種々の炉心概念に関するMA消滅特性の整理

MA transmutation in various fast reactor core concepts

大木 繁夫 ; 岩井 武彦*; 神 智之*

Oki, Shigeo; Iwai, Takehiko*; Jin, Tomoyuki*

実用化戦略調査研究で検討対象となっている冷却材及び燃料形態の異なる高速炉について、実用化高速炉の資源有効利用性及び環境負荷低減性を評価するための基礎データを得るために、マイナーアクチニド核種(Minor Actinide nuclides,MA)の消滅特性解析を行った。対象炉心は、1)ナトリウム冷却酸化物燃料炉心、2)鉛冷却窒化物燃料炉心(BREST-300)、3)炭酸ガス冷却酸化物燃料炉心(ETGBR)、4)鉛冷却酸化物燃料炉心、5)ナトリウム冷却窒化物燃料炉心(Heボンド、Naボンド)、6)ナトリウム冷却金属燃料炉心である。冷却材及び燃料形態とMA消滅特性の関係について次の結果が得られた。・MA変換率には燃料形態に関して「酸化物金属窒化物」の大小関係が見られる。窒化物燃料及び金属燃料は酸化物燃料に比べ中性子束レベルが高くなることがMA変換率向上の主要因である。・冷却材種別に関してはMA変換率に「鉛ナトリウム炭酸ガス」の関係が見られたが、これらの炉心間では炉出力等の炉心基本特性、炉心設計思想が統一されていないことから、違いが冷却材に起因するのか炉心設計に起因するのか明らかでない。・上述の燃料形態及び冷却材の違いによるMA消滅特性の変化度合いは比較的小さい。

Transmutation Property of minor actinide nuclides (MA) was analyzed for fast reactor cores having different coolant and fuel types in order to obtain basic data for evaluating an ability of the efficient use of resource and reducing the effect on the environment. The investigated fast reactor cores were (a) sodium cooled and oxide fueled core, (b) lead cooled and nitride fueled core (BREST-300), (c) carbon dioxide gas cooled and oxide fueled core (ETGBR), (d)lead cooled and oxide fueled core, (e) sodium cooled and nitride fueled core (both He-bond and sodium-bond), and (f) sodium cooled and metallic fueled core. Followings were observed for the relation between MA transmutation property and the different types of coolant and fuel of fast reactor core. (1) For the MA transmutation rate, the relation "Oxide Metal Nitride" was found out for difference of fuel type. A main reason of the increment of MA transmutation rate is that the neutron flux level rises on nitride and metallic fueled cores in comparison with oxide core. (2) The relation "Lead Sodium and Carbon dioxide" can be seen for the MA transmutation rate in the difference of coolant, but it is not clear whether the cause is driven from the difference of coolant itself on the difference of core design. (3) The changes of MA transmutation property mentioned above are comparatively small.