Research and development program on accelerator driven subcritical system in JAEA

日本原子力研究開発機構における加速器駆動核変換システムの研究開発計画

辻本 和文 ; 大井川 宏之 ; 大内 伸夫 ; 菊地 賢司; 倉田 有司; 水本 元治; 佐々 敏信   ; 斎藤 滋   ; 西原 健司  ; 梅野 誠*; 田澤 勇次郎*

Tsujimoto, Kazufumi; Oigawa, Hiroyuki; Ouchi, Nobuo; Kikuchi, Kenji; Kurata, Yuji; Mizumoto, Motoharu; Sasa, Toshinobu; Saito, Shigeru; Nishihara, Kenji; Umeno, Makoto*; Tazawa, Yujiro*

日本原子力研究開発機構(原子力機構)では、マイナーアクチノイド等の放射性廃棄物を核変換することを目的とした加速器駆動核変換システム(ADS)の開発を進めている。ADSの工学的成立性検証に必要な知見と要素技術を得ることを目的に、原子力機構では2002年から総合的な研究開発計画を実施してきた。本論文では、2005年までのプログラム第1期の概要と得られた成果について述べる。この計画では、以下に示すADS特有の3つの技術分野にわたって研究開発を進めてきた。(1)超伝導線形加速器,(2)核破砕ターゲット及び炉心冷却材としての鉛ビスマス共晶合金技術,(3)未臨界炉心の設計と炉物理。超伝導線形加速器の研究開発では、クライオモジュールの試作・試験を行い、良好な加速性能が得られことを確認した。鉛ビスマスに関する技術開発では、鋼材腐食・純度管理,伝熱流動特性,放射性物質挙動についてのさまざまな技術情報を得ることができた。未臨界炉心の設計では、定常状態及び過渡状態におけるADSの技術的成立性を検討し、十分成立性が見込める炉心概念を提示した。また、未臨界度測定技術開発のために臨界集合体において基礎的な炉物理実験を行った。

For a dedicated transmutation system, Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been proceeding with the research and development (R&D) on an accelerator-driven subcritical system (ADS). JAEA has started a comprehensive R&D program since the fiscal year of 2002 to acquire knowledge and elemental technology for the validation of engineering feasibility of the ADS. In this paper, the outline and the results in the first three-years stage of the program are reported. For R&D on accelerator, a prototype cryomodule was built and its good performance in electric field was examined. For R&D on LBE, various technical data for material corrosion, thermal-hydraulics and radioactive impurity were obtained. For R&D on subcritical core, engineering feasibility for the ADS was discussed using thermal-hydraulic and structural analysis not only in normal operation but also in transient situations. Reactor physics experiments for subcritical monitoring of ADS were performed at critical assemblies.