TRUリサイクルシステム試験炉の炉心概念予備検討報告書

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若林 利男; 山本 敏久; 池上 哲雄

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TRUリサイクルシステム試験炉の炉心概念検討に資するため、以下の基本方針の基に、原子炉出力、燃料種類(窒化物、MOX)、炉心高さ、燃料ピン径、マイナーアクチニド(MA)の種類、添加量及び装荷場所(炉心、ブランケット等)等をパラメータとした解析を実施した。● 原則として、リサイクルシステム外へは、Puを含めたTRUを出さない。● 廃棄物は最少とする。● システム内の原子炉は複数とする。(今回は1基とする。)● システムに入ってくるものは・LWRからのMA・天然U又は回収U・場合によってはLWRからのPuとする。● システムから出るものは一部のFPとする。● 安全性向上にも配慮する。今回の結果をまとめると以下のようになる。(1)TRUリサイクルシステム試験炉の炉心の特性、特徴が明らかになり、今後のTRUリサイクルシステム試験炉の炉心概念検討(詳細化)のためのデータベースが整備できた。(2)上記基本方針を満足するTRUリサイクルシステム試験炉の炉心概念構築が可能である。(3)30万kWeクラスTRUリサイクルシステム試験炉については、ダクトレス、MN燃料を使用することにより、365日連続運転ができ、平衡サイクルにおいてPu自給サイクルを確立できるとともに、MAを年間60kg消滅できる。また、ダクトレス燃料の採用により、ダクト付燃料に比べて構造材の重量を43%削減でき、廃棄物の大幅な低減が可能になる。Naボイド反応度は1.34%k/kk'(約3.5$)となり、過渡特性解析による安全性の確認とともに、Naボイド反応度低減の検討を続ける必要がある。(4)ダクトレス、MOX燃料使用の30万kWeクラスTRUリサイクルシステム試験炉については、径ブランケットを設置することにより平衡サイクルにおいてPu自給サイクルを確立することができる。また、1サイクル280日連続運転が可能である。その他の特性は、ダクトレス、MN燃料炉心と大きな相違はない。(5)60万kWeクラスTRUリサイクルシステム試験炉については、30万kWeクラスと同様の特性を示すが、30万kWeクラスと比べて厳しい点(線出力、最大高速中性子照射量等)もあり、今後炉心構成の見直し等が必要である。

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