高速炉燃料再処理における新脱被覆システムの開発

Development of New Decladding System in the Reprocessing Process for FBR Fuel

鷲谷 忠博 ; 小泉 健治 ; 菅井 孝一*; 菅沼 隆; 青瀬 晋一

Washiya, Tadahiro; Koizumi, Kenji; Koichi, Sugai,*; Takashi, Suganuma,; Aose, Shinichi

実用化戦略調査研究(FS)の一環として,酸化物電解法による乾式再処理の前処理工程用脱被覆システムを開発中である。乾式再処理では酸化物燃料を溶融塩中へ溶解し易くするため,使用済燃料を粉体化して取り出す脱被覆システムが必須であるが,既存の技術では高速炉燃料の特性,処理能力等の観点から実用化が困難であり,新しい脱被覆システムが必要であった。本脱被覆システムは,燃料ピンの破砕工程,ハルと燃料の分離工程及びハルに付着した燃料の洗浄工程から構成される。破砕工程において解体後の燃料ピンが機械式破砕機により粉砕され,続く分離工程で磁気分離機によりハルと燃料成分に分離されて燃料成分のみが次の溶融塩電解槽へ移送される。ここで分離されたハルは,ハル洗浄工程において高周波誘導加熱により溶融され,金属成分のハルと酸化物の燃料要素に分離される。ここで分離回収された燃料成分は,再度,主工程に戻されるシステムとなっている。

As a part of the feasibility study (FS) on commercialized fast reactor cycle systems, JNC has been developing the fuel decladding technology for the dry reprocessing process (oxide electrowinning process). In this process, the spent fuel should be reduced to powder for quick dissolution in the molten salt at electrolyzer. Therefore, JNC proposes new decladding system with innovative mechanical decradding devices. The decladding system consists of fuel crushing stage, hull separation stage and hull rinsing stage. In the fuel crushing stage, disassembled spent fuel pins are crushed and powdered by mechanical decladding device, then the following stage, the hull and the fuel powder are separated by magnetic separator. Only the fuel powder is fed to the electrolyzer. On the other side, the separated hull is melted by induction heating method, and the small amount of oxide included in the hull fragments is recovered at the hull rinsing stage. The recovered oxide fuel is fed back to the electrolyzer.