Analysis of fast reactor fuel irradiation behavior in the MA recycle system

MAリサイクルシステムにおける高速炉燃料の照射挙動解析

小澤 隆之   

Ozawa, Takayuki

廃棄物減容・有害度低減に向けたマイナーアクチニド(MA)リサイクルシステムにおいて、再処理で分離されたMAはプルトニウム(Pu)やウラン(U)とともに混合酸化物(MOX)として高速炉で照射される。このような将来のリサイクルシステムでのMA含有率は約5wt.%となることが想定され、MAがMA含有MOX燃料の照射挙動に影響を及ぼすことが考えられる。MA含有による主な影響は燃料温度や被覆管応力の増加で、MA含有MOX燃料の照射挙動のうち、燃料組織変化、再分布、He生成及び被覆管腐食が重要であると考えられる。本研究では、常陽で実施した高Am含有MOX照射試験であるB8-HAMの結果を用い、MA含有MOX燃料の照射挙動を評価するために燃料物性や解析モデルを組み込んだCEPTAR.V2で照射挙動を評価した。その結果、Am含有MOX燃料の照射挙動を精度よく解析でき、Am含有による影響が明らかとなった。

In a recycle system for minor actinides (MAs) currently studied to reduce the degree of hazard and the amount of high-level radioactive wastes, MAs will be recycled by reprocessing and irradiating as mixed oxide (MOX) with plutonium (Pu) and uranium (U) in a fast reactor. MA content is expected to be 5 wt.% in the future recycle system, and MAs might affect irradiation behavior of MA-MOX fuels. The main influences of MA-containing would be increase of fuel temperature and cladding stress, and the important behaviors would be fuel restructuring, redistribution, helium (He) generation and cladding corrosion. The MA-containing influences were evaluated with CEPTAR.V2, including fuel properties and analysis models to evaluate the MA-MOX fuel irradiation behavior, by using the results of highly americium (Am) containing MOX irradiation experiment, B8-HAM, performed in Joyo. The irradiation behavior of Am-MOX fuels could be precisely analyzed and revealed the influences of Am-containing.