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超高温ガス炉(VHTR)の炉心概念設計; マルチホール型燃料の採用による炉心高度化

Conceptual core design study of the Very High Temperature gas-cooled Reactor (VHTR); Upgrading the core performance by using multihole-type fuel

大橋 一孝; 西原 哲夫; 國富 一彦; 中野 正明*; 田沢 勇次郎*; 岡本 太志*

Ohashi, Kazutaka; Nishihara, Tetsuo; Kunitomi, Kazuhiko; Nakano, Masaaki*; Tazawa, Yujiro*; Okamoto, Futoshi*

950$$^{circ}$$Cもしくはそれ以上の高温の原子炉出口温度を目指す、超高温ガス炉(VHTR)の開発に関する関心が世界的に高まっており、GIF(第4世代原子炉システム国際フォーラム)においても、VHTRが候補炉型の一つとして取り上げられている。日本原子力研究開発機構においても、VHTRを用いた電力-水素併産プラントであるGTHTR300Cに関する開発を開始した。GTHTR300Cの研究では、出口温度950$$^{circ}$$CというVHTRの条件において、高温工学試験研究炉(HTTR)で実績のあるピンインブロック型燃料を採用した炉心での基本的な成立性の見通しを得たが、一方で、例えば1次系のメンテナンス時における作業員の被ばく線量低減の観点からの、炉心性能のさらなる向上も求められる結果となった。本論文では、マルチホール型燃料体による出口温度950$$^{circ}$$Cの炉心概念の構築を行い、メンテナンス線量に与える影響の検討を行った結果について報告する。後者については、GTHTR300に関して従来得られていた結果と比較してよりメンテナンス性に優れていることを示す。

Interests on the development of the Very High-Temperature Gas-Cooled Reactor (VHTR), of which the reactor outlet temperature is 950$$^{circ}$$C or much higher, are recently increasing world-widely and it was selected as one of the candidate reactor types of the GIF. Japan Atomic Energy Agency has already initiated R&D efforts on the electricity and hydrogen co-generation plant with VHTR system, GTHTR300C. Although technical feasibility of its VHTR reactor using Pin-in-block fuel, which has experience to be already used in the HTTR, has been shown fundamentally, more improvements of the core performances, such as decrease of the occupational exposure doses during the plant maintenance, are desired. This report presents the results of the conceptual core design study using Multi-hole type fuel and the study on the occupational exposure doses. The latter results shows much better plant maintainability compared to the previous results of the GTHTR-300.

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