The Strategy of HTGR fuel development

高温ガス炉燃料開発戦略

吉野 匡紀; 浅野 和仁; 深谷 裕司   ; 佐藤 博之  ; 坂場 成昭 

Yoshino, Masaki; Asano, Kazuhito; Fukaya, Yuji; Sato, Hiroyuki; Sakaba, Nariaki

2030年代後半の運転開始を計画する高温ガス炉実証炉で高い信頼性と経済合理性を達成するための、燃料の開発戦略が必要である。高温ガス炉の経済性向上には、燃焼度向上が必要である。これを実現するためには、照射試験による燃料健全性確認を経て従来のHTTR(高温工学試験研究炉)燃料よりも高い燃焼度の燃料を導入する必要がある。またこれらを実施するにあたっては、高温ガス炉実証炉スケジュールと整合した計画を立案する必要がある。これらの要求に対応するため、日本原子力研究開発機構(JAEA)は高温ガス炉燃料研究開発計画を策定した。この計画は、燃料を再設計せず60GWd/tの燃焼度を達成できるHTTRの実績ある燃料設計を最大限に活用することにより、実証炉の開発項目を最小化することを目的とする。また、高温ガス炉の商用化に向け、ZrC被覆技術の適用やSiC層強度評価の研究開発を活用した160GWd/tの高燃焼度燃料を計画した。燃焼度毎に燃料の健全性を確認するための照射計画も明らかにした。JAEAは実証炉のスケジュールに整合する高温ガス炉燃料開発計画を通じて高い経済性の実証に貢献するとともに、商用化に必要な開発を推進する。

The strategy of HTGR fuel development is required for the HTGR demonstration reactor planned its operation in late 2030s for reliable and economic operations. In order to improve HTGR economic efficiency, higher burn-up fuel must be installed after confirming fuel integrity requirements by irradiation tests. Further, higher one compared with HTTR (High Temperature Engineering Test Reactor) is expected to perform economic improvement in HTGR demonstration reactor. These implementation items need to be planned in line with the HTGR demonstration reactor plan. So as to adapt these requirements, HTGR fuel research and development plan has been drawn up by Japan Atomic Energy Agency (JAEA). This plan aims to minimise development elements by maximising the utilisation of the proven fuel design of HTTR that can perform 60 GWd/t burn-up level without re-design of fuel. Higher burn-up fuel up to 160GWd/t is also planned to adapt commercial HTGR by applying ZrC coating and R&D such as SiC layer strength evaluation. Irradiation plans to perform fuel integrity at each burn-up are also identified. By framing HTGR fuel development plan that is consistent with the demonstration reactor schedule while improving fuel economy, JAEA has identified the action items necessary for the realisation of commercialising HTGR.