Conceptual design for a large-scale Japan sodium-cooled fast reactor, 3; Core design in JSFR

大型Na冷却高速炉の概念設計,3; JSFRの炉心設計

大久保 努; 大木 繁夫 ; 小倉 理志*; 大久保 良幸*; 小竹 庄司*

Okubo, Tsutomu; Oki, Shigeo; Ogura, Masashi*; Okubo, Yoshiyuki*; Kotake, Shoji*

大型の日本型Na冷却高速商用炉を対象とした概念設計検討と関連する技術開発が、高速炉サイクル実用化研究開発(FaCT)プロジェクトの一環として実施されている。JSFRでは、次世代のプラント概念として、経済性確保や信頼性と安全性の向上のため、多くの革新技術を採用している。本論文では、JSFR炉心の概念設計検討の最新の結果について述べる。炉心設計における最も重要な点は、150GWd/tの高燃焼度の達成であり、このための被覆管としてODS鋼を想定している。増殖比に関しては柔軟性を有する設計としており、1.0から1.2程度の範囲に関して互換性を有する燃料集合体設計とすることを基本思想としている。また、軽水炉から高速炉への移行期において予想される幅広い燃料組成を想定している。これまでの設計研究から、直径10mm程度の太径の燃料棒を使用する高内部転換型炉心概念に基づいたJSFR炉心概念によって、上述の特性を含む設計目標や要求を満足できることが明らかになった。

A conceptual design study and related R&D on a commercial-base large-scale Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR) have been carried out in the framework of the Fast Reactor Cycle Technology development (FaCT) project. As a next generation plant, JSFR adopts a number of innovative technologies in order to achieve economic competitiveness, enhanced reliability and safety. This paper describes the current results of the ongoing conceptual design study on the JSFR core. The most important point in the core design is to achieve a high core average burn-up around 150 GWd/t, assuming the ODS steel utilization as the cladding material. Another design target for the breeding ratio is intended to have some flexibility and is set at from around 1.0 to 1.2 under the design philosophy of the compatible fuel assembly among them. Also, the fuel composition is considered to have some variation range based on the wide variety of the spent fuel composition expected to be treated during the LWR to FBR transition period. The core design study performed in the FaCT project has clarified the feasibility of the JSFR core concept, which is based on the high internal conversion ratio type core using a large fuel rod diameter around 10 mm and satisfies a number of design targets and requirements including ones mentioned above.