Optimization of disposal method and scenario to reduce high level waste volume and repository footprint for HTGR

高温ガス炉の高レベル廃棄物減容及び処分場専有面積低減のための処分法及び処分シナリオの最適化

深谷 裕司   ; 後藤 実  ; 大橋 弘史 ; 西原 哲夫 ; 津幡 靖宏   ; 松村 達郎  

Fukaya, Yuji; Goto, Minoru; Ohashi, Hirofumi; Nishihara, Tetsuo; Tsubata, Yasuhiro; Matsumura, Tatsuro

高温ガス炉の高レベル廃棄物減容及び処分場専有面積低減のための処分法及び処分シナリオの最適化を行った。高温ガス炉は廃棄物発生体積及び処分場専有面積低減に対し、軽水炉と比較し有利な特徴(高燃焼度、高熱効率、ピンインブロック型燃料)を持つこと、およびこれらの減容が可能であることが先行研究で分かっている。本研究では、シナリオの最適化、地層処分場のレイアウトをKBS-3H概念に基づいた横置きに基づき(先行研究では、KBS-3Vに基づいた竪置き)評価した。その結果、直接処分において、横置きを採用しただけで専有面積の20%減を確認した。40年冷却期間を延長することにより、専有面積の50%が低減できる。再処理時は燃料取り出しから再処理までの冷却期間を1.5年延長するだけで廃棄体発生体数の20%削減ができる。専有面積については、処分までの冷却期間を40年延長することにより80%の低減が可能である。さらに、核変換を行わずに4群分離技術のみを導入した場合、150年冷却の冷却を想定すると専有面積は90%削減できることが分かった。

Optimization of disposal method and scenario to reduce volume of High Level Waste (HLW) and the footprint in a geological repository for High Temperature Gas-cooled Reactor (HTGR) has been performed. It was found that HTGR has great advantages to reducing HLW volume and its footprint, which are high burn-up, high thermal efficiency and pin-in-block type fuel, compared with those of LWR and has potential to reduce those more in the previous study. In this study, the scenario is optimized, and the geological repository layout is designed with the horizontal emplacement based on the KBS-3H concept instead of the vertical emplacement based on KBS-3V concept employed in the previous study. As a result, for direct disposal, the repository footprint can be reduced by 20 % by employing the horizontal without change of the scenario. By extending 40 years for cooling time before disposal, the footprint can be reduced by 50 %. For disposal with reprocessing, the number of canister generation can be reduced by 20 % by extending cooling time of 1.5 years between the discharge and reprocessing. The footprint per electricity generation can be reduced by 80 % by extending 40 years before disposal. Moreover, by employing four-group partitioning technology without transmutation, the footprint can be reduced by 90 % with cooling time of 150 years.