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朝野 英一*; 桜木 智史*; 浜田 涼*; Han, C. Y.*; 中瀬 正彦*; 松村 達郎; 千葉 豪*; 相楽 洋*; 竹下 健二*
no journal, ,
原子力利用において放射性廃棄物の発生は不可避であり、廃棄物処分における負荷の低減が求められる。一方、放射性廃棄物の基本的な特性は核燃料の仕様とその燃焼条件に依存する。多様性が予想、要求される原子力システムにおける放射性廃棄物の減容と有害度低減の実現には、核種分離や高速炉を含めた核燃料サイクル全体を俯瞰した横断的研究に基づくバックエンド対策からの提言が求められる。廃棄物処分の環境負荷と核燃料サイクル条件の関係に留意して、研究の全体像を紹介する。
松村 達郎; 津幡 靖宏; 朝野 英一*; 桜木 智史*; 浜田 涼*
no journal, ,
高レベル廃液の放射性毒性低減化と減容化を目指した分離変換技術の研究では、特に長期的な放射性毒性が高く発熱性の核種が存在するマイナーアクチノイド(MA)が重要である。原子力機構では、MAを高レベル廃液(HLW)から分離する溶媒抽出プロセスの研究を進め、HLWからMAの分離を達成して「SELECTプロセス」と命名した。これまでの研究における分離回収の目標値は、長期的な放射性毒性の推移を基にしてきたが、本研究では廃棄物処分における環境負荷評価を基にして目標値を設定した。これを基にMA分離プロセスにおける溶媒抽出段数をプロセスシミュレーションコードPARC-MAによって評価した。特にMA/RE相互分離工程は、その分離の困難さから多数の分離段を持つ抽出器によって溶媒抽出の操作を繰り返す必要があり、分離工程の大型化が問題となっていた。Amの回収率の目標値を従来の99.9%から、環境負荷を基にした目標値70
90%として分離段数とMA製品の組成を評価した結果、従来の目標値では分離段数40段を必要とするが、目標値70%では1/10の4段でも達成可能であることが示された。回収されたMAの組成の評価については高速炉等の核変換システムで必要とされる純度などの解析が必要であり、現在詳細な検討を実施中である。
松村 達郎; 朝野 英一*; 桜木 智史*; 浜田 涼*; Han, C. Y.*; 中瀬 正彦*; 千葉 豪*; 相楽 洋*; 竹下 健二*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の処分の問題は、原子力エネルギーの持続的な利用のために重要な課題である。長寿命で放射性毒性の高いMAを分離し核変換するP&T技術は、環境負荷を軽減させる可能性がある重要な技術である。使用済燃料の再処理から生じる高レベル廃棄物からMAを分離回収するMA分離プロセスは、P&T技術の実現に不可欠な技術の一つである。原子力機構は、MA分離プロセスに溶媒抽出技術を採用したSELECTプロセスの開発を進めてきた。分離性能の目標値は、放射毒性評価に基づく回収率99%及び核変換システムの性能評価に基づくMA製品純度95%と設定し、実高レベル廃棄液を用いた試験によって実証した。このSELECTプロセスは2つの工程で構成され、その第2工程ではMAとREを分離するため目標値に対して40段の抽出段数段階が必要であり、導入コストと運用コストが課題であった。そのため、本研究では処分場の環境負荷の評価に基づいた合理的な回収率を設定した。これをもとに、PARC-MAコードを用いて定量的な評価を行い、MA/RE分離工程における抽出段数及びMA生成物の純度を評価した。簡略化された現実的なMA分離プロセスの構成を明らかにできたと考えている。
小林 徹; 中瀬 正彦*; 渡邊 真太*; 牧 涼介*; 丸山 恵史*; 菊永 英寿*; 朝野 英一*; 桜木 智史*; 浜田 涼*; 針貝 美樹*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の事故では、汚染水処理で発生した2次廃棄物の安定固化や廃棄体化が課題となっている。アクチノイド科学研究グループでは、固化が難しく長半減期で低収着性のため長期の被ばく線量を支配するヨウ素(I)と、潜在的有害度が高く、長期的な発熱源かつ
核種であるマイナーアクチノイドに着目し、アパタイトやモナザイトといったリン酸塩鉱物に固化し、ステンレス鋼やジルカロイといったマトリクス材料中に熱間等方圧加圧法等で固定化する新しい固化技術の開発を検討している。本発表では、これらの方法で固化処理した試料について、含有元素の化学状態や局所構造を放射光XAFS法で検討した結果を報告する。
松村 達郎; 朝野 英一*; 桜木 智史*; 浜田 涼*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物処分における環境負荷低減について、地層処分,MA分離,高速炉炉心特性に着目した分野横断的な比較評価を行う研究を進めている。環境負荷評価を基にしたMA分離プロセス簡素化の可能性について検討した結果を報告する。本研究では、プロセスシミュレーションコードPARC-MAを用いてMA/RE相互分離工程を解析し、工程の簡素化と高速炉における核変換への供給可能性の検討に必要な製品MAの組成を評価した。従来のMA回収率の目標値99.9%を達成するには分離段数40段を要するのに対し、MA90%分離では分離段数10段でMA純度66%の製品を得ることができ、MA70%分離であればMA純度50%の製品を6段で得られることを明らかとし、大幅な簡素化の可能性を示すことができた。
朝野 英一*; 桜木 智史*; 浜田 涼*; Han, C. Y.*; 中瀬 正彦*; 松村 達郎; 千葉 豪*; 相樂 洋*; 竹下 健二*
no journal, ,
多様な核燃料サイクル条件に基づくガラス固化体の地層処分の環境影響を評価し、MA分離割合に着目して、環境影響削減に効果的な核燃料サイクル条件の組合せを検討した。環境影響評価値は地層処分における廃棄物量と放射線影響、MAの分離・回収、回収MAの高速炉燃料利用について3領域、6クライテリアに分類し、多基準分析の手法を参照して算出した。クライテリアの重み配分に留意した環境影響評価値の比較を行い、核燃料サイクル諸条件組合せに関する分野横断的観点から、70 - 90%の簡素化MA分離の効果、影響、優位性を評価した。評価対象廃棄物はUO
及びMOX燃料由来のガラス固化体とした。