JAEA key facilities for global advanced fuel cycle R&D

先進燃料サイクル研究開発のための原子力機構の基幹施設

野村 茂雄; 山本 隆一

Nomura, Shigeo; Yamamoto, Ryuichi

ピューレックス再処理及びMOX加工技術から成る従来の軽水炉サイクルは産業レベルに達しつつある。一方、先進燃料サイクルは主としてFBRのための先進炉燃料を作り出すために、移行期において少なくとも3種類の使用済燃料、すなわち軽水炉ウラン,軽水炉MOX、そしてFBRMOXを取り扱うための中長期的な研究開発によって実現されるであろう。そのような多種類の使用済燃料や製品を取り扱い、従来型の産業技術の成果、さらには将来の社会的技術的要請により、研究開発の枠組みはより複雑になる。これらの条件の下で、2つのタイプの研究開発、すなわち漸進的及び革新的な研究開発が提案される。従来型技術の改良や入れ替えは漸進的な研究開発を通して実現され得る。新しい概念や主プロセスの劇的な変更の導入は革新的研究開発に分類される。そのような研究開発の進展は伝統的な線形モデルとして4つの段階によって描かれる。線形モデルはシミュレーションモデルや伝統的な過去の開発成果の適用性の発見によって変更やスキップがなされるべきである。工学実証は、特に設計や性能、さらには非定常状態での運転性の検証のための道具として活用されるべきである。原子力機構の大部分の施設は基礎から工学段階に至る漸進的研究開発をカバーしている。一方、革新的研究開発の道具としては、これらは選定された技術に進捗に合わせて、より柔軟なパラメータ,新しい機械やプロセス機器が準備されるべきである。

The current LWR cycle composed of PUREX reprocessing and MOX fuel fabrication technologies becomes a matured industrial level. However, advanced fuel cycle will be realized with the mid and long term R&D, focusing the transition period which handles at least three types of spent fuel; LWR-UOX, LWR-MOX, and FBR-MOX to produce mainly advanced reactor fuels for FBR. R&D scheme becomes more complicated, because of such kinds of spent fuels and products, succession of the current industrial technologies, and future social and technological needs. Under these conditions, two types of R&D; evolutionary and revolutionary ones are proposed. The modification and partial replacement of the current technologies can be realized through the evolutionary type R&D. The introduction of new concept and the drastic change of main process are categorized for the revolutionary R&D. Progress of such R&D is implemented by the four stages as a classic linear model. The linear model should be modified and skipped sometime by finding out how to apply the simulation model and the conventional outcomes developed in the past. The engineering demonstration should be implemented especially for the verification of design, performance, and operation including off-normal conditions. Most of JAEA facilities cover the evolutionary type R&D from basic to engineering stage. To implement the revolutionary type R&D, however, these should prepare more flexible testing parameters, new machines and process equipments, depending upon the each progress of candidate technologies.