高速炉におけるLLFPの核変換の検討

Parametric survey study for LLFP transmutation in a fast reactor

大木 繁夫 ; 神 智之*; 青柳 成美*

Oki, Shigeo; Jin, Tomoyuki*; not registered

FBRサイクル実用化戦略調査研究の一環として、高速炉における長寿命核分裂生成物 (Long-Lived Fission Product,LLFP)の核変換について、実用化像を描くための検討わ開始した。ヨウ素-129、テクネチウム-135を暫定的な対象核種とし(元素分離を仮定)、減速材付きターゲット集合体により発電用大型高速炉へ装荷することを考え、LLFP核変換特性、炉心特性への影響を解析した。ヨウ素-129とテクネチウム-99については、減速材割合を高めることにより、高い核変換率を達成できる見通しを得たが、セシウム-135については、同位体からの新たな生成のため、有意な核変換を行うことが難しい結果となった。さらに、工学的成立性のあるLLFP装荷炉心概念を構築するための検討課題を抽出した。特に、融点および熱伝導率が低いヨウ素とセシウムについては、ターゲット設計を熱的に成立させるための工夫が必要となる可能性がある。

Study for a conceptual image of LLFP (Long-Lived Fission Product) transmutation in a fast reactor has been started in the framework of the feasibility study on commercialized fast reactor cycle systems in Japan. Three species of LLFP such as iodine-129, technetium-99 and cesium-135 were preliminarily selected as the transmutation target nuclides, where the element separation process was assumed. The moderated-target subassemblies were used for loading LLFP on the reactor core. It is found that an effective transmutation is feasible for iodine-129 and technetium-99 by increasing the moderator fraction in the target subassembly, but extremely difficult for cesium-135 due to the emerging creation from the other isotope, cesium-133. Among the issues for future development, we have to pay careful attention to the linear heat rate for the iodine and cesium target pins whose melting point and thermal conductivity are considerably low.