マイクロ波加熱を利用した次世代原子炉用燃料の原料粉末製造プロセスの実現に向けて; 燃料粉末製造工程におけるプロセス確証試験設備の整備

Introduction to a new fuel manufacturing process utilizing microwave heating for the next generation nuclear reactor; Renewal of test equipment in plutonium conversion development facility

加藤 良幸 ; 向 泰宣 ; 栗田 勉 ; 吉元 勝起

Kato, Yoshiyuki; Mukai, Yasunobu; Kurita, Tsutomu; Yoshimoto, Katsunobu

長期的なエネルギー供給の確保及び二酸化炭素放出量が極めて小さいことを活かした地球温暖化防止の方策として原子力エネルギーは不可欠である。現在の原子炉は、将来的には高速増殖炉とその燃料サイクルに徐々に置き換えられてゆくと考えられるが、これは高速炉によって限りあるウラン資源を最大限に利用でき、また高レベル放射性廃棄物の発生量を最小にすることができるためである。これを実現するため、我が国では高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCTプロジェクト)を推進しており、燃料製造工程には、マイクロ波加熱脱硝を利用した簡素化ペレット技術が採用された。本手法は、脱硝直前にプルトニウムとウランの混合比率を調整し、脱硝直後に粉末の流動性改良を連続して行うことにより、以降の燃料製造工程を短縮し経済性を向上させるものである。これまでの研究はビーカスケールでの検討であったが、1kgMOX/batchの小規模MOX試験設備を設置しプロセスの成立性を確認する。この設備の設計・計画について報告する。

Nuclear energy is indispensable to secure long-term energy supply and to prevent global warning by taking advantage of very small CO discharge. Current power reactor will be replaced by next generation Fast Breeder Reactor (FBR) and its fuel cycle step by step because FBR can utilize limited uranium resource to the utmost and minimize high level radioactive wastes. To achieve the target, Fast Reactor Cycle Technology Development (FaCT) project is being promoted in Japan and a simplified MOX fuel fabrication technology where microwave heating denitration is the core of manufacturing is adopted. Adjustment of plutonium/uranium mixed ratio is done just before denitration and treatment to improve powder fluidity is done continuously after the denitration, thus fuel fabrication process becomes short and economical efficiently. Current research has been examined using test equipment of a beaker scale, and it will be replaced to test equipment with capacity of 1 kgMOX/batch where practicability of the technology will be confirmed. The outline of design and schedule of the technology is introduced.