General consideration on effective plutonium utilization in future LWRs

将来の軽水炉におけるプルトニウム有効利用に関する考察

石川 信行; 大久保 努

Ishikawa, Nobuyuki; Okubo, Tsutomu

軽水炉でのMOX利用について考察するため、プルトニウム有効利用性並びに経済性の観点からの評価を行い、特に、革新的水冷却炉の設計研究の範疇でもある高転換軽水炉のメリットについて言及することを目的とした検討を行った。まず、MOX軽水炉の経済性に関する相対的なポジションを明らかにするために、MOX軽水炉,ウラン軽水炉,高速増殖炉について発電コストの相互比較評価を行った。発電コスト評価においては、発電コストを決める要因である、天然ウラン価格,建設単価,燃焼度などのパラメータに関する感度評価も行った。MOX利用の経済的優位性については、プルトニウムクレジットの観点からも合わせて評価した。プルトニウム有効利用性に関しては、MOX軽水炉の代表ケースとして高転換軽水炉と高減速軽水炉について、プルトニウム多重リサイクル条件下でのプルトニウム有効利用性を排出されるプルトニウムの質(組成)の制約も考慮して評価した。さらに、高転換軽水炉についてその性能指標である転換比をパラメータとした導入可能規模の評価を行い、高転換軽水炉の有するポテンシャルを明らかにした。

In this study, the potential of mixed oxide fueled light water reactors (MOX-LWRs), especially focusing on the high conversion type LWRs (HC-LWRs) such as FLWR are evaluated in terms of both economic aspect and effective use of plutonium. For economics consideration, relative economics positions of MOX-LWRs are clarified comparing the cost of electricity for uranium fueled LWRs (U-LWRs), MOX-LWRs and fast breeder reactors (FBRs) assuming future natural uranium price raise and variation of parameters such as construction cost and capacity factor. Also the economic superiority of MOX utilization against the uranium use is mentioned from the view point of plutonium credit concerning to the front-end fuel cycle cost. In terms of effective use of plutonium, comparative evaluations on plutonium mass balance in the cases of HC-LWR and high moderation type LWRs (HM-LWRs) taking into account plutonium quality (ratio of fissile to total plutonium) constraint in multiple recycling are performed as representative MOX utilization cases. Through this evaluation, the advantageous features of plutonium multiple recycling by HC-LWR are clarified.