子炉の冷却システムの一部として使用されるものだった。

フォードの原子力自動車は、当時の素朴な楽観主義を体現していた。ほとんどの人は、原子力装置の危険性や、あらゆる小さなフェンダー曲げが放射能災害になる可能性があるというリスクについては無知だった。実際、ニュークレオンのコンセプトは多くの場合、熱狂的に受け入れられた。一部の情報筋は、米国政府がフォードの原子力自動車研究プログラムを後援したとさえ主張している。

ニュークレオンの静かで洗練された効率的な設計デザインは、将来のアメリカのライフスタイルにその地位を確保するはずだった。内燃機関が忘れ去られ、原子核以前の過去の古風な遺物となるのは避けられないと思われた。しかし、ニュークレオンの設計は、より小型の原子炉が間もなく開発され、より軽量な遮蔽材が開発されるという前提にかかっていた。これらの革新が現れなかったとき、そのプロジェクトは、明らかな非現実性のために中止された。かさばる装置と重い鉛シールドのせいで、安全かつ効率的な自動車サイズのパッケージを実現できなかった。さらに、一般の人々が原子力エネルギーの危険性と核廃棄物の問題をますます認識するようになり、放射性原子炉が町中を走り回るという考えは、その魅力をほとんど失った。原子は約束を破った。ハネムーンは終わった。

フォードは実用的なプロトタイプを一度も製造なかったが、それでもなお、ニュークレオンは原子力時代の象徴であり続けている。ニュークレオンには欠陥があるが、その設計者たちの杜撰な創意工夫は賞賛に値する。彼らの無謀な楽観主義は、まだ誰も試していないからといって、そのタスクを不可能だと考えるべきではないことを示している。いくつかのアイデアは、それ自体のメリットに基づいて誤りだと明らかにされる必要がある。 今日の迫りくるエネルギー危機と代替燃料源への移行の遅れにより、我々は原子力自動車のコンセプトの最後をまだ見ていないかもしれない。米海軍が核の安全性の完璧な記録で証明しているように、安全な原子力推進体は完全に私たちの手の届かないものではないかもしれない。おそらくいつか、化石燃料は強力な原子の放射能の眩しさで枯れ、我々の高速道路は移動式チェルノブイリの蒸気タービンの騒音を立てることになるだろう。 それは本当にすごいことになるかもしれない。

[ Alan Bellows: "The Atomic Automobile", (2006/08) on Damninteresting ]

放射性物質の問題とともに、排熱処理も当時の（そして現代の）技術ではな対処できなかったとの、システム工学の専門家Dr. L. Dale Thomasの指摘もある:

システム工学の教授であり著名な学者であるUniversity of Alabama in Huntsvilleの推進研究センター副所長であるDr. L. Dale Thomasが The Drive で説明したように、自動車規模の原子炉の問題は炉心の放射性物質の収容にあるのではない。それが放出するエネルギーを処理である。

「小型原子炉の炉心自体（シールドを含む）は実際に自家用車のエンジンルームに収まり、自家用車に動力を供給するのに十分なエネルギーを生成することができる。しかし、エネルギー変換の問題から問題が生じる。原子炉は熱エネルギーを生成するので、それを機械エネルギーに変換する必要がある。」
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「エネルギー変換は空港での両替のようなもので、常に損失を出す」
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「ICEの場合、廃熱の多くは排気ガスによって処分され、残った熱はラジエーターによって処理される。原子炉の作動流体は排出されるのではなく、むしろリサイクルされるため（家庭用エアコンや自動車のエアコンを思い起こそう）、廃熱はひとつまたは複数のラジエーターを介して廃棄する必要がある。エネルギー変換と廃熱処理を処理するのはシステムの他の要素すべてであり、これらが自家用車で原子炉を使用する際の課題となる。」
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「これほど小規模な移動式原子力発電は、50年代には実現不可能だった。そして、小型原子炉自体によるものではなく、現在我々はその建設と制御方法を理解している。むしろ、個人用車両の幾何学的なエンベロープ内での熱から機械へのエネルギーの変換と廃熱の処理によるものである。また、エネルギー省の小型モジュール炉プログラムにより、原子力産業は原子炉を大量生産する方法を模索している。」

「（フォードは）エネルギー変換技術が大幅に向上すると楽観的に考えていた可能性が高く（我々は現在もエネルギー変換の画期的な進歩を追い求めている）、コンセプト車両の幾何学的形状から、彼らは多くのラジエーターをその板金の下に隠していたのではないか思われる。」



[ James Gilboy: "Inside the Impossible Dream of the Nuclear-Powered 1958 Ford Nucleon" (2021/07/06) on TheDrive ]

当時のコンセプトモデル(3/8スケールモデル）の説明によれば...

フォードモーターの先進的な設計者によって開発された3/8スケールのモデル「ニュークレオン」によって、原子力の未来を垣間見ることができる。

ニュークレオンは、現在の原子炉の嵩高さと重量、それに付随する遮蔽がいずれ軽減されることを前提に設計されており、自動車における原子力の設計上の影響を調査することを目的としている。

このモデルは、後部のツインブームの間にパワーカプセルが吊り下げられているのが特徴である。このカプセルには動力用の放射性炉心が格納されており、ドライバーの選択でパフォーマンスのニーズや走行距離に応じて簡単に交換できる。

ドライブトレインはパワーパッケージの一部となり、現在使用されているドライブトレインの代わりに電子トルクコンバータが使用される可能性がある。ニュークレオンのような自動車は、炉心のサイズにもよるが、再充電せずに 5,000マイル以上走行できるだろう。その時点で、充電ステーションに行く。 研究設計者らは、これが主にプロエンデイのサービスステーションに取って代わるものだと構想している。

ニュークレオンの客室には、一体型のピラーレス フロントガラスと複合リア ウィンドウが特徴で、その上にはカンチレバー ルーフが付いている。屋根の前縁とその支柱の基部に空気取り入れ口がある。

ニュークレオンのような自動車は、ロード モーター カンパニーで未来に関する研究がどの程度行われているかを示しており、単にそれが行われていないというだけの理由で 1 つのことを行うことはできないと設計者が認めたくないことを示している。

[ James Gilboy: "Inside the Impossible Dream of the Nuclear-Powered 1958 Ford Nucleon" (2021/07/06) on TheDrive ]