試験研究用原子炉から発生する解体廃棄物に対するSCALE6.2.4付属のORIGENを用いた放射能評価手法の検討

Study on the evaluation method of radioactivity for dismantling wastes generated from test and research reactors using ORIGEN attached to SCALE6.2.4

富岡 大; 河内山 真美 ; 小曽根 健嗣; 仲田 久和 ; 坂井 章浩 

Tomioka, Dai; Kochiyama, Mami; Ozone, Kenji; Nakata, Hisakazu; Sakai, Akihiro

日本原子力研究開発機構は、我が国の研究施設等から発生する低レベル放射性廃棄物の浅地中埋設事業の実施主体である。これらの放射性廃棄物の放射能濃度に関する情報は、埋設事業の許可申請及びその適合性審査に向けた廃棄物埋設施設の設計や安全評価に不可欠である。このため、埋設事業センターでは、埋設対象廃棄物のうち試験研究用原子炉から発生する解体廃棄物について、放射化計算に基づく解体廃棄物の放射能評価手順の改良を進めている。今回、多群中性子スペクトルを用いてより精度の高い放射化計算が可能なORIGENコード(SCALE6.2.4に付属)の適用性を検討するため、これまで使用実績が多いORIGEN-Sコード(SCALE6.0に付属)との比較検証を行った。この検証では、炉心周辺の原子炉構造材の放射能分析データを取りまとめている立教大学研究炉の解体廃棄物を対象として両コードにより放射化計算を行った。その結果、ORIGENコードとORIGEN-Sコードの計算時間の差異はほとんどないこと、放射能濃度の評価値として前者は後者の0.81.0倍の範囲となり、放射化学分析による放射能濃度と概ね0.53.0倍の範囲でよく一致した結果から、ORIGENコードの適用性を確認した。さらに、原子炉構造材に含まれる微量元素の放射化を想定してORIGENコード及びORIGEN-Sコードによる放射化計算を行い、比較を行った。また、浅地中処分における被ばく線量評価上重要な170核種のうち大きな差が見られたものに対してその原因を核種毎に調べた。

Japan Atomic Energy Agency is an implementing organization of near-surface disposal for low-level radioactive wastes generated from research, industrial and medical facilities in Japan. Information on the radioactivity concentration of these radioactive wastes is dispensable for the design and conformity assessment of the waste disposal facilities for the licensing application of the disposal project and its safety review. Radioactive Wastes Disposal Center has been improving the radioactivity evaluation procedure for the dismantling waste generated from the research reactors based on the activation calculation. In order to investigate the applicability of the ORIGEN code (included in SCALE6.2.4), which enables more accurate activation calculations using multigroup neutron spectra, we performed activation calculations with the ORIGEN-code and the ORIGEN-S code (included in SCALE6.0), which has been widely used in the past, for the dismantled wastes from the Rikkyo University Research Reactor, where radioactivity analysis data for the structural materials around the reactor core were compiled. As a result, the calculation time difference between ORIGEN and ORIGEN-S was small and the evaluated radioactivity concentrations of the former were in the range of 0.8-1.0 times those of the latter, which was in good agreement with those of radiochemical analysis in the range of 0.5-3.0 times. The applicability of ORIGEN was confirmed. In addition, activation calculations assuming trace elements in structural materials of nuclear reactor were performed with ORIGEN and ORIGEN-S and the results were compared. The causes of the large differences among 170 nuclides that are important for dose assessment in near-surface disposal were assessed each nuclide.