原子炉を動力源とする船は軍艦を除くと数少なく、ソ連の原子力砕氷船「レーニン」、アメリカの貨客船「サバンナ」、西ドイツの鉱石運搬船「オットー・ハーン」に続く世界でも4番目の船である。名称は一般公募から選ばれたもので、進水時の母港・大湊港のある青森県むつ市にちなむ。 1963年(昭和38年)に観測船として建造計画が決まり、同年8月に「日本原子力船開発事業団」が設立された[5]。1968年(昭和43年)に着工して翌1969年(昭和44年)6月12日に進水した。進水式には皇太子夫妻が出席し、美智子妃が支綱を切り、佐藤栄作首相らが拍手で送った[4]。「原子力船進水記念」の記念切手が発行される[6]など、当初の期待・歓迎は大きかった。 1972年(昭和47年)の9月6日にかけて、原子炉へ核燃料が装荷された。1974年(昭和49年)に出力上昇試験が太平洋上で開始され、8月28日に初めて臨界に達した[5]
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