Computational study for inventory estimation of Se-79, Tc-99, Sn-126, and Cs-135 in high-level radioactive wastes from spent nuclear fuels of light water reactors

軽水炉使用済燃料の高レベル放射性廃棄物におけるSe-79, Tc-99, Sn-126、及びCs-135のインベントリ評価法のための計算研究

奥村 啓介 ; 浅井 志保; 半澤 有希子  ; 岡本 力; 鈴木 英哉; 利光 正章; 伊奈川 潤; 木村 貴海 ; 鈴木 健介*; 金子 悟*

Okumura, Keisuke; Asai, Shiho; Hanzawa, Yukiko; Okamoto, Tsutomu; Suzuki, Hideya; Toshimitsu, Masaaki; Inagawa, Jun; Kimura, Takaumi; Suzuki, Kensuke*; Kaneko, Satoru*

軽水炉使用済燃料からの高レベル放射性廃棄物に存在する長寿命核分裂生成物のインベントリ評価手法は、長期間に渡る廃棄物処理処分の安全性評価に重要である。Se-79, Tc-99, Sn-126, Cs-135といった難分析長寿命核分裂生成物のインベントリ評価手法を開発するため、最新の燃焼計算コードとデータを使用して、燃料仕様や燃焼条件をパラメータとするサーベイ計算を行った。その中で、燃料集合体タイプ(PWR/BWR),U-235初期濃縮度,減速材温度,ボイド率,出力密度などを考えられる範囲で変動させた。その結果、前述の長寿命核分裂生成物の燃焼特性と生成の範囲が明らかとなった。これらの結果から、高レベル放射性廃棄物に存在する難分析長寿命核分裂生成物のインベントリを、測定が容易な核種(キー核種)の分析値との相関から決定するスケーリングファクタ法とそのキー核種を提案する。

Inventory estimation of long-lived fission products (LLFPs) in high-level radioactive wastes (HLW) from spent nuclear fuels of light water reactors is important for a safety assessment of their disposal. In order to develop an inventory estimation method of difficult-to-measure LLFPs (Se-79, Tc-99, Sn-126, and Cs-135), a parametric study was carried out by using a sophisticated burnup calculation code and data. In the parametric study, fuel specifications and irradiation conditions are changed in the conceivable range. The considered parameters are fuel assembly types (PWR / BWR), U-235 enrichment, moderator temperature, void fraction, power density, and so on. From the calculated results, we clarify the burnup characteristics of the target LLFPs and their possible ranges of generations. Finally, candidates of the key nuclide are proposed for the scaling factor method of HLW.