FBRサイクル候補概念に関するサイクル諸量計算

Analysis on the fuel cycle requirements of the FR systems

牧 隆*; 市川 肇*; 浅尾 貴之*; 堀内 伸鋼*

Maki, Takashi*; Ichikawa, Hajime*; Asao, Takayuki*; Horiuchi, Nobutake*

本件では、「FBR実用化戦略調査研究」の中で抽出されたFBRサイクル候補概念を対象としたサイクル諸量計算コードを二つ作成した。一つは、各候補概念の単基の物質収支データを算出し、それぞれの候補の特徴を調べる計算コードである(単基多重サイクル解析ツール)。もう一つは、各候補概念について、時系列的に核燃料サイクル全体の物質収支計算を行い、FBR導入条件の特徴を分析する計算コードである(時系列解析コード)。開発したツールの特徴を以下に示す。(1)共通機能、(a)ORIGEN2コードによりあらかじめ算出した炉心特性値を用いて燃焼計算を行う。また、等価フィッサイル法を用いて燃料富化度調整を行う。(b)18通りのFBR候補概念(炉型:10,再処理形式:6)を取扱うことができる。(2)単基多重サイクル解析ツール、(a)廃棄物量及び環境放出量を算出する(核種組成, 発熱量, 放射線量, 放射性毒性)、(b)高レベル廃棄物及びTRU(廃銀)廃棄物の安全評価を簡易に実行する。(3)時系列解析コード、(a)FBR候補概念に加え、軽水炉及びプルサーマル炉を取扱うことができる(炉型:9)。(b)Pu需給バランス等の各種物質収支を算出する。開発したツールの機能は、他のツールによる計算結果と比較することで適切に物質収支を計算していることを確認した。また、開発したツールを用いてFBRサイクル候補概念の物質収支計算を実施し、各候補概念の特徴を比較した。

We developed two computer codes to evaluate fuel cycle requirements of FR systems, which were selected in "the feasibility studies on commercialized FBR cycle systems". One code (CODE for material balance analysis) is to calculate the material balance data to evaluate the characteristics of each candidate. The other is to calculate the time-series data of material balance of fuel cycle as a whole, to evaluate an optimum scenario of FR systems introduction. The main characteristics of these codes are as follows: (1) Common function of both codes (a) They execute burn up calculation using characteristics values of reactor calculated with ORIGEN2 code. And they adjust Pu content using a concept of physical accounting method for adjusted fissile enrichment. (b) They simulate 18 type of FR systems, 10 reactor types and 6 reprocessing types. (2) Function of CODE for material balance analysis (a) It calculates nuclide inventory and thermal power, radioactivity, radio-toxicity in the waste and environmental release. (b) It evaluates safety of geological disposal of HLW and TRU waste (iodine waste) with simplified safety estimation method. (3) Function of CODE for time-series analysis (a) In addition to FR systems, it simulates 4 type of LWR systems and 5 type of Pu-Thermal LWR systems. (b)It calculates the Pu demand-and-supply situation. The precision of these codes was checked and verified by using other code result. Then we investigation characteristics of each FR system by evaluating material balance of fuel cycle. In addition we clarified differences between scenarios of introduction of FR systems.