Uranium recovery in LWR reprocessing and plutonium/residual uranium conditioning in FBR reprocessing for the transition from LWR to FBR

軽水炉から高速炉への移行のための軽水炉燃料再処理におけるウラン回収と高速炉燃料再処理におけるプルトニウム/残余ウランの回収

深澤 哲生*; 山下 淳一*; 星野 国義*; 笹平 朗*; 井上 正*; 湊 和生 ; 佐藤 正知*

Fukasawa, Tetsuo*; Yamashita, Junichi*; Hoshino, Kuniyoshi*; Sasahira, Akira*; Inoue, Tadashi*; Minato, Kazuo; Sato, Seichi*

軽水炉(LWR)から高速増殖炉(FBR)への移行期において、種々の不確定要因を考慮した移行シナリオを網羅的に検討し、各シナリオに柔軟に対応できる燃料サイクルシステムを開発中である。そこでは、軽水炉使用済燃料からのウランの粗分離、並びにプルトニウム/ウラン/核分裂生成物の一時保管及び適時の再処理によるFBRへのプルトニウム燃料の供給を柱としている。柔軟性確保手段の比較検討結果を報告する。国の原子力政策大綱によれば、経済性等の条件が整うことを前提にFBRは2050年頃から導入するものとし、FBRの導入に必要な第二再処理設備は2010年から検討することになっている。第二再処理は今後40100年の将来にかかわるため種々の変動・不確実性が想定され、それらに対する柔軟性の確保は重要である。Pu需給バランスの観点から変動に対し柔軟性を確保する手段について比較評価し、課題摘出・燃料サイクルシステムへの適用性等の検討を行った。

In order to flexibly manage the transition period from LWR to FBR, the authors investigated the transition scenario and proposed the Flexible Fuel Cycle Initiative (FFCI). In FFCI, LWR spent fuel reprocessing only carries out the removal of about 90% uranium that will be purified and utilized in LWR after re-enrichment. The residual material (40% U, 15% Pu and 45% other nuclides) is transferred to temporary storage and/or FBR spent fuel reprocessing to recover Pu/U followed by FBR fresh fuel fabrication depending on the FBR introduction status. The FFCI has some merits compared with ordinary system that consists of full reprocessing facilities for both LWR and FBR spent fuels, that is smaller LWR reprocessing facility, spent LWR fuel reduction, storage and supply of high proliferation resistant and high Pu density material that can flexibly respond to FBR introduction rate changes. The Pu balance was calculated under several cases, which revealed that the FFCI could supply enough Pu to FBR in any cases.