プルトニウム燃焼高温ガス炉を実現するセキュリティ強化型安全燃料開発,10; 燃料内圧及び炉心核特性の評価

Development of security and safety fuel for Pu-burner HTGR, 10; Evaluation on internal pressure of fuel and nuclear characteristics of reactor core

後藤 実  ; 植田 祥平   ; 稲葉 良知  ; 相原 純 ; 深谷 裕司   ; 橘 幸男 ; 國富 一彦 ; 岡本 孝司*

Goto, Minoru; Ueta, Shohei; Inaba, Yoshitomo; Aihara, Jun; Fukaya, Yuji; Tachibana, Yukio; Kunitomi, Kazuhiko; Okamoto, Koji*

原子力機構はこれまでに、高い核拡散抵抗性を持つプルトニウム燃焼高温ガス炉の概念を提案してきた。受託事業において、東京大学, 原子力機構, 富士電機, 原子燃料工業の四者は、高い核拡散抵抗性に加え、高燃焼度での安全性を強化するために、ZrC被覆を施したPuO-YSZ燃料核のプルトニウム燃焼高温ガス炉への導入を検討している。原子力機構はその中で、プルトニウム燃焼高温ガス炉の成立性を確認するために、被覆燃料粒子及び炉心の設計検討を行っている。本研究は、2014年度に開始し、2017年度まで行う予定である。本報では、2015年度に得られた成果として、被覆燃料粒子の内圧及び炉心核特性の評価に基づく、500GWd/t程度の高燃焼度において内圧破損が発生しない被覆燃料粒子の成立性及び炉心の核的成立性について報告する。

A concept of a plutonium burner HTGR (High Temperature Gas-cooled Reactor) with a high nuclear proliferation resistance has been proposed by JAEA. In addition to the high nuclear proliferation resistance, in order to enhance safety at high burn-up, The Univ. of Tokyo, JAEA, Fuji Electric. and NFI propose in a framework of contracted study to introduce a PuO-YSZ (Yttria Stabilized Zirconia) fuel kernel with ZrC coating to the plutonium burner HTGR. In this study, JAEA conduct design of the coated fuel particle and of the reactor core to confirm the feasibility of the plutonium burner HTGR. This study was started in FY2014 and will be completed in FY2017. This paper describes feasibilities of the coated fuel particles and the reactor core that allows high burn-up around 500 GWd/t based on evaluation results of internal pressure of the coated fuel particles and nuclear characteristics of the core.