分離精製工場における使用済燃料せん断粉末の取出し

西野 紗樹; 岡田 純平; 渡邉 一樹; 古内 雄太; 横田 知; 矢田 祐士; 草加 翔太; 諸角 詩央里; 中村 芳信

JAEA-Technology 2023-011, 39 Pages, 2023/06

JAEA-Technology-2023-011.pdf:2.51MB

2014年に廃止措置に移行した東海再処理施設は、2007年の運転停止時に再処理運転の再開を計画していたことから、分離精製工場(MP)等の一部機器には、核燃料物質(使用済燃料せん断粉末、低濃度プルトニウム溶液、ウラン溶液等)が残留していた。このため、廃止措置の開始に際しては、これらの核燃料物質を順次取り出す工程洗浄を計画し、第一段階として使用済燃料せん断粉末の取出しを実施した。これまで実施した使用済燃料のせん断処理により、分離精製工場(MP)のセル内には使用済燃料せん断粉末が滞留しており、2016年4月から2017年4月にかけてセル内の床面、せん断機及び分配器より使用済燃料せん断粉末の回収を保守の一環として実施した。なお、本作業は核燃料物質の取出しを目的としているものの、核物質防護上の理由から、核燃料物質量を記載していない。回収した使用済燃料せん断粉末の取出しは、核燃料物質を安全かつ早期に取り出すため、濃縮ウラン溶解槽において少量ずつバッチ式(回分式)で溶解し、その溶解液はウラン及びプルトニウムの分離操作を行わずに高放射性廃液貯蔵場(HAW)の高放射性廃液貯槽へ送液した。溶解液の送液後、硝酸及び水を用いて送液経路の押出し洗浄を実施した。本作業では、再処理運転を終了してから約15年ぶりに工程設備を稼働させたことから、ベテラン(熟練運転経験者)と若手を組み合わせた体制を整備し、設備点検及び教育訓練(モックアップ訓練)を入念に実施したことで、取出し作業を無事完遂した(2022年6月から同年9月実施)。なお、使用済燃料せん断粉末の取出しは、工程機器の一部を稼働させることから、廃止措置計画の変更認可申請を行い、原子力規制委員会の認可を受けた上で実施した。

東海再処理施設における工程洗浄,2; 使用済燃料せん断粉末の溶解

渡邉 一樹; 岡田 純平; 横田 知; 大山 大輔; 山田 貴史; 谷田部 仁史; 堀江 幸次; 内田 直樹

no journal, , 

使用済燃料のせん断工程では、使用済燃料の被覆管内のペレット(ウラン酸化物等)や被覆管の一部が砕けて粉末状になったもの(以下「せん断粉末」という。)がせん断機及び分配器の内部に滞留し、セル床上にも飛散していた。今回、工程洗浄の第一段階としてせん断工程から回収した、これらせん断粉末を2022年6月から9月にかけて溶解槽で溶解し核燃料物質を計量した。せん断粉末は微細な粉末状で表面積が大きく、溶解時に硝酸と急激に反応することで溶解槽の内圧が上昇し瞬時に正圧となり、溶解液のミスト等に含まれる核燃料物質が換気系統に移行する可能性があることから、内圧上昇を抑制する(9.98kPa以下で制御)運転モードにより、せん断粉末の溶解を行った。