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プルトニウム多重リサイクルによる同位体組成変化の解析

Transition of plutonium isotopic composition by multi-recycling

小藤 博英; 小野 清

Kofuji, Hirohide; not registered

軽水炉を利用したプルトニウムリサイクルが検討されている中、複数回のリサイクルによるプルトニウムの同位体組成の劣化が懸念されている。一方、高速増殖炉(FBR)や高速炉(FR)の特性として、同位体組成が劣化したプルトニウムの有効利用方策としての価値が注目されている。本報告書では、原子炉単基としてのプルトニウム同位体組成の変化に関する特徴をとらえるために幾つかのリサイクルパターンを想定して、概略的な解析を行った。軽水炉プルサーマルのみを用いてプルトニウムの多重リサイクルを行うと、核分裂性プルトニウム割合の低下等の同位体組成の劣化が顕著であるが、FBRの炉心燃料とブランケット燃料を利用することにより同位体組成の回復傾向が示された。また、FRにおいては、軽水炉やプルサーマルとある一定の基数割合を構成することにより、定常的なプルトニウム消費を継続できることが示された。FBRの存在意義としては天然ウラン資源の有効利用等種々のメリットが挙げられるが、その内の一つとしてプルトニウムの同位体組成の劣化への対応策としての価値が見い出されたと言える。

The degradation of Plutonium isotopic composition is suggested by the multi-recycling in the LWR. On the other hand, it is expected that FBR or FR has some advantages from the view point of the use of the degraded Plutonium. In this report, the Plutonium mass flow was calculated on some scenarios focused on the trend of the Plutonium isotopic composition through several times recycling. As the results, the Plutonium composition was remarkably degraded in the case of LWR only recycling, however it would be recovered by using both the FBR core and the blanket fuels. In the case of FR recycling, Plutonium can be consumed steadily by using one ratio of LWR, LWR(Pu) and FR. Though the FBR system has some merits, for example saving the natural Uranium resource, it became clear that the FBR can be used for the purpose of using degraded Plutonium.

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