Transmutation scenarios after closing nuclear power plants

原子力発電閉鎖後の核変換シナリオ

西原 健司  ; 辻本 和文 ; 大井川 宏之 

Nishihara, Kenji; Tsujimoto, Kazufumi; Oigawa, Hiroyuki

日本における原子力発電撤退シナリオにおいて使用済燃料中のTRU核種核変換を想定し、Pu核変換用ADSの設計と核変換システム導入シナリオの解析を行った。ADS設計は既存のMA核変換用ADSの設計に基づいて行い、6バッチ炉心をシナリオ解析用参照設計として選定した。シナリオ解析においては、軽水炉MOX利用シナリオと共に、LWR使用済燃料ワンススルーシナリオを参照シナリオとした。核変換シナリオとして、FRのみ、ADSのみ、及び、FRとADSを核変換炉とした場合を解析した。解析の結果、必要な核変換炉は15から32基で、核変換に必要な期間は180から240年という結果が得られた。また、PuとMAの総量を核変換によって減らすことで、処分場に対する便益として、面積を五分の一にでき、放射性毒性の崩壊期間を一桁小さくできることがわかった。これらの結果から、FRとADSを用いた核変換シナリオが中庸な解決方法であり、一方、短期の核変換が必要な場合はADSを用いた核変換が望ましいことを示した。

With consideration of the phase-out option from NP utilization in Japan, an ADS for Pu transmutation is designed and scenario analysis is performed. The ADS is designed based on the existing ADS design for MA transmutation, and the 6-batch ADS is selected as a reference design for scenario analysis. In the scenario analysis, once-through scenario of LWR spent fuel is referred as a conventional scenario with a LWR-MOX utilization scenario. As the transmutation scenario, three cases of transmuters that are only-FR, only-ADS and both-FR+ADS are analyzed. The numbers of necessary transmuters are obtained as 15 to 32, and, the necessary period for transmutation as 180 to 240 years. Benefit on repository by reduction of Pu and MA is reduction of repository area by a factor of five and of decay time of toxicity by a magnitude of order. The FR+ADS scenario is considered to be a modest solution, though the ADS scenario is preferable if rapid transmutation is required.