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佐藤 浩司; 西村 友宏; 井上 明; 紙谷 正仁; 米澤 重晃; 高田 岳; 岡村 信生
JNC TY9400 2002-019, 226 Pages, 2002/09
JNC-TY9400-2002-019.pdf:16.3MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究フェーズII(2001年4月
2006年3月)では、 フェーズIで有望と評価された3種類の最処理法(先進湿式法、酸化物電解法、 金属電解法)を主として設計研究を進め、さらなる絞込みを行うこととしている。以下に、フェーズIIの初年度に実施した研究の主な内容と成果を示す。(1)先進湿式リファレンスシステムについて、設計の詳細化に向けて1)フェーズI施設設計をもとに動線と干渉の確認を行い、不具合点を摘出した。2)炉心燃料とブランケット燃料の混合処理モードを具体化した。3)再処理工程機器から発生する腐食性生物の燃料製品とガラス固化体発生本数に及ぼす影響評価を行い、特に問題のないことを確認した。 (2)先進湿式リファレンスシステムの代価システムについては、1)アミン抽出法については、UとTRUの一括回収(共抽出)は困難であることが分かった。 なお、MA回収法としてはSETFICS法に比べて物量を小さくできる見通しを得た。2)超臨界直接抽出法については、設計基準事象の候補の選定と安全対策の立案を行い、検討の範囲内では安全上大きな問題はないことの見通しを得た。 (3)乾式法については、酸化物電解法と金属電解法を対象に1)より合理的なシステムを構築するために、プロセス合理化方策を考案した。2)固体取扱を基本とするシステムであることを踏まえ、円滑な移送システム構築のためのマテリアルハンドリングシステムを検討した。3)電解槽などの主要機器の具体化/詳細化見当を行った。(4)その他の再処理法として、フッ化物揮発法、LINEX法、ハイブリット再処理法等について調査・検討を行った。(5)乾式再処理システム設計の支援技術として開発している、 1)物質収支評価コード、2)創業シミュレーションシステム 3)物流評価システム 4)臨界安全解析コード、5)経済性評価ツールの開発状況を述べた。
藤岡 綱昭; 岡村 信生; 星野 康史; 西村 友宏; 田中 健哉; 田中 博*; 横尾 健*
JNC TY9400 2001-028, 129 Pages, 2001/12
JNC-TY9400-2001-028.pdf:4.58MB
核燃料サイクル開発機構と電力中央研究所は金属燃料の高速増殖炉サイクルの実用化に向けた調査研究を行っている。本研究では金属燃料の大型高速増殖炉(Na冷却炉、炉出力1,500MWe、燃焼度150GWd/t、増殖比1.2)を想定し、再処理、燃料製造する金属燃料リサイクルプラントを検討した。プラント処理量は50t-HM/年(使用済炉心燃料39tHM/年(軸方向ブランケット燃料10tHM/年を含む)、使用済径方向ブランケット燃料11tHM/年)とその4倍とした200t-HM/年とした。さらに、全体プラントの概念を明らかにするために、主要工程の電解精製や射出成型などの検討のほかに、オフガス処理、廃棄物処理、ユーティリティなどの主な付帯設備も検討した。金属燃料リサイクルプラント設計の結果、50tHM/年プラントは、主建屋(再処理、燃料製造)が地下1階、地上3階(52.5m
101m31m)で、この容積は、約16.4万立方となった。200tHM/年プラントは、主建屋(再処理、燃料製造)が地下1階、地上3階(132.5m101m31m)で、この容積は、約45.0万立方となった。 200tHM/年プラントの主建屋の容積は、50tHM/年プラントの約2.7倍となった。また、プラントの経済性検討の結果、建設費が50tHM/年プラントに対して約1530約1780億円となり、200tHM/年プラントに対して約3740約4260億円となった。この建設費に操業費を考慮した金属燃料リサイクルプラントの単価は、50tHM/年プラントに対して5459万円/kgHM、200tHM/年プラントに対して3437万円/kgHMとなった。これらのプラントの単価は、いずれも目標(59万円/kgHM)を達成することができた。
井上 明; 西村 友宏; 田中 博; 河村 文雄
JNC TN9420 2001-002, 47 Pages, 2001/06
JNC-TN9420-2001-002.pdf:0.35MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究の一環として、これまで各種の先進的核燃料サイクルシステムの開発が進められてきた。本調査では、開発されたこれらの先進的再処理システムを組み合わせたハイブリッド再処理システムについて調査と評価を実施した。ハイブリッド再処理システムの事例調査に関しては、フッ化物揮発法と湿式再処理法の組み合わせ、フッ化物揮発法とフッ化物溶融塩抽出法および長寿命核種変換炉を組み合わせた燃料サイクルシステム、および、湿式再処理工程の前後に乾式再処理の技術を適用した例をとりあげ、これらについて、対象システムの内容を調査し、その特徴を評価した。ハイブリッド再処理システムの提示と評価に関しては、乾式再処理システムとしてフッ化物揮発法、溶融塩抽出法(酸化物電解法など)をとりあげ、主としてこれらと湿式再処理システムとを組み合わせたシステムを提示した。提示したシステムについては、成立性、MA、FP分離回収方法、核拡散抵抗性および固有安全性を検討し、経済性、燃料精製度および廃棄物発生量の元のシステムとの比較評価を行った。
Nugroho, P.*; 三友 宏志*; 吉井 文男; 久米 民和; 西村 健二*
Macromolecular Materials and Engineering, 286(5), p.316 - 323, 2001/05
被引用回数：35 パーセンタイル：75.55(Materials Science, Multidisciplinary)生分解性脂肪族ポリエステルの加工性を照射橋かけにより改善した。ポリカプロラクトンとポリブチレンサクシネートのブレンド試料(PHB02)を30kGy程度照射すると、分枝構造が生成するため、溶融粘度が向上し、発泡やフィルム成形が容易になる。発泡成形では、気泡の大きさが線量により制御でき独立気泡のものが得られる。フィルム成形では、未照射試料の10倍の速度でブロー成形できるようになった。生分解性は酵素分解と土壌埋設試験により評価した。酵素分解では分枝構造の生成により分解性がやや遅くなる。しかし、土壌埋設試験では、分枝構造は分解に影響を与えず4ヶ月でほぼ100%分解した。発泡体は精密機器の緩衝材、フィルムは農業用フィルム,コンポスト化用ゴミ袋などへの応用が期待できる。
田中 博; 西村 友宏; 紙谷 正仁
JNC TY9400 2001-014, 489 Pages, 2001/04
JNC-TY9400-2001-014.pdf:17.82MB
1999年7月より開始されたFBRサイクル実用化戦略調査研究フェーズ1の一環として、 2年間にわたり種々の再処理システムについて設計研究を実施した。本研究では、従来の湿式再処理法(PUREX法)の合理化を図った先進湿式法と、3種類の乾式再処理法(酸化物電解法、金属電解法、フッ化物揮発法)を対象として、新たにシステム概念を構築し、共通の前提条件の下で、経済性を中心とした評価を行うとともに、プロセスおよびシステムの観点から今後の開発課題を摘出した。本報告書は、その成果を最終報告としてとりまとめたものである。以下に主な成果を示す。(1)従来のPUREX法を合理化した先進湿式リファレンスシステム(酸化物燃料処理対象)は、大幅な経済性向上が図られ、200tHM/y規模のプラントでは経済性目標を達成できる。ただし、 TRU回収システムとして採用したSETFICS法の改良が必要である。一方、50tHM/y規模では、経済性目標達成は困難と考える。 (2)先進湿式リファレンスシステムの代替システムとしてはアミン抽出法と超臨界直接抽出法が、また、 TRU回収システムの代替システムとしてはイオン交換法が、経済性向上の可能性を有する。 (3)酸化物燃料処理対象の乾式法は、200tHM/y規模のプラントでは経済性目標を達成できる。50HM/y規模のプラントにおいても、先進湿式リファレンスシステムに比べ高い経済性を有しているが、酸化物電解法、金属電解法の 2法では経済性目標を達成するには、処理速度の向上等、さらなる合理化が必要である。(4)新型燃料(金属燃料、窒化物燃料)の処理法としては、金属電解法が優れていると考えられる。
西村 友宏
JNC TN9400 2001-058, 30 Pages, 2001/04
JNC-TN9400-2001-058.pdf:0.99MB
一体型リサイクル施設の経済個かの定量化を目的として、酸化物燃料を対象にした金属電解法再処理-振動充填燃料製造の一体型施設概念設計(50tHM/y)をもとに、再処理と燃料製造をそれぞれ独立した単独立地型の施設とした場合について施設概念設計を行うとともに、一体型施設との比較・評価を行った。その結果、再処理と燃料製造を単独立地型にすると、一体型施設と比較して、1)再処理施設には再処理製品の貯蔵・払出設備が、燃料製造施設には受入・貯蔵設備が新たに必要である。2)再処理と燃料製造施設の主建屋の面積と体積は、再処理製品の貯蔵・払出・受入設備が追加になったことにより、それぞれ約30%大きくなる。3)建設費も約30%増となるが、建設費増加分の約50%は、追加された再処理製品の貯蔵・払出・受入設備費によるものである ことが明らかとなった。逆に、一体型リサイクル施設の経済効果の観点からいうと、再処理と燃料製造を一つの建屋に配置すると、再処理製品の払出・受入貯蔵設備が不要に、単独立地型施設と比べて建設費で約20%の低減効果があることが明らかとなった。また、再処理と燃料製造を別建屋にしても、隣接させて地下トレンチでつなげれば、再処理製品の払出・受入貯蔵設備が不要になることから、約10%程度の建設費低減効果が期待できる。
田中 博; 河村 文雄; 西村 友宏; 紙谷 正仁
Proceedings of International Conference on; Back-End of the Fuel Cycle; From Research to Solutions (GLOBAL 2001), 0 Pages, 2001/00
実用化戦略調査研究の一環として実施した先進湿式法及び乾式法による再処理システムの設計研究のフェ-ズ1成果をまとめたものである。酸化物燃料処理の場合は、先進湿式法については200t/yプラントで経済性目標をクリアできるが、廃棄物量低減の観点からMA回収工程の改良が必要であること、乾式法については、機器数削減等の合理化を行えば、50t/yプラントでも経済性目標をクリアできる見通しがあるが、計量管理法等が課題であることを示した。また、金属燃料と窒化物燃料処理に関しては、金属電解法が有利であることを示した。
田中 博; 河村 文雄; 西村 友宏; 紙谷 正仁
JNC TY9400 2000-025, 280 Pages, 2000/07
JNC-TY9400-2000-025.pdf:10.32MB
FBRサイクル実用化戦略調査研究においては、安全性の確保を前提とし、経済性、資源有効利用性、環境負荷低減性及び核不拡散性を有し、原子炉システムと調和を図ったFBRリサイクルシステムの開発を目標としている。これを踏まえ、再処理システムの検討では、これまで開発を進めてきた湿式再処理法(PUREX)の合理化を図るとともに、新たに乾式再処理法を対象に、技術的成立性、経済性などを評価した。湿式再処理法では合理化した先進湿式再処理システムを、乾式再処理では溶融塩電解法、フッ化物揮発法を基本としたシステムを開発し、その概略設計検討を行った。安全性等の開発目標に対して、その適合性を評価した結果、各システムとも技術的成立性の見通しが得られた。経済性評価では、軽水炉リサイクルシステムと競争可能な燃料サイクル費を達成するポテンシャルを有するとの評価が得られた。また、実用化に向けた課題を抽出した。今後、各システムについてこれまでの評価検討を継続し、詳細検討を実施する。
-caprolactone) by radiation techniquesDarwis, D.*; 西村 健二*; 三友 宏志*; 吉井 文男
Journal of Applied Polymer Science, 74(7), p.1815 - 1820, 1999/11
被引用回数：16 パーセンタイル：56.42(Polymer Science)生分解性ポリカプロラクトン(PCL)の加工性を改善するため、ペレット状PCLを室温で照射し、分子量、粘弾性、溶融張力を測定し、以下の事実を明らかにした。(1)30kGy程度の低線量照射により分枝構造が導入され、分子量が2倍に増加した。(2)粘弾性測定では、未照PCLは60
Cで溶融切断するのに対し、15kGy照射からゴム弾性域が150Cまで広がり、成形加工温度域が大幅に改善できた。(3)分枝構造の導入により溶融張力も著しく増加した。このような溶融張力の改善から、これまで製造できなかった発泡体が製造できるようになった。
-caprolactone) by radiation techniquesDarwis, D.*; 西村 健二*; 三友 宏志*; 吉井 文男
Journal of Applied Polymer Science, 74(7), p.1815 - 1820, 1999/00
被引用回数：13生分解性のポリカプロラクトン(PCL)をペレット状態で照射すると分枝構造が導入され、加工性が改善できた。分枝構造の生成は、10kGyの低線量照射により分子量が増大し、溶融粘度の上昇から明らかである。分枝構造は、PCL分子鎖の絡み合いを引き起し、融点以上の粘弾性や伸長粘度を著しく改善した。これが発泡に有効で30kGy照射したものは25倍もの蜂巣状の発泡体ができた。未照射PCLは伸長粘度が小さいため発泡体にはならない。発泡体は薄い皮膜から成っているため、発泡前のシートよりも酵素分解が起きやすかった。
