Pyrochemical treatment of spent nitride fuels for MA transmutation

MA核変換用窒化物燃料の乾式処理

林 博和 ; 佐藤 匠  ; 柴田 裕樹 ; 倉田 正輝 ; 岩井 孝; 荒井 康夫

Hayashi, Hirokazu; Sato, Takumi; Shibata, Hiroki; Kurata, Masaki; Iwai, Takashi; Arai, Yasuo

窒化物燃料は金属燃料のような高い熱伝導率や金属密度、酸化物燃料のような高融点や等方的構造という特長を持つ。1990年代から高レベル廃棄物の放射性毒性低減や処分場の負荷を軽減するためにマイナーアクチノイドの分離変換研究が行われている中、原子力機構では加速器駆動システムを利用した核変換サイクルにMA含有窒化物を用いることを提案している。これまでに、窒化物燃料サイクルにおける乾式処理技術に関して、窒化物の溶融塩電解及び電解によって回収したアクチノイドからの窒化物の再製造に重点をおいて開発を進めてきた。本報告では、これまでの窒化物乾式再処理技術開発の成果及び今後の課題をまとめて報告する。

Nitride fuels have several advantages, such as high thermal conductivity and high metal density like metallic fuels, and high melting point and isotropic crystal structure like oxide fuels. Since the late 1990s, the partitioning and transmutation of minor actinides (MA) has been studied to decrease the long term radio-toxicity of high level waste and mitigate the burden on the final disposal. Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been proposing dedicated transmutation cycle using the Accelerator-Driven System (ADS) with the nitride fuels containing MA. We have been developing the nitride fuel cycle including pyrochemical process. Our focus is on electrolysis of nitride fuels and refabrication of nitride fuel from the recovered actinides because other processes are similar to the technology for the metal fuel treatment and have been studied elsewhere. In this paper, we summarized our activity on developments of the pyrochemical treatment of the spent nitride fuels.