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報告書

平成29年度研究開発・評価報告書; 評価課題「高温ガス炉とこれによる熱利用技術の研究開発」(年度評価)

立松 研二; 西原 哲夫

JAEA-Evaluation 2018-001, 71 Pages, 2018/06

JAEA-Evaluation-2018-001.pdf:6.84MB

日本原子力研究開発機構の原子力科学研究部門長は、外部有識者からなる高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会に、高温ガス炉とこれによる熱利用技術の研究開発に係る平成29年度の研究開発の進捗等及び平成30年度の研究計画について評価を受けた。その結果、平成29年度研究実績の年度評価に関しては、「HTTRの新規制基準への適合性確認の対応」、「産業界との連携」及び「国際協力の推進」が高く評価され、総合的に年度計画を上回る成果が得られたと評価され、総合評価としてA評価を受けた。また、平成30年度の研究計画に関しては、妥当と判断された。本報告書は、高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会の構成、審議経過、評価方法及び評価結果についてまとめたものである。

報告書

平成28年度研究開発・評価報告書; 評価課題「高温ガス炉とこれによる熱利用技術の研究開発」(中間評価)

立松 研二; 西原 哲夫

JAEA-Evaluation 2017-001, 107 Pages, 2017/09

JAEA-Evaluation-2017-001.pdf:13.46MB

日本原子力研究開発機構理事長は、外部有識者からなる高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会に、高温ガス炉とこれによる熱利用技術の研究開発に係る第3期中長期計画の中間評価を諮問し、評価を受けた。その結果、HTTRの再稼働に向けた新規制基準対応、水素製造技術開発、等についてはB評価を受けたが、全ての機器仕様の設定が完了したHTTR-熱利用試験施設の設計、当初計画を超えてSiCを含有した耐酸化燃料要素を試作してその有効性を確認した燃料要素開発、等についてはA評価を受けた。これらを勘案し、総じて期待以上の成果が得られたと評価され、総合評価としてA評価を受けた。また、HTTR-熱利用試験施設の建設段階へ進むにあたっての判断は、HTTRが再稼働を果たした後、判断材料の一つであるHTTRを用いた熱負荷変動試験等を実施後の、今後3$$sim$$4年後に実施することが妥当であると評価された。本報告書は、高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会の構成、審議経過、評価方法について記載し、同委員会により提出された「高温ガス炉及び水素製造研究開発 課題評価報告書」を添付したものである。

報告書

平成26年度研究開発・評価報告書; 評価課題「高温ガス炉とこれによる水素製造技術の研究開発」

立松 研二; 松本 裕之

JAEA-Evaluation 2015-001, 91 Pages, 2015/06

JAEA-Evaluation-2015-001.pdf:14.25MB

日本原子力研究開発機構理事長は、外部有識者からなる高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会に、高温ガス炉とこれによる水素製造技術の研究開発に係る第2期中期計画の事後評価及び第3期中期計画の事前評価を諮問し、評価を受けた。その結果、高温ガス炉技術及び水素製造技術に係る各々の研究開発において、安全性の高度化及び実用化の観点から、第2期中期計画通りの成果が出ており技術目標を達成している。また、連続水素製造試験装置の製作など次期中長期計画の一部を実質前倒しで達成できたことは大きな成果である等の所見が得られ、総合評価Aと示された。他方、第3期中長期計画(案)については、文部科学省の高温ガス炉技術研究開発作業部会中間とりまとめの内容を十分に反映した内容になっている等の理由で、是と評価された。本報告書は、高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会の構成、審議経過、評価方法について記載し、同委員会により提出された「高温ガス炉及び水素製造研究開発 課題評価報告書」を添付したものである。

報告書

平成25年度研究開発・評価報告書; 評価課題「高温ガス炉とこれによる水素製造技術の研究開発」

立松 研二; 松本 裕之

JAEA-Evaluation 2014-003, 131 Pages, 2014/09

JAEA-Evaluation-2014-003.pdf:26.08MB

高温ガス炉とこれによる水素製造技術の研究開発の意義,内容等について、外部有識者からなる高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会において評価を受けた。その結果、熱利用産業・運輸部門における炭酸ガス排出量低減に貢献するため、原子力エネルギーによって熱需要に応えるという目標は重要であり、高温ガス炉とこれによる水素製造技術を我が国が持つことが必要である。そのための基盤技術の確立を目指し、高温工学試験研究炉(HTTR)等を用いた研究開発を行うべきである。等の評価結果が示された。本報告書は、高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会及び専門部会の構成、審議経過、評価方法について記載し、同委員会により提出された「高温ガス炉研究開発報告書」を7ページ以降に添付したものである。

報告書

長期エネルギー需給シナリオのマッピング法を用いた電源構成の選択肢評価

立松 研二

JAEA-Research 2012-042, 45 Pages, 2013/03

JAEA-Research-2012-042.pdf:2.47MB

原子力発電の利用規模及び二酸化炭素の排出抑制基準が異なる6種類のエネルギー需給シナリオを想定し、MARKALモデルを使用して、我が国を対象とした長期エネルギー需給を分析した。その結果、我が国全体及び発電部門における二酸化炭素排出量は、原子力発電を利用しない場合でも2050年において1990年の水準から、それぞれ37%及び47%の削減が可能であるが、一方で、原子力発電を段階的に廃止し、再生可能エネルギー及び天然ガスで代替した場合では、原子力発電や石炭の利用を継続した場合と比べて、平均発電単価が3.7円/kWh以上高いことが明らかになった。また、原子力発電を即時停止した場合では、現状の平均発電単価が4.4円/kWh上昇することも示された。発電部門におけるエネルギー源の多様性、二酸化炭素排出量及び平均発電単価を指標としたマッピングによる視覚化方法を新たに提案し、モデル分析の結果に基づいて、電源構成の変化による平均発電単価及び二酸化炭素排出量への影響を整理した結果、原子力発電を再生可能エネルギー、天然ガス又は石炭のいずれで代替した場合においても、原子力発電の全廃によって、エネルギー源の寡占化が大幅に進むことが明らかになった。これらの結果は、一定規模の原子力発電の利用を継続することにより、エネルギー源の寡占化を回避し、平均発電単価の大幅な上昇を抑えながら、二酸化炭素排出量を低減できることを示すものである。

報告書

我が国の超長期エネルギー需給展望に関する分析; 「2100年原子力ビジョン」のエネルギー需給推計について

立松 研二; 川崎 弘嗣; 根本 正博; 村上 正一

JAEA-Research 2009-007, 46 Pages, 2009/06

JAEA-Research-2009-007.pdf:3.96MB

「2100年原子力ビジョン」は、二酸化炭素排出削減とエネルギー安定供給の両立を実現するための具体的かつ定量的な解決策を示し、われわれの暮らしに密接している、エネルギー環境問題への国民議論を喚起することを目的に公表した。本報告書では、当ビジョンを作成する際の土台となった、我が国の2100年に至るエネルギー需給推計に関する分析作業の詳細を述べる。分析に際して、二酸化炭素排出削減及びエネルギー安定供給を念頭に、最終エネルギー消費量を推計し、そこから一次エネルギー供給量を算出した。その結果、一次エネルギー供給量に占める化石燃料の割合を約1/3に縮小する一方で、再生可能エネルギー及び原子力の割合は現在の15%から70%に拡大するシナリオを得た。2100年における二酸化炭素排出量は現在の10%に削減され、要因別削減量の半分が原子力であることが明らかになった。ここで示した将来のエネルギー需給像は一つのシナリオに過ぎないが、二酸化炭素排出削減とエネルギー安定供給の両立を目指した低炭素社会実現の可能性を示すものである。

論文

100年にわたるエネルギー需給構造の変革シナリオ

立松 研二; 川崎 弘嗣; 根本 正博

日本原子力学会誌, 51(6), p.463 - 467, 2009/06

日本原子力研究開発機構は、我が国のエネルギー需給構造が原子力主体に移行することによって我が国の二酸化炭素排出量が大幅に削減する「2100年原子力ビジョン」を2008年10月に発表した。地球温暖化の議論が高まる中で、2100年までの超長期間での原子力の貢献度を具体的かつ定量的に推定し、地球温暖化問題の解決に対する原子力分野の潜在的ポテンシャルを顕示したものである。

報告書

低減速軽水炉の導入効果と燃料リサイクル条件の影響

立松 研二; 佐藤 治

JAERI-Research 2004-024, 35 Pages, 2005/01

JAERI-Research-2004-024.pdf:9.97MB

低減速軽水炉の利用を含むさまざまな原子力発電と燃料サイクルの将来シナリオを定義し、天然ウラン消費量,使用済み燃料貯蔵量及び再処理設備規模などの核燃料サイクル諸量を定量的に分析した。その結果、以下の所見を得た。低減速軽水炉は正味転換比が1.0を超えれば天然ウランの消費量の際限ない増大に歯止めをかけることが可能である。しかし、FBRに比べて増殖性能が低いため、天然ウランの究極消費量が燃料リサイクルに関する条件により大きく変化する。転換比1.06の低減速軽水炉を用いた分析の結果から判断すると、濃縮ウラン軽水炉を2200年頃までに置換して天然ウラン積算消費量を低めの水準に抑制するためには、核燃料サイクルロスを含めた正味の転換比で1.04以上を実現することが望ましい。このためには、物質ロス率が1.0%及び0.2%の場合でそれぞれ燃料物質の炉外滞在時間を4年及び6年以内にすることが求められる。

論文

原子力の超長期的利用に向けて; 水冷却増殖炉「低減速スペクトル炉」の展望と課題

佐藤 治; 立松 研二; 田中 洋司*

原子力eye, 47(7), p.60 - 64, 2001/07

原子力の超長期的な利用を可能にするために、高速増殖炉の開発が進められてきたが、実用化の展望が不透明な情勢となっている。こうした中で、水冷却の増殖炉「低減速スペクトル炉」の開発が日本原子力研究所を中心に進められており、増殖炉の開発のバックアップとして、我が国の原子力開発戦略上重要な役割を果たす可能性が出てきた。そこで、我が国の発電炉・燃料サイクルの長期シナリオを幾つか描き、燃料サイクルシステムのシミュレーション分析を行うことによって、低減速スペクトル炉がウラン資源消費量の低減に果たす役割を検討した。また、低減速スペクトル炉の炉心特性(転換比とプルトニウム装荷量)がその導入効果に及ぼす影響についても検討した。さらに、発電コストの試算を行い、濃縮ウラン軽水炉や他のプルトニウム利用炉との比較を通じて、経済性向上の見地からの要件をまとめた。以上の検討を通じて、低減速スペクトル炉はウラン資源問題の解決に役立つ十分な可能性があるが、FBR代替技術となるためには転換比とプルトニウム装荷量に改善が必要であり、また経済性向上に向けて高燃焼度化等の燃料サイクル費の低減方策が重要であるなどの所見を得た。今後の開発を通じてこの検討で指摘した課題に応えることができれば、増殖炉の有力な選択肢となり得るものと考えられる。

報告書

プルトニウムリサイクルの経済性に関する分析

立松 研二; 田中 洋司*; 佐藤 治

JAERI-Research 2001-014, 25 Pages, 2001/03

JAERI-Research-2001-014.pdf:2.23MB

耐用年均等化発電原価計算法を用いて代表的なプルトニウム利用炉の発電原価を計算し、プルトニウムリサイクル利用の経済性について分析を行った。その結果、想定した前提条件の下で、プルトニウム利用炉の発電原価は、現行の地層ウランを用いた濃縮ウラン軽水炉に比べて割高であり、経済性を向上させるために以下の改善が必要であるとの所見を得た。FBRに関しては、建設費の削減及び燃焼度100GW/t以上を達成すること、全MOX炉及び低減速スペクトル炉(RMWR)に関しては、高燃焼度化による燃料装荷量の削減を行うことである。特に、RMWRに関しては燃焼度70GW/tの炉心が実現できれば、現行の濃縮ウラン軽水炉に近い経済性が期待できる。

報告書

低減速スペクトル炉の導入効果に関する分析

立松 研二; 佐藤 治; 田中 洋司*

JAERI-Research 2000-025, 74 Pages, 2000/05

JAERI-Research-2000-025.pdf:2.4MB

我が国の長期原子力発電システムに低減速スペクトル炉を導入した場合の影響を、ウラン資源の有効利用の視点から評価した。分析においては、炉型の組み合わせと前提条件の異なる多数のケースを設定し、多様な条件下で低減速スペクトル炉の導入効果を検討するとともに、低減速スペクトル炉の炉心特性と天然ウラン消費量の関係を検討した。その結果、低減速スペクトル炉のプルトニウム所要量と転換比が天然ウラン消費量に大きな影響を与えること、原子力発電規模の伸びが小さい場合には控えめな性能の低減速スペクトル炉でも天然ウラン消費量を低い水準に抑制できるが、多様な将来条件の下で低減速スペクトル炉をFBRの本格的な代替技術として利用するためには、プルトニウム所要量と転換比の改善が必要であることなどが明らかになった。

口頭

革新的水冷却炉(FLWR)の研究,8; 軽水炉使用済燃料からの回収ウランをブランケット燃料として利用した増殖型炉心の概念設計

内川 貞夫; 中野 佳洋; 立松 研二; 大久保 努

no journal, , 

軽水炉技術に立脚して持続的な核燃料サイクルの確立を目指す水冷却高速炉FLWRにおいて、軽水炉使用済燃料の再処理により得られる回収ウランをブランケット燃料として利用した増殖型炉心の概念設計を実施した。劣化ウランをブランケット燃料とした設計と比較して、同等の増殖性能(核分裂性Pu残存比)と燃焼度を実現するために必要な核分裂性プルトニウム量を低減できる見通しを得た。

口頭

革新的水冷却炉(FLWR)の研究,11; 移行期用高増殖比炉心の導入効果

立松 研二; 石川 信行; 内川 貞夫; 大久保 努

no journal, , 

プルトニウムの需給収支を精度よく計量できる核燃料サイクルシミュレーションモデルを使用し、再濃縮した回収ウランを活用する移行期用高増殖比炉心を対象に、我が国の長期原子力発電システムに導入した場合の設備導入規模,再処理設備規模,天然ウラン消費量などを定量的に分析し、その導入効果を検討した。その結果、移行期増殖型FLWRを利用することで、平衡期増殖型FLWRのみを利用する場合に比べ、2050年の本格導入以降、天然ウランの外部供給が不要になる完全な閉サイクル確立までの期間を約150年に大幅に短縮できることが明らかになった。

口頭

革新的水冷却炉(FLWR)の研究,10; 持続的な核燃料サイクルへの移行期用高増殖比(1.1)炉心の概念設計

内川 貞夫; 大久保 努; 中野 佳洋; 小林 登; 立松 研二; 石川 信行

no journal, , 

軽水炉技術に立脚して持続的な核燃料サイクルの確立を目指す水冷却高速炉FLWRの移行期用炉心として、軽水炉使用済燃料の再処理により得られる回収ウランを再濃縮して二重扁平炉心の中間ブランケット部に装荷することでプルトニウム収支性能を向上させた増殖型炉心の概念設計を実施し、核分裂Pu残存比1.1を実現するとともに、劣化ウランをブランケット燃料とした設計と比較して、FLWRを導入するために必要な核分裂性プルトニウム量を10%以上低減できる見通しを得た。

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