核分裂生成物のマスバランス解析のための核種選定

Selection of nuclides for mass-balance analysis of fission products

岡村 知拓*; 大泉 昭人   ; 西原 健司  ; 中瀬 正彦*; 竹下 健二*

Okamura, Tomohiro*; Oizumi, Akito; Nishihara, Kenji; Nakase, Masahiko*; Takeshita, Kenji*

核燃料サイクルで発生する放射性廃棄物のマスバランスを評価するためには、原子炉運転に始まり、再処理,ガラス固化,中間貯蔵,地層処分まで含めた、分野横断的な解析が求められる。日本原子力研究開発機構では核燃料サイクルのマスバランス解析を可能とする、Nuclear Material Balanceコード(NMBコード)を開発している。しかし、従来のNMBコードの解析対象は26核種のアクチノイドに対して核分裂生成物(FP)が2核種のみであり、アクチノイドのマスバランス解析に特化している。よって、バックエンドのマスバランス解析を精度良く行うために、NMBコードの計算で扱われるFP数を拡充する必要がある。本研究ではNMBコードにおいて解析対象とすべき主要なFPが選定され、NMBコードに実装するべきFPのリストが作成された。軽水炉ウラン燃料,軽水炉MOX燃料,高速炉MOX燃料の2炉型、3燃料の条件でORGIENを用いた燃焼・崩壊計算を行い、質量,発熱量,放射能量,被ばく線量,固化体阻害因子の5つの評価指標においてFPが選定された。また、ORIGENと同等の計算精度を有する簡易的な燃焼チェーンをNMBコード内で構成するために必要なFPが選定された。その結果、核種数が異なる2つのリスト(詳細リストと簡易リスト)が作成された。

Nuclear Material Balance code (NMB code) have been developed in Japan Atomic Energy Agency. The NMB code will be updated with the function of mass balance analysis at the backend process such as reprocessing, vitrification and geological disposal. In order to perform its analysis with high accuracy, it is necessary to expand the number of FP nuclides calculated in the NMB code. In this study, depletion calculation by ORIGEN code was performed under 3 different burn-up conditions such as spent uranium fuel from light water reactor, and nuclides were selected from 5 evaluation indexes such as mass and heat generation. In addition, the FP nuclides required to configure a simple burnup chain with the same calculation accuracy as ORIGEN in the NMB code was selected. As the result, two lists with different number of nuclides, such as "Detailed list" and a "Simplified list", were created.