加速器・核分裂ハイブリッド炉検討

Study on an accelerator driven fission reactor

大坪 章; 佐久間 実; 原田 秀郎   

not registered; Sakuma, Minoru; Harada, Hideo

昨年度の調査検討の結果、加速器・核分裂炉ハイブリッド炉のうち最も実現性が高い、固体ターゲットと固体燃料を組み合わせた概念について検討した。即ち本年度は「常陽」を例にとって、未臨界の液体金属冷却高速炉(LMFR)と加速器とを組み合わせたハイブリッド炉概念について検討を行った。この検討では特に、炉心、加速器系、及び炉の改造部分に焦点をあてた。炉の改造は次の考え方に従った。TRU消滅処理プラントとしての特性把握を主眼として、炉心体系をパラメトリックに変更し、実験データの取得と消滅処理の実績をあげることを目的とする。従って、炉の原型をできるだけ保つこととし、炉心上部機構までの取り替えを行う。炉心部については、ターゲット部はタングステン製のターゲット集合体本数19体、燃料部はその外側の環状領域をステンレス被覆のTRU金属燃料またはTRU酸化物の炉心燃料集合体とした。炉心高さは1mである。出力平坦化のため制御棒を4体設置した。加速器系としては、500MeV-10mAの陽子線形加速器を選定した。陽子加速器の配置については、他の建屋との干渉が少ない南西の方向に設置することとした。更に原子炉構造側の改造手順について検討を行うとともに、許認可項目及びR&D項目の摘出を行った。

Study was performed on hybrid systems of a subcritical fission reactor driven by an accelerator last year. A system using solid core fuel and a solid target was concluded to have the highest technical feasibility among them. The system of the highest feasibility was studied this year. The system studied this year uses a subcritical LMFR based on a reactor like "JOYO" and the accelerator. The study was specially focused on a core, the accelerator and reconstracted parts of the reactor. The chief end of the reconstraction is for building a plant to grasp plant characteristics of burning TRU. The objective of a reconstracted plant is acquirement of experimental data and actual results on burning TRU by changing its core geometrical parameters. Therefore the policy of the reconstruction is conserving the present state of the reactor as far as possible. Component exchange is performed only on its upper core structure. Concerning the core, its target part consists of 19 target assemblies made of tangsten and its fuel part surrounding the target part consists of fuel assemblies made of TRU metal or oxide. Core height is 1 m. Four control rods are set in the core in order to get flat power density distribution there. A proton linear accelerator of the capability of 500Mev and 10mA is adopted as the accelerator for the hybrid system. The proton accelerator is set at the south west direction part of the reactor where there are few buildings. In addition to the above, reconstruction arrangements, items required to get a liscence and RD items are studied in this report.