高速増殖炉サイクルの実用化戦略調査研究; フェーズII最終報告書

Feasibility study on commercialized fast reactor cycle systems; Phase II final report

次世代原子力システム研究開発部門; 日本原子力発電*

Advanced Nuclear System Research and Development Directorate; Japan Atomic Power Company*

日本原子力研究開発機構と電気事業者は、電力中央研究所やメーカ各社の協力を得て、1999年7月から、軽水炉サイクル及びその他の基幹電源と比肩する経済性を達成し得る高速増殖炉サイクルの実用化像を構築するとともに、その技術体系を確立することを目的とした「高速増殖炉サイクルの実用化戦略調査研究」を実施している。フェーズII研究(20012005年度)では、フェーズI研究(19992000年度)で抽出した高速増殖炉,再処理及び燃料製造の各候補概念について、成立性にかかわる要素試験研究や解析を実施するとともに、それらの成果を踏まえたシステムの設計検討を行い、各概念が有する能力を最大限に引き出すことが可能な高速増殖炉システム及び燃料サイクルシステム概念を構築した。また、高速増殖炉サイクルの技術体系整備に向けた2015年頃までの研究開発計画と、それ以降の進め方に関する課題についてとりまとめた。候補概念に関する技術総括の結果から、酸化物燃料を用いた「ナトリウム冷却炉,先進湿式法再処理及び簡素化ペレット法燃料製造の組合せ概念」は、開発目標への適合可能性が最も高く、これまでの開発実績及び今後の国際協力の可能性から技術的実現性も高く、総合的に最も優れた概念であると考えられる。したがって、高速増殖炉サイクルの実用化に向けた今後の研究開発においては、限られた研究開発資源の効率的な活用の観点から、この組合せを今後重点的に開発していく主概念として選定することが望ましい。

A joint project team of Japan Atomic Energy Agency and the Japan Atomic Power Company (as the representative of the electric utilities) started the feasibility study on commercialized fast reactor cycle systems (F/S) in July 1999 in cooperation with Central Research Institute of Electric Power Industry and vendors. On the major premise of safety assurance, F/S aims to present an appropriate picture of commercialization of fast reactor (FR) cycle system which has economic competitiveness with light water reactor cycle systems and other electricity base load systems, and to establish FR cycle technologies for the future major energy supply. In the period from Japanese fiscal year (JFY) 1999 to 2000, the phase-I of F/S was carried out to screen out representative FR, reprocessing and fuel fabrication technologies. In the phase-II (JFY 2001-2005), the design study of FR cycle concepts, the development of significant technologies necessary for the feasibility evaluation, and the confirmation of key technical issues were performed to clarify the promising candidate concepts toward the commercialization. In this final phase-II report clarified the most promising concept, the R&D plan until around 2015, and the key issues for the commercialization. Based on the comprehensive evaluation in F/S, the combination of the sodium-cooled FR with MOX fuel core, the advanced-aqueous reprocessing process and the simplified-pelletizing fuel fabrication process was recommended as the mainline choice for the most promising concept. The concept exceeds in technical advancement, and the conformity to the development targets was higher compared with that of the others. Alternative technologies are prepared to decrease the development risk of innovative technologies in the mainline choice.