長寿命核種の分離変換技術の現状,1; 分離変換の意義と分離変換システム

湊 和生; 辻本 和文; 田辺 博三*; 藤村 幸治*

日本原子力学会誌, 59(8), p.475 - 479, 2017/08

本稿は、日本原子力学会「放射性廃棄物の分離変換」研究専門委員会において、国内外における分離変換技術や関連する技術の研究開発状況について調査・分析してきた結果を基に、長寿命核種の分離変換技術の現状について、4回に分けて紹介するものである。第1回にあたる本稿では、分離変換の意義は何であるのかを解説するとともに、分離変換を効果的・効率的に行うために研究開発が進められている分離変換のシステムについて解説する。分離変換の意義については、放射性廃棄物を経口摂取した場合の被ばく線量で定義される潜在的有害度低減の観点から、使用済み燃料の潜在的有害度が原料とした天然ウランの潜在的有害度を下回るまでに要する時間はおよそ10万年であるが、再処理後は約1万年、分離変換後は数百年まで短縮されることを示した。また、潜在的な吸入摂取毒性の低減にはMAの分離変換の効果が顕著であることから、数十万年の超長期にわたる人間活動や地殻変動の予測等に相当の不確実性が伴うことから、分離変換は処分場影響の不確実性低減にも寄与すると考えられることを示した。分離変換システムについては、総合的なシステムとして分離変換技術を捉えた場合、比較的有望な概念として考えられている発電用の高速炉を用いたシステム(高速炉利用型)と核変換専用の小規模な燃料サイクルを商用発電サイクルに付加したシステム(階層型)を紹介するとともに、プルトニウムや核分裂生成物を核変換対象とするその他のシステムも紹介した。

GLOBALl2001参加報告

森本 恭一; 柴田 淳広; 重留 義明

JNC-TN8200 2001-006, 19 Pages, 2001/12

JNC-TN8200-2001-006.pdf:0.92MB

GLOBAL2001(International Conference:"Back-End of the Fuel Cycle; From Research to Solutions")は平成13年9月9日から9月14日までの6日間、フランスのパリで開催された。今回は各国から約420名の参加者があり、この内、約70名が日本からの参加であった。本会議では、炉・燃料サイクル分野、再処理分野、処分分野、核不拡散分野等に分かれて報告を行っていた。この中でも核燃料サイクルのバックエンド、長寿命核種のマネージメント、炉・燃料の先進的コンセプトに関する報告が中心的な位置を占めていた。先進リサイクル研究開発部からは実用化戦略調査研究、燃料、再処理等に関する発表、ポスター発表を行い、また各発表を聴講して情報収集を行った。なお、GLOBAL2001の情報に関しては次のホームページで参照できる。http://www.cea.fr/conferences/global2001/index.htm

Review of research and development of accelerator-driven system in Japan for transmutation of long-lived nuclides

向山 武彦; 滝塚 貴和; 水本 元治; 池田 裕二郎; 小川 徹; 長谷川 明; 高田 弘; 高野 秀機

Progress in Nuclear Energy, 38(1-2), p.107 - 134, 2001/02

http://dx.doi.org/10.1016/S0149-1970(00)00098-6

最近、長寿命核種核変換のための加速器駆動未臨界システム(ADS)の研究開発が各国において行われている。この研究の現状を広く知ってもらうために、雑誌“Progress in Nuclear Energy"の特集号を発刊することになり、昨年プラハで開催された「第3回加速器駆動核変換技術と応用に関する国際会議」“ADTTA '98"における発表を中心に編集することになった。本論文は、日本における加速器駆動未臨界システム(ADS)の研究開発現状を、原研における研究活動を中心にまとめたものである。内容は以下の通り: (1)オメガ計画と分離核変換技術開発の概要,(2)中性子科学研究計画と大強度陽子加速器計画の下でのADS開発概要,(3)核変換専用システムとしてのADSまたは専焼炉の選択,(4)ADS開発の技術課題,(5)ADS設計研究,(6)大強度陽子加速器開発,(7)大強度陽子加速器計画におけるADS実験施設,(8)ADSによる核変換の周辺技術,1.群分離,2.窒化物燃料の製造と分離技術,3.核データの整備,(9)国内の他機関におけるADS関連研究開発,(10)まとめ。

Transmutation of long-lived radioactive waste based on double-strata concept

高野 秀機; 西原 健司; 辻本 和文; 佐々 敏信; 大井川 宏之; 滝塚 貴和

Progress in Nuclear Energy, 37(1-4), p.371 - 376, 2000/12

http://dx.doi.org/10.1016/S0149-1970(00)00073-1

階層型核燃料サイクル概念の特徴を述べ、このサイクルシステムに加速器駆動核変換専用システムを導入することによる、MA消滅特性について示す。階層型の特徴は、第1段階の商用発電炉の形式に依存せずに、そこから発生する高レベル廃液を処理して長寿命核種を核変換処理することである。すなわち、商用サイクルでは、経済性、安全性、資源有効利用を追求でき、第2階層では核変換処理の効率化を追求するものである。ここでは軽水炉が長期に渡って原子力発電の主流を占めるケースと高速炉が2050に導入された場合についても、MA蓄積量と核変換量等のマスバランス、加速器駆動専用システムの導入基数とシステムインベントリ等についての検討結果を示す。

加速器駆動原子力システム研究開発の現状

向山 武彦

原子核研究, 44(6), p.23 - 32, 2000/04

大強度陽子加速器を用いた大強度中性子源や加速器駆動未臨界炉の研究開発の現状について述べる。特に、加速器原子力システムとして核破砕中性子源の特性と既存施設の概要と将来計画について述べ、その利用方策の一つとしての加速器駆動未臨界炉の研究、研究開発計画について紹介する。

浅地層土壌等における長寿命核種の分配係数

武部 愼一

KURRI-KR-44, p.82 - 95, 2000/02

長寿命核種は、低レベル廃棄物の埋設処分において処分管理時間(300年)を経過しても、核種量はほとんど変化しないことなどから、環境への長期影響評価をより正確に進める必要がある。しかし、放射性廃棄物の処分における長期の環境影響評価において、国内の地層を対象にした長寿命核種の吸着・移行データは非常に少ない。そのため国内の地層を対象にした長寿命核種の吸着・移行データ等を整備する必要がある。原研では、RI・研究所等廃棄物の処分に関して対象とする核種のインベントリー調査や重要核種の絞り込み、処分システムにおける被曝評価に必要な移行パラメータの収集等を進めている。本講演では、RI・研究所等廃棄物で安全評価上重要となる長寿命核種の分配係数に関する実験条件等の調査内容及び実験結果(バッチ法)等について報告する。

「消滅処理工学」研究専門委員会; 1995年4月1999年3月

向山 武彦; 若林 利男*

日本原子力学会誌, 41(6), p.713 - 714, 1999/06

原子力学会「消滅処理工学」専門委員会の1995年4月から1999年3月までの活動の報告である。活動内容を(1)消滅処理システム、(2)燃料開発、(3)データベース、(4)加速器開発、(5)郡分離研究、(6)地層処分と消滅処理の関係に分けて報告する。

長寿命核種消滅用燃料

鈴木 康文

日本原子力産業会議動力炉燃料・材料ガイドブック, 0, p.284 - 286, 1998/00

将来の展開に向けた新型燃料開発の分野で、長寿命核種を消滅させるための燃料の開発状況を概説する。マイナーアクチニド及び長半減期FPの消滅の意義及び手法について紹介するとともに、酸化物、金属、窒化物に分けてマイナーアクチニド消滅用の燃料の開発状況を解説する。またTc-99等の消滅についても簡単に紹介する。

環境中における長半減期放射性核種の定量法とそのレベルに関する調査研究(II)

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PNC-TJ1309 97-001, 112 Pages, 1997/03

PNC-TJ1309-97-001.pdf:3.5MB

本報告書は、昨年度に引き続き環境中に存在する核燃料サイクルに深く関連した長半減期放射性核種の分析定量法とそのレベルに関する調査研究結果をとりまとめたものである。特に、本年度は、研究の最終段階にあたる分析法の確認手法の一つであるクロスチェックを、日常食中の自由水トリチウム分析及び木片試料中のC-14分析について実施した。本報告書には、以下の項目の内容が記載されている。(1)国内および国際学会(日本、オーストリア、ロシア、フランス、中国)からの情報収集(2)液体シンチレーション測定に関する最近の話題・光子(線)/電子(線)-排除アルファ液体シンチレーション(PERALS)スペクトロメトリー・トリチウム分析におけるバックグランド計数の変動(3)分析精度とクロスチェク・炭素-14分析・トリチウム分析

「研究用施設としてのスーパーフェニックスの能力評価のための諮問科学委員会報告書」(検討用仮訳)

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PNC-TN1510 96-003, 78 Pages, 1996/08

PNC-TN1510-96-003.pdf:6.19MB

スーパーフェニックスは、1992年6月のベレゴボワ首相の運転再開延期決定の後、新たに設置許可を取得することが必要になり、公聴会及び首相決定で運転再開の条件とされたナトリウム火災対策工事等に関する原子力施設安全局の安全審査の手続きを経て、1994年7月に設置許可を取得し、同年8月に運転許可を得て再起動した。また、1994年2月には、スーパーフェニックスを発電を主目的とするのではなく、研究及び技術の実証のために使用するとした首相コミュニケが発表され、1994年4月には、NERSA社、フランス電力公社(EDF)、フランス原子力庁(CEA)から成る管理委員会がスーパーフェニックスにおける研究計画(知識獲得計画)を提案し、設置許可政令発令前に研究大臣により承認されている。1994年8月の再起動後、コミッショニング試験の各段階の試験として、低出力、出力30%までの試験を行い、現在出力60%までの試験段階にある。本報告でまとめた「研究用施設としてのスーパーフェニックスの能力評価のための諮問科学委員会報告書」は、1995年5月に発足した新政権(A.ジュッペ首相)が、スーパーフェニックスの運転が安全性だけでなく、産業、社会、国際社会、財政、科学など多くの側面と密接に関わっており、スーパーフェニックス問題を再度検討すると決定した(Nucleonics Week July 13,1995)後、1995年10月に政府により任命され、政府の管理とは独立した上記委員会(R.カスタン委員長)が、《1994年7月の政令によって与えられた計画及び目的が現実的に具体化され得るものであるかを知るために、研究の道具として機能することについてのスーパーフェニックスの能力について、意見を提出する》との諮問に答えて作成したものである。スーパーフェニックスの知識獲得計画は、CEAが進めている高速炉におけるプルトニウムの燃焼研究計画(CAPRA計画)及びマイナアクチニドの燃焼研究計画(SPIN計画)と密接に関わっており、上記の報告書が今後のフランスの高速炉開発の動向に大きな影響を与えると判断されることから、上記報告書の「検討用仮訳」をとり急ぎ作成したものである。従って仮訳の一部に不正確な点があることを予めお断りしておく。