低減速BWRの核変換特性(学位論文)

Nuclear transmutation characteristics of reduced moderation BWR (Thesis)

深谷 裕司   

Fukaya, Yuji

核燃料サイクルの安全性や環境負荷の評価に重要な核変換特性を低減速BWRに対して炉物理的観点から解明し、他の炉型の特性との比較を行いその特徴を確認した。その結果得られた主な知見は以下のようなものである。増殖型低減速BWRは硬い炉内スペクトルによる高い転換比から3000日程度と長い運転期間の実現が可能なため、FP核種空の崩壊熱と放射能が少なく、硬い炉内スペクトルによってアクチノイド核種からの崩壊熱と放射能が小さな値になることが確認できた。高転換型低減速BWRにより、MAリサイクル炉心の設計を行ったところ、核種移行解析で環境負荷に重要とされるNpを装荷した場合、装荷量の約4割程度、軽水炉から発生するNpの約22基・年分程度のNpの低減ができる設計の確認ができた。増殖型低減速BWRによるLLFP核変換を検討した結果、炉心特性に余裕が無くLLFP集合体を炉内へ装荷できないため、LLFP(Tc, I, Cs)に関しサポートファクターが1以下となり、LLFPの低減ができないことが確認できた。これらの結果及び比較し示された多くの炉型の特性が多様な核燃料サイクルオプションの議論に資することを期待する。

The nuclear transmutation characteristics of reduced moderation BWR (RMBWR), which decides the spent fuel characteristics and its safety in its nuclear fuel cycle, were investigated and compared with other types of reactors. The major conclusions were obtained as follow: Breeder type of RMBWR shows low decay heat and radioactivity from FPs because of the long operation period approximately 3000 days which realized by the high conversion ratio. That also shows low decay heat and radioactivity from actinide nuclides due to the hard spectrum. MA recycling reactor of high conversion type of RMBWR was designed. The neptunium, which has large impact for environmental burden form the view point of nuclide transport analysis, can be incinerated approximately 40% of loaded inventory which corresponds to 22 units of LWR per year.