金属燃料リサイクルシステムの設計評価

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藤岡 綱昭; 岡村 信生 ; 星野 康史; 西村 友宏; 田中 健哉; 田中 博*; 横尾 健*

Fujioka, Tsunaaki; not registered; not registered; not registered; not registered; not registered; not registered

核燃料サイクル開発機構と電力中央研究所は金属燃料の高速増殖炉サイクルの実用化に向けた調査研究を行っている。本研究では金属燃料の大型高速増殖炉(Na冷却炉、炉出力1,500MWe、燃焼度150GWd/t、増殖比1.2)を想定し、再処理、燃料製造する金属燃料リサイクルプラントを検討した。プラント処理量は50t-HM/年(使用済炉心燃料39tHM/年(軸方向ブランケット燃料10tHM/年を含む)、使用済径方向ブランケット燃料11tHM/年)とその4倍とした200t-HM/年とした。さらに、全体プラントの概念を明らかにするために、主要工程の電解精製や射出成型などの検討のほかに、オフガス処理、廃棄物処理、ユーティリティなどの主な付帯設備も検討した。金属燃料リサイクルプラント設計の結果、50tHM/年プラントは、主建屋(再処理、燃料製造)が地下1階、地上3階(52.5m101m31m)で、この容積は、約16.4万立方となった。200tHM/年プラントは、主建屋(再処理、燃料製造)が地下1階、地上3階(132.5m101m31m)で、この容積は、約45.0万立方となった。 200tHM/年プラントの主建屋の容積は、50tHM/年プラントの約2.7倍となった。また、プラントの経済性検討の結果、建設費が50tHM/年プラントに対して約1530約1780億円となり、200tHM/年プラントに対して約3740約4260億円となった。この建設費に操業費を考慮した金属燃料リサイクルプラントの単価は、50tHM/年プラントに対して5459万円/kgHM、200tHM/年プラントに対して3437万円/kgHMとなった。これらのプラントの単価は、いずれも目標(59万円/kgHM)を達成することができた。

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