加速器駆動システムを用いた分離変換サイクルにおける核不拡散性に関する研究,2; 燃料集合体中のウランの評価

Non-proliferation features in partitioning and transmutation cycle using accelerator-driven system, 2; Evaluation of of uranium in ADS fuel assembly

大泉 昭人   ; 菅原 隆徳  ; 相楽 洋*

Oizumi, Akito; Sugawara, Takanori; Sagara, Hiroshi*

使用済燃料に含まれる高レベル放射性廃棄物処分の負担軽減のために、商業サイクルから分離したマイナーアクチノイドを加速器駆動システム(ADS)により核変換させる、分離変換サイクルの研究開発が進められている。扱われる燃料の化学形態や組成が既往サイクルとは異なるため、分離変換サイクルに要求される保障措置(SG)の査察目標や核物質防護(PP)のレベルについて検討する必要がある。本研究では、ADS施設の貯蔵プールに保管されている燃料集合体(新燃料及び使用済燃料)について、SGの査察目標やPPレベルの設計検討に資する物質の不正利用価値度が評価された。さらに、一般的な沸騰型軽水炉(BWR)のMOX燃料集合体(新燃料及び使用済燃料)の同評価結果と比較された。その結果、ADS燃料集合体は、BWRのMOX燃料集合体と比べて、不正利用価値が同等か低いということが明らかとなった。さらに、ADS新燃料には、多くのMAやレアアースが含まれていること、またUの同位体割合が非常に多いUであることから、現行の規制において、照射済燃料と未照射燃料のどちらと見なすべきか議論の余地があるという課題が新たに抽出された。

Research and development of partitioning and transmutation cycle with accelerator drive systems (ADSs) transmuting minor actinides (MAs) separated from the commercial cycles has been continuously conducted to reduce the high-level radioactive waste (HLW) contained in spent fuel discharged from nuclear power plants. Since the chemical form and composition of the fuels are different from those of the current commercial cycles, it is necessary to examine the inspection goal of the safeguards (SGs) and the design level of physical protections (PPs) which are required for the partitioning and transmutation cycle. In this study, of the uranium (U) in the fuel assembly in the fuel storage pool in the ADS facility was evaluated and it was compared with the plutonium (Pu) in the MOX fuel assembly for a general boiling water reactor (BWR). As a result, it made clear that the U in the ADS fuel assembly had equal to or less attractive than the Pu in the BWR MOX fuel assembly. Moreover, a new issue has been extracted. It is difficult to determine whether the ADS fresh fuel should be considered as non-irradiated or irradiated fuel under the current regulatory standards because the ADS fresh fuel contains many MAs, rare-earths, and U rich U.