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高温ガス炉燃料の多様化に関する高温工学試験研究炉(HTTR)の利用可能性の検討,4; トリウム燃料利用に関する検討

Feasibility study on a wide-variety of fuel utilization by using HTTR, 4; Study on thorium fuel utilization

植田 祥平   ; 後藤 実  ; 片山 昌治*; 高木 直行*; 大岡 靖典*; 山崎 正俊*

Ueta, Shohei; Goto, Minoru; Katayama, Masaharu*; Takagi, Naoyuki*; Ooka, Yasunori*; Yamasaki, Masatoshi*

高温ガス炉燃料の多様化に資するため、トリウムを高温ガス炉燃料として利用する場合の健全性や照射挙動の確認を目的として、高温工学試験研究炉(HTTR)を利用したトリウム燃料の照射試験を計画し、試験方法や核特性評価を検討した。日本原子力研究開発機構のHTTR原子炉並びに原子燃料工業が所有する燃料製造施設では許可上、ウラン・トリウム混合酸化物燃料の取扱いが可能である。照射試験においては、燃料破損検出装置(FFD)による燃料健全性の連続監視を行うとともに、照射後に取り出した試験燃料は、ホットラボ施設において健全性評価、照射量評価が可能である。トリウム:ウラン混合比4:1、ウラン235濃縮度20%のトリウム燃料を用いたピンインブロック型試験燃料体を燃料カラムへ最大3体装荷する照射試験について、トリウム燃料の照射量の予測評価を行った結果、原子炉出力30MWで照射期間660日、燃焼度約21GWd/tのトリウム照射が可能であると評価された。

For the feasibility study on a wide-variety of fuel utilization of the high temperature gas-cooled reactor (HTGR) in order to confirm the integrity and the irradiation performance of thorium as the fuel, the irradiation test with thorium-uranium mixed dioxide fuel (denoted as thorium fuel) by the High temperature engineering test reactor (HTTR) of Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been reviewed, and its neutronic characteristics has been evaluated. With regard to the license, the HTTR and the fuel fabrication plant of Nuclear Fuel Industries, Ltd. have been permitted to treat thorium as the fuel. During the irradiation, the integrity of the fuel specimen can be monitored continuously by the fuel failure detection (FFD) system installed in the HTTR. After the irradiation, the fuel sample is dismantled from the core and post-irradiation examinations are carried out to confirm the integrity and to evaluate the irradiance of the test fuel. The irradiance of the thorium fuel sample have been estimated in case of the irradiation test with three block of the thorium fuel in 4 of thorium to uranium mixed ratio and in 20% of enrichment of uranium-235. As the result, the burnup of the thorium fuel specimens will be approximately 21 GWd/t with 30 MW of reactor power in 660 days of the irradiation duration.

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