ADS用窒化物燃料ふるまい解析コードの整備

Development of Behavior Analysis Code for MA Transmutation Nitride Fuel in Accelerator-Driven System

柴田 裕樹 ; 齋藤 裕明; 林 博和 ; 高野 公秀 

Shibata, Hiroki; Saito, Hiroaki; Hayashi, Hirokazu; Takano, Masahide

放射性廃棄物の減容化・有害度低減を目指し、使用済核燃料から長寿命放射性核種であるマイナーアクチノイドを分離し、加速器駆動システム(ADS)で核変換する技術の開発が進められている。窒化物燃料はADSによるマイナーアクチノイド含有核変換用燃料の主要な候補燃料形態である。燃料の設計や開発において照射中の窒化物燃料のふるまいを把握することが必要であり、FEMAXI-7を基にした窒化物燃料ふるまい解析モジュールを開発した。PCMIなどの機械的特性に着目し、窒化物燃料ふるまい解析したところ、2年間の照射条件では被覆管破損は起きないことが明らかとなった。

Partitioning and transmutation of minor actinides techniques have been developed to reduce the radiotoxicity and volume in the high-level radioactive wastes. Minor actinide nitride fuel has been chosen as a candidate for transmutation of long-lived nuclides by accelerator-driven system. Understanding irradiation behavior of nitride fuel is important for its design and development, however, experimental data on irradiation tests of actinide nitrides and these solid solutions are scarce. Recently, in JAEA, nitride fuel performance analysis module based on light water reactor fuel performance code, FEMAXI-7, has been developed to simulate irradiation behavior of the nitride fuel. In this study, performance analysis was carried out focusing on the pellet-cladding mechanical interaction (PCMI), which was pointed out as the most effective factor for the fuel safety during irradiation. Simulation results show that PCMI does not cause the creep rupture of the cladding.