高速炉によるTRU消滅処理に関する研究,1; TRU消滅炉心概念の検討

Study on TRU transmutation by LMFBRs,1; Study on FBR core concepts for TRU transmution

山岡 光明; 石川 眞; 林 秀行; 若林 利男

Yamaoka, Mitsuaki; Ishikawa, Makoto; Hayashi, Hideyuki; Wakabayashi, Toshio

本報告書は、高速炉によるTRU消滅処理に関する研究のうち、下記の項目についての検討結果をまとめたものである。(1)超長寿命炉心の検討: TRU燃料の核的な特性を生かし、30年間燃料交換をしないTRU装荷超長寿命炉心の可能性について検討した。このTRU装荷超種妙命炉心は放射能の高いTRUを長期間炉内に貯蔵しながら消滅できるためTRU消滅炉心として適している。検討の結果、燃焼による反応度や出力変動は、TRU装荷量や装荷領域を最適化することにより大幅に低減できること、1000MWe超長寿命炉心は10年間に10トン(軽水炉13基からのTRUに相当する)のTRUを消滅できることがわかった。(2)非均質炉心への装荷検討: 径方向非均質炉心はブランケットに論燃料よりも大量のTRUを装荷できる可能性があることから、TRU消滅炉心の候補の一つである。検討の結果、内部ブランケットへの大量の装荷(2030%)により均質炉心の数倍の消滅量が得られること、大量装荷しても炉心特性への影響が小さいことが示された。(3)燃料ピン単位装荷方法の検討: TRU燃料ピン本数を減らすため、集合体にTRU燃料ピンと通常のMOX燃料ピンを装荷する方法について検討した。出力分布への影響に着目した解析結果について示した。

A study was performed on TRU transmutation by LMFBRs. This report describes the results of the items shown below. (1) Study on a super long life core loaded with TRU. A feasibility study was performed on a super long life core loaded with TRU fuel which operates without fuel exchange during 30 years. Its advantage is that it can transmute TRU with storing it in the core during plant life time. I It was found that reactivity change and power variation due to burnup can be reduced remarkably by optimizing TRU loading amount and region. Also, it was found that a 1000 MWe core can transmute TRU of 10 ton which comes from 13 LWRs. (2) Study on a heterogeneous core loaded with TRU. The radial hderogeneous core is one of the candidate concepts for TRU transmutation because the internal blanket may be loaded with larger amount of TRU than the core fuel. It was found that the core loaded with large amount of TRU in the internal blanket can transmute TRU several times more than the homogeneous core with no significant in fluence on core characteristics. (3) Study on a method for TRU loading in a subassembly. A TRU loading method was studied where both TRU loaded fuel pins and the MOX fuel pins are arranged in a subassembly aiming at reducing the number of TRU loaded fuel pins. Results are shown with a focus on power distribution in a subassembly.