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水炉検討会2000年度報告書

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水炉検討会*

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核燃料サイクル開発機構では、中長期事業計画を受けて、1999年度から高速増殖炉(以下、FBR)サイクルの実用化戦略調査研究が本格的に開始された。この研究では、多様なFBRプラントの技術選択肢について検討を実施しており、水冷却FBR概念も選択肢の1つである。本報告書は、水炉検討会の2000年度の活動内容を報告するものである。この検討会は、核燃料サイクル開発機構と日本原子力研究所との間で、情報交換を主体として水冷却増殖炉に関する検討を行うため設置されたものである。本検討会では、現行軽水炉プラント技術を利用することを前提に、高ボイド率超扁平炉心により転換比を高めた高転換比BWR型炉を検討対象として選定し、以下の項目について検討を行った。炉心設計に関しては、マイナアクチニドおよび一般的に増殖性能を低下させるとされている低除染燃料の装荷までを対象とした。その結果、マイナアクチニドおよび低除染燃料を装荷しても増殖性は確保できることが分かったが、その値は1.03程度であり、実用化戦略調査研究での目標には達しなかった。安全性に関しては、主要な設計基準事象について解析を実施するとともにチャンネル安定性の検討を行い、特に課題はないと評価した。さらに、設計基準を超えた仮想的な事象についても検討を実施した。対象として過渡変化時の炉停止失敗事象を想定して検討した。その結果、軽水炉と同様に除熱喪失により炉心損傷に至ると評価した。炉心損傷後の再臨界の可能性は否定できないものの、事象推移の所要時間が長いことからアクシデント・マネジメントにより対応可能との知見を得た。しかし、結論を出すには、再臨界による放出エネルギーを検討し事故影響を明確にする必要があると評価した。導入シナリオに関しては、水冷却FBRのエネルギー源としての位置付けを検討した。その結果、本炉の導入により天然ウランの累積消費量を究極資源量の5$$sim$$10%程度の範囲内に出来る可能性等を確認した。なお、水冷却FBRでは、単位発電量あたり年間の再処理量や加工量がナトリウム冷却FBRと比較して増大すると評価した。

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