アクチニドリサイクルの環境効果についての考察

Study on environmental effect of the advanced fuel recycle system

塩月 正雄; 山名 元; 中島 一郎

Shiotsuki, Masao; Yamana, Hajimu; Nakajima, Ichiro

アクチニドリサイクルの目的のひとつである環境の観点から、MA核種等の回収による廃棄物の潜在的毒性低減の効果について、地層処分システム等との関係から考察・整理を試みるとともに、リサイクル形態及び回収率と潜在的毒性低減効果及び六カ所浅地中濃度上限値との比較について解析評価を行った。廃棄物の潜在的毒性低減と廃棄物処理・処分技術とはそれぞれ独立した概念からなり、相互に組み合わされて一層の環境影響の低減に寄与することになると考えられる。このとき潜在的毒性低減効果は、最近の人工バリアを中心としたニアフィールド重視の地層処分研究の考え方と充分整合するものと考えることが可能であろう。また、原子力利用に伴い使用した天然ウラン鉱石等の持つ毒性と2100年までに現行のリサイクルシステムから発生する廃棄物中の蓄棲核種総量との比較評価により、回収すべき核種についての考察を試み、親核種としてのAm、pu及びCmの回収の重要性について明確化を図つた。さらに、数100年以降の長期的な潜在的毒性低減を現行サイクル廃棄物に比べて2ケタ程度低減する目標を実現するためには、MA回収率を99.9%程度、Pu.Uの回収率を99.9%以上に向上させなければならないことが明確になった。また、六カ所浅地中温度上限値との比較評価の結果から、全てのアクチニド核種を99.9%以上回収したとしても、核種のみならず、FPや放射化核種の観点からも地層処分が不可欠であることが明らかになった。また、これらの環境への効果に対してはFBRの中性子スペクトルを硬くする効果やCm-Delay及び炉外冷却期間の効果は大きく影響しないことも合わせて確認できた。

From the viewpoint of environmental effect that is one of the objectives of the actinide recycle, effect of reduction of the potential toxicity by recovery of minor actinides is considered from relation with geological disposal system. And, the influence of a recycling nuclides and recovery fraction into potential toxicity reduction effect and comparison with shallow disposal criteria are evaluated assumed an equivalent FBR cycle with each recycling methods. It is an each independent concepts from the effect of potential toxicity reduction of waste and the disposal technology, and a combination of these two concepts will contribute to reduce an environmental impact. Then potential toxicity reduction effect may be thought about it is adjusted with a recent geological disposal studies that respect for the mechanical barrier potential. The nuclides that should be recovered for reduction of the potential toxicity are evaluated by comparison with the potential toxicity in the uranium ore used in the atomic energy in Japan with the present fuel recycle by 2100. From the result of the waste from an equilibrated FBR cycle, to reduce the potential toxicity effectively, the recovery fraction of MA need about 99.9% and those of Pu and U must be improved more than 99.9%. Comparison evaluation with shallow disposal criteria, the geological disposal system is indispensable in any kind of recycling methods in the light of not only alpha activity but also those of fission products and activation products. And it is evaluated that Cm-Delay and neutron spectrum of FBR core do not influence greatly on these environmental effect.