高レベル放射性廃棄物の減容化・有害度低減に向けた技術開発,2; 高速炉サイクルにおけるチャレンジ

Development of technologies for reduction in volume and toxicity of high-level radioactive wastes, 2; Challenges in fast reactor cycle

前田 誠一郎 

Maeda, Seiichiro

高レベル放射性廃棄物の減容、有害度の低減のため、高速炉燃料として、ウラン・プルトニウム混合酸化物燃料にマイナーアクチニド(MA)を数%含有させたMA含有MOX燃料が適用される。MAを含有することによるMOX燃料の物性(融点、熱伝導度等)への影響が体系的に研究され、その影響が軽微であることが判明しつつある。MA含有MOX燃料の原子炉内の照射挙動を把握するため、既に高速実験炉「常陽」において最大5wt%のAmを含むMOX燃料の照射試験が進められ、ペレット組織変化等の貴重な知見が得られている。また、常陽の運転再開後にも様々な照射試験が計画され、これらから得られる照射試験データは燃料挙動解析コードに反映される。また、高速炉の使用済み燃料を起点としてMAリサイクルを実証するため、SmART (Small Amount of Reuse Fuel Test)サイクル計画が進められている。更に、1サイクル当たりのMA変換率向上に貢献するODS鋼を用いた長寿命被覆管材の開発が進んでいる。このように、廃棄物課題を解決する有力な手段して高速炉を用いるための研究開発が着実に進んでいる。

The uranium-plutonium mixed oxide (MOX) fuel bearing several percent minor actinides is adopted as the fast reactor fuel to reduce the high level radioactive waste volume and its toxicities. Their physical properties such as melting points and thermal conductivities are investigated symmetrically. It is getting clear that the effect of MA bearing is not so significant. The MOX fuel pins including up to 5% of Am were irradiated in Joyo to confirm their irradiation performance. Some types of irradiation experiments using MA-MOX fuels are planned after Joyo restart. The obtained data will contribute to develop fuel pin performance codes for MA-MOX fuels. SmART (Small Amount of Reuse Fuel Test) cycle program is in progress to demonstrate MA recycles starting from FR spent fuels. Furthermore, long life cladding with ODS steel is under development to enhance the transmutation efficiency of MA in one cycle. Thus, R&Ds in FR systems advances steadily to solve the waste issue.