Assessment of the potential for criticality in the far field of a used nuclear fuel repository

使用済燃料の直接処分における処分場周辺岩盤での臨界可能性の評価

Atz, M.*; Salazar, A.*; 平野 史生 ; Fratoni, M.*; Ahn, J.*

Atz, M.*; Salazar, A.*; Hirano, Fumio; Fratoni, M.*; Ahn, J.*

使用済燃料を地層処分する場合を想定して(使用済燃料の直接処分)、処分場の周辺岩盤で燃料成分が蓄積することによって臨界が起こる可能性を評価するための解析的検討を行った。岩盤中で臨界が起こる燃料成分の量の最小値を評価するための中性子輸送モデル(地下水飽和した球形の体系を想定して解析を実施)と、燃料成分の地下水中への溶出と岩盤中での移行を評価するための物質輸送モデルによる解析結果を組み合わせて評価を行った。その結果、燃料成分が岩盤中で蓄積する条件として保守的な条件を想定する場合では、臨界が起こる量が蓄積される状況も想定されるものの、処分場での使用済燃料の配置を工夫することで、こうした状況は起こりにくくなると考えられた。

The likelihood for criticality in the far field of a repository was evaluated for direct disposal of commercial light water reactor used nuclear fuel. Two models were used in combination for this evaluation: (1) a neutronics model to estimate the minimum critical masses of spherical, water-saturated depositions of fuel material; (2) a transport model to simulate the dissolution of fuel material from multiple canisters and the subsequent transport of the solutes through host rock to a single accumulation location. The results suggest that accumulation of a critical mass is possible under conservative conditions but that these conditions are unlikely to occur, especially in the vicinity of a carefully-arranged repository.