JOYO, the irradiation and demonstration test facility of FBR development

「常陽」高速炉開発のための照射及び実証試験施設

青山 卓史 ; 関根 隆 ; 仲井 悟; 鈴木 惣十

Aoyama, Takafumi; Sekine, Takashi; Nakai, Satoru; Suzuki, Soju

高速実験炉「常陽」は、日本の自主技術によりナトリウム冷却高速炉の設計・建設・運転を行い、技術的知見を後続炉に反映するとともに、高速中性子照射場として活用することを目的として建設された。「常陽」は1977年にMK-I炉心としての初臨界を達成して以降、運転保守技術経験を蓄積するとともに、1982年の照射用炉心(MK-II炉心)としての運転開始からは、高速中性子による照射試験を中心として高速炉技術開発に貢献してきた。さらに、2003年には、高速中性子束を約1.3倍,照射スペースを約2倍に拡大することにより、照射性能を約4倍に向上させたMK-III炉心での運転を開始した。さらに、低除染TRU燃料サイクル技術開発を目的としたMA含有MOX燃料や、金属燃料及び酸化物分散強化型フェライト鋼等の照射実績の少ない照射試験を効率的に実施するため、キャプセル型照射装置の開発等を進め、先進的な燃料及び材料の照射試験を着実に進めている。世界の高速炉が停止されていく中で、「常陽」はGNEP等の国際的な枠組みにおいても照射施設としての役割が期待されている。今後、「常陽」は、高速炉開発にとどまらず、広く原子力一般,学術分野等の研究開発にも貢献していく。

The experimental fast reactor JOYO is the first liquid sodium fast reactor in Japan. The purpose of constructing JOYO was to obtain technical information about liquid metal fast breeder reactors (LMFBR). In addition to providing operating experience, many kinds of irradiation tests have been conducted for the development of fuels and materials under the conditions of higher fast neutron flux and temperature than those in LWRs. JOYO has been operated successfully since its criticality was first achieved in 1977 without any serious problem, and this operation demonstrated the safety and reliability of the sodium cooled fast reactor. Continual facility improvements have been punctuated by major enhancements, the latest of which is MK-III. Compared to MK-II, MK-III has a four times larger irradiation capability, improved irradiation test vehicles and improved irradiation characterization. The applications of this enhanced capability include testing fuels and safety features for future FBRs, exploring use of fast reactors for transmutation of radioactive waste, and developing advanced materials for fusion power. In light of the shutdown of several fast reactors around the world, the ability to make such major contributions to reactor development takes on even greater significance. Irradiation tests, steady-state and safety related operations of JOYO are also expected to promote the development of JAEA's prototype FBR, Monju.