Design optimization of ADS plant proposed by JAERI

斎藤 滋; 辻本 和文; 菊地 賢司; 倉田 有司; 佐々 敏信; 梅野 誠*; 西原 健司; 水本 元治; 大内 伸夫; 武井 早憲; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 562(2), p.646 - 649, 2006/06

https://doi.org/10.1016/j.nima.2006.02.078

原研ではオメガ計画の下、高レベル廃棄物中のマイナーアクチニド(MA)を核変換するための加速器駆動システム(ADS)の開発を進めている。原研が提案するADSプラントは、熱出力800MW,鉛ビスマス共晶合金(LBE)冷却のタンク型概念を採用している。未臨界炉心にはMA+Pu窒化物燃料が装荷され、LBEは冷却材と核破砕ターゲットを兼ねている。このADSプラントでは年間約250kgのMAを核変換できる。実効増倍係数は安全性などを考慮し、0.97とした。未臨界炉心の構造に関しては、核破砕ターゲット周りの熱流動解析を行い、定常状態の陽子ビームに対して健全性を確保できる見込みの構造が得られた。同様に過渡状態の陽子ビームに対する構造健全性評価や予備的な事故評価も行った。

大電流電子線加速器の開発

野村 昌弘; 遠山 伸一; 田中 拓; 武井 早憲; 山崎 良雄; 平野 耕一郎; 大村 明子

JNC TN9410 2000-007, 376 Pages, 2000/03

JNC-TN9410-2000-007.pdf:15.51MB

昭和63年10月に原子力委員会・放射性廃棄物対策専門部会で策定された「群分離・消滅処理研究技術研究開発長期計画(通称:「オメガ計画」)」に沿って、大洗工学センターでは、その計画の一部である「電子線加速器による消滅処理」の研究を実施してきた。これは、電子線加速器で作られる高エネルギーガンマ線を用いて光核反応によりセシウム、ストロンチウム等の放射性核分裂生成物を安定な核種に変換する研究であるが、この消滅処理研究を工学的な規模で実施するためには100mA-100MeV(ビーム出力10MW)級の電子線加速器が必要であると推定され、「オメガ計画」の第1期の課題である大電流電子線加速器のビーム安定化等に関する要素技術の開発として20mA-10MeV(ビーム出力200kW)を開発目標として大電流電子線加速器の開発を行ってきた。本電子線加速器は、平成2年度から高エネルギー物理学研究所、放射線医学総合研究所、大学等の協力を得て技術開発に着手、平成5年度から大電流電子線加速器の製作を開始した。その後、加速器の心臓部とも言える入射部系が完成し、性能試験を平成8年3月から9月にかけて実施した。平成9年3月には本加速器の主要設備全ての据付けが完了したが、サイクル機構の諸事情等もあり、大幅に遅れ平成11年1月から性能確認のための加速器運転を開始、平成11年12月まで継続してきた。試験結果としては、まだ開発途中であり、長時間・安定に至っていないが、ビーム出力約14kWを達成した。また、短時間であるが、ビーム出力約40kWの運転も可能とした。本報告書では、サイクル機構で開発してきた大電流電子線加速器の開発を開始当時まで振り返って、開発の経緯、要素機器の開発、設備・機器の設計、加速器の性能確認試験等の事項について、総括的にまとめた。

Safeguards aspects of high-power proton accelerator-driven systems

向山 武彦

EUR-19943-EN, p.129 - 138, 2000/00

加速器技術の進展により大強度ビームの加速が可能となり、研究炉に代る中性子源や加速器駆動未臨界炉による長寿命核種核変換や原子力発電に関する研究開発が活発に行われるようになってきた。大強度陽子加速器開発の現状,核破砕中性子源開発及び加速器駆動核変換技術の世界の現状について報告する。

長寿命放射性核種消滅処理の研究

向山 武彦

みらい, (6), p.40 - 43, 1999/07

未来エネルギー研究協会講演会において、同協会の要請により講演を行った。講演概要を同協会誌に掲載する。内容は、(1)消滅処理のねらいと方法、(2)国内における研究動向、国外の動向、まとめである。

オメガ計画

滝塚 貴和

日本機械学会動力エネルギーシステム部門ニュースレター, (17), p.2 - 3, 1998/11

高レベル放射性廃棄物の処分の効率化、積極的な安全性の向上、その資源化という新たな可能性を目指した長期的、先導的な群分離・消滅処理研究開発計画「オメガ計画」が進められている。陽子加速器と核破砕ターゲット、未臨界マイナアクチノイド炉心を組み合わせたハイブリッド型システム概念について設計研究を行うとともに、その技術実証のための消滅処理実験施設の検討を行っている。

消滅炉用の燃料; 消滅処理研究の歴史と現状、研究開発の方向性

滝塚 貴和

プルトニウム燃料工学, p.292 - 348, 1998/01

マイナアクチノイド、長寿命核分裂生成物の放射性廃棄物消滅処理について、その意義、消滅処理対象核種と選定根拠を示し、これまでの研究の概要及びオメガ計画を中心とした研究の現状を紹介するとともに、消滅処理の有効性評価について議論する。また、消滅用の燃料及びターゲットについて、消滅処理システム設計要求の観点から議論し、群分離を含めた全体システムの有効性向上の観点から今後の消滅処理用燃料の研究開発の方向を示す。

プルトニウム及びアクチニド燃料; 消滅処理用燃料

荒井 康夫

プルトニウム燃料工学;日本原子力学会「次世代燃料」研究専門委員会, p.330 - 338, 1998/00

地層処分の負担の軽減化の観点から、原子炉等に装荷する長寿命TRU核種を含む燃料、すなわち消滅処理用の燃料について研究開発が国内外で進められている。本稿では、これまで消滅処理用の燃料として提案されてきた、酸化物、合金及び窒化物燃料に関する最近の研究成果や、今後予定されている照射試験の内容等について記述する。また、同じく消滅処理の対象として挙げられている、長寿命FPを含むターゲット材に関する最近の試験結果についても簡単に触れる。

Transmutation of nuclear waste by nuclear process-OMEGA program-

滝塚 貴和

Frontier and Perspective of Nuclear Science, 0, p.235 - 246, 1996/00

原研では、国のオメガ計画のもとで、長寿命放射性廃棄物の加速器による消滅処理の研究を行っている。高エネルギー陽子を照射する重金属ターゲットから発生する核破砕中性子をMAを燃料とする未臨界高速炉心に投入し、主としてMAの核分裂反応を利用して消滅処理を行う専用ハイブリッドシステム概念の検討を進めた。ハイブリッドシステムはエネルギーバランスが良く、大量の消滅処理が可能であり、臨界炉と比べて安全性に優れている。高速中性子により、高次MAの蓄積が少ない効率的な消滅処理ができる。専用システムにより、階層核燃料サイクルを構成できる。システム設計研究、コード開発、核破砕積分実験、大強度陽子加速器開発等を進めており、また中性子科学研究計画のもとで、大強度陽子加速器、消滅処理実験施設、基礎研究実験施設の建設を提案し、検討を開始した。

オメガ計画

滝塚 貴和

高圧ガス, 32(9), p.780 - 781, 1995/09

http://ci.nii.ac.jp/naid/40001167379

1987年の「原子力開発利用長期計画」に基づいてとりまとめられた「群分離・消滅処理技術研究開発長期計画」の通称がオメガ計画である。この計画は、群分離及び消滅処理によって、再処理工程から排出される高レベル放射性廃棄物の処分の効率化と積極的な安全性の向上ならびにその資源化という新たな可能性を目指した長期的,先導的な研究開発計画であり、原研、動燃事業団、電中研において研究開発が進められている。

Partitioning and transmutation program OMEGA at JAERI

向山 武彦; 久保田 益充; 滝塚 貴和; 小川 徹; 水本 元治; 吉田 弘幸

Global 1995,Int. Conf. on Evaluation of Emerging Nuclear Fuel Cycle Systems, 1, p.110 - 117, 1995/00

原研のオメガ計画の内容とその成果について、以下のトピックについて紹介する。1)階層核燃料サイクル、2)群分離、3)専焼炉設計、4)加速器消滅処理システム、5)大強度陽子加速器開発、6)窒化物燃料製造と乾式再処理法開発、7)これらを支える基礎研究。