MA合金使用済み燃料の核種組成相関式の作成

Correlation for evaluation of spent fuel composition of MA mixed metal fuel

小嶋 健介; 奥村 啓介 ; 有田 裕二*

Kojima, Kensuke; Okumura, Keisuke; Arita, Yuji*

MA合金燃料の再処理では、乾式再処理方式が想定されているが、この方式では従来のような再処理工程の溶解液をサンプリングして使用済燃料組成を分析することは困難となる。このため、サンプリング分析法に代わる使用済燃料組成の推定技術の開発が必要とされている。そこで、燃料から放出されプレナムに蓄積された希ガス核分裂生成物の同位体比から燃料の重核種を中心とした着目核種の組成を予測する手法を考案した。この手法で用いる相関データを得るため、FaCT設計炉心の燃料仕様をベースに多様な燃料仕様と運転条件を想定した燃焼計算を実施した。この計算結果を用いて、同位体比から核種生成量を求める相関式を新たに作成した。同位体比Kr/Kr、及びXe/Xeを作成した相関式に適用した結果、主要21核種の組成について、相関式は燃焼計算による結果をよく再現することがわかった。

Dry processing is assumed for reprocessing of minor actinide mixed metal fuels discharged from fast reactors. In wet processing, spent fuel composition has been measured by a method of sampling fuel solution. However, the method is difficult for dry processing to be applied. Thus, a new method is required for dry processing. The new method was considered as predicting nuclide inventories from measured isotopic ratio of fission products of noble gas accumulated in plenum region of fuel rod with use of correlations between the inventories and the isotopic ratio. In order to evaluate the correlations, burn-up calculations were carried out for various configurations based on FaCT core with the metal fuels. Using the calculated data, correlation functions were newly formulated. As results of applying isotopic ratios Kr/Kr and Xe/Xe to the functions, the predicted inventories show good agreement with those of burn-up calculations for major 21 nuclides.