柔軟性の高いMA回収・核変換技術の開発,3; 高濃度MA含有金属燃料装荷・MOX燃料高速炉の炉心設計

Development of highly flexible technology for recovery and transmutation of minor actinide, 3; Design study on a MOX fuel fast reactor core loading highly concentrated MA-containing metal fuel

大釜 和也   ; 原 俊治*; 太田 宏一*; 大木 繁夫 ; 飯塚 政利*

Ohgama, Kazuya; Hara, Toshiharu*; Ota, Hirokazu*; Oki, Shigeo; Iizuka, Masatoshi*

柔軟性の高いMA回収・核変換技術開発の一環として、大きな炉心設計変更を伴わずに、高濃度MA含有金属燃料を750MWeナトリウム冷却高速炉・MOX燃料炉心に混合装荷する方法を検討した。先行研究で検討した外側炉心最外周1層のMOX燃料をMA含有金属燃料に置換した炉心(MA均質装荷MOX燃料炉心よりも約1.6倍のMA核変換量)を対象として核・熱流動設計を行った。金属燃料は、燃料と被覆管の接触による液相形成回避のため、被覆管最高温度をMOX燃料よりも50C低い650C以下に制限する必要がある。この制限を満たすために、金属燃料装荷領域の冷却材流量の増加および他領域の流量合理化が必要となる。本研究では、出力に対する必要流量が高い径方向ブランケット燃料の削除による炉心流量合理化により、金属燃料を混合装荷した炉心において、MOX燃料炉心と同じ炉心流量および冷却材出入口温度の設計が成立することを確認した。

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