Comparison of the burnup charcteristics and radiotoxicity hazards of rock-like oxide fuel with different types of additives

Shelley, A.*; 秋江 拓志; 高野 秀機; 関本 博*

Journal of Nuclear Science and Technology, 38(2), p.134 - 142, 2001/02

https://doi.org/10.3327/jnst.38.134

ThO,UO,あるいはErOなどの添加物を加えた、兵器級及び原子炉級プルトニウム岩石型酸化物燃料(PuO-ZrO: ROX)の燃焼特性を、軽水炉燃料セルについて検討した。これらの添加物はROX燃料炉心の反応度係数及び出力ピーキングの改善のため重要である。プルトニウムの核変換特性に及ぼすThOの影響は小さい。3種類の添加物ともAmとCmの生成量を大きく減少させる効果がある。一方マイナーアクチニド核種でも、NpとAmの生成量はUOあるいはErOを添加することにより増加する。ErO添加物により、さらに長寿命FP核種のCsの生成量も増える。これらの結果、使用済み燃料の放射能の毒性は添加物により増加し、特にErO添加物の場合はMOX使用済み燃料と同程度あるいはそれ以上となるケースもある。

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。