Inert matrix fuel deployment for reducing plutonium stockpile in reactors

Degueldre, C.*; 秋江 拓志; Boczar, P.*; Chauvin, N.*; Meyer, M.*; Troyanov, V.*

Proceedings of GLOBAL2003 Atoms for Prosperity; Updating Eisenhower's Global Vision for Nuclear Energy (CD-ROM), p.1967 - 1973, 2003/11

今日、世界の400基ほどの原子炉において毎年約100トンものプルトニウムが生成されている。MOX燃料としてリサイクルしてもプルトニウム蓄積量の減少に大きな効果は期待できないが、イナートマトリックス燃料(IMF)を用いればプルトニウム量の低減、あるいは生成と燃焼のバランスのための柔軟性あるオプションとなる。これまで各国において、熱中性子炉や高速炉のための有力なイナートマトリックス材が見いだされ、その照射試験と照射後試験,IMFのふるまいのモデリングとテスト,安全解析,燃料製造法の開発や現行炉あるいは将来炉でIMFを用いるシステムの検討を進めてきた。その結果、これらIMFの燃料材として、あるいは炉心への装荷法や炉戦略などから見た実現可能性が確認されつつある。今後実用化に向けて、特に商用炉におけるさらなる照射試験や詳細な安全解析とそのための手法の確立が重要となろう。

Burnup characteristics of PuO+ZrO, PuO+ThO and MOX fueled LWRs

Shelley, A.*; 秋江 拓志; 高野 秀機; 関本 博*

JAERI-Research 99-051, p.51 - 0, 1999/09

JAERI-Research-99-051.pdf:2.05MB

PuO+ZrO(岩石型酸化物燃料:ROX)、 PuO+ThO(トリウム酸化物燃料:TOX)及びMOX燃料を装荷した軽水炉における、Pu消滅、マイナーアクチニド(MA)及び長寿命FPの生成、使用済燃料中の放射能の毒性、燃料温度及びボイド反応度係数等の特性を検討した。例えば、減速材/燃料体積比が2.0の場合、ROX燃料中で兵器級Puの初装荷量の90%が消滅し、そのうち初装荷Puの2.5%はMAに変換されることがわかった。原子炉級Puの場合は80%が消滅し、6.7%がMAに変換する。TOX燃料もPu消滅特性は良いが、消滅した核分裂性Puの半分程度のUが生成する。MAと長寿命FPの使用済燃料中の生成量から放射能の毒性を評価すると、ROX燃料がほかの燃料より低い。ROXの主な欠点は反応度係数であるが、これが改善されればPuワンススルー燃焼用の燃料として優れた特性をもつ。