Waste management scenario in the hot cell and waste storage for DEMO

核融合原型炉のホットセル及び一時保管施設における廃棄物管理シナリオ

染谷 洋二; 飛田 健次; 柳原 敏*; 近藤 正聡*; 宇藤 裕康; 朝倉 伸幸; 星野 一生; 中村 誠; 坂本 宜照

Someya, Yoji; Tobita, Kenji; Yanagihara, Satoshi*; Kondo, Masatoshi*; Uto, Hiroyasu; Asakura, Nobuyuki; Hoshino, Kazuo; Nakamura, Makoto; Sakamoto, Yoshiteru

原型炉での保守シナリオは、ブランケット及びダイバータモジュールをバックプレートに配置したセクター集合体を一括で交換することを想定している。定期交換保守によって発生する放射化した集合体には、残量熱と吸蔵されたトリチウム(T)および表面に付着したタングステン(W)ダストが存在する。したがって、集合体の保管、解体および処分の際には、集合体の温度及び吸蔵T及びWダスト管理に留意する必要がある。検討の結果、ホットセルにおいて自然対流冷却が可能になるまでの約半年間を、集合体内の既設配管に冷却水を流して冷却することとした。この手法の特徴は、集合体を低温にできるので吸蔵Tの放出が抑えられるとともに、ホットセル内の雰囲気を自然対流環境下で維持できるため、Wダストの拡散を防ぐことができる。次に、廃棄物を埋設処分する際には、モルタルとともに詰めた廃棄体として、処分することを想定している。検討の結果、残留熱を有する廃棄体をモルタルの健全性が保てる温度(65C)以下になるまで、中間貯蔵施設において、約12年程度一時保管する必要があることがわかった。本論文では、ホットセル及び一時保管施設の具体的イメージを示すとともに定期保守時に発生する廃棄物の減容に係る検討結果を報告する。

In the replacement period of a fusion power reactor, the assembly of blanket or divertor modules need to be removed from the reactor in order to minimize remote maintenance in the vacuum vessel and to attain a reasonable plant availability. In the hot cell, the modules will be removed from the backplate of the assembly. Here, note that the active cooling must be done by a way that does not cause contamination of the hot cell environment due to dispersion of tritium and tungsten dust. In this sense, the cooling scenario is adopted that the existing pipe of cooling water in the assembly is connected to a different cooling water system in the hot cell. In this scenario, the temperature of the assembly is maintained about 40-100C. On the other hand, the structural material (RAFM) of the blanket and divertor is not recycled due to its high contact dose rate. It should be crushed into small pieces to reduce volume of the waste and required storage space. Here, the decay heat must be removed by natural convection to keep the temperature below 65C for preventing water evaporation from the mortar. The RAFM is kept in the interim storage during 12 years until the required temperature conditions for mortar are ensured and then is disposed of.