報告書番号

T03053

タイトル（和文）

金属燃料高速炉による核分裂生成物の核変換特性評価

タイトル（英文）

Transmutation Performance of Fission Products in Metal Fuel Fast Reactor

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

金属燃料高速炉によるFP核変換特性を検討するため、FP核種の生成や変換等を詳細に取り扱える解析モデルを開発し、核特性解析コードに組み込んだ。このコードを用いて、高レベル廃棄物の地層処分における潜在毒性による短期的リスクの高いストロンチウム（Sr）とセシウム（Cs）および長期的リスクの高いヨウ素（I）とテクネチウム（Tc）を、金属燃料高速炉の径方向ブランケット領域に装荷した場合の核変換特性を評価した。その結果、SrとCsでは、高速炉による効果的な核変換を行うことは難しいものの、IとTcに関しては、炉心内での自己生成量を上回る変換量と20%以上の核変換率が達成されるため、4~5回程度の多重リサイクル変換を行うことによって廃棄物への移行量を有意に低減できることが示された。したがって、金属燃料高速炉によるFP核変換によって、長期的な潜在毒性による環境負荷を低減し得ることが明らかとなった。

概要 （英文）

A detailed model to analyze the generation or transmutation reaction of various fission products (FPs) in a fast reactor (FR) has been developed and integrated it into the neutronic performance analysis code CITBURN. Using this code, transmutation performance of strontium (Sr), cesium (Cs), iodine (I) and technetium (Tc) in the metal fuel FR is evaluated from the view point of a reduction of the decay heat and radioactive hazard in a geological repository of high level waste. The effect of additional moderator of ZrH1.65 is also taken into account as a measure of improvement of a transmutation performance. As a result, it is clarified that metal fuel core has about 20% higher transmutation performance owing to the higher neutron flux than that of oxide fuel core. However, it is difficult for Sr and Cs targets to attain an effective transmutation performance because of a small neutron capture cross-section or a large fission yield. As for I and Tc targets, which are arranged at first layer of radial blanket region of metal fuel core, both of a net reduction of the target nuclides and more than 20%/cycle of transmutation ratio are achieved regardless of an addition of ZrH1.65 moderator. Furthermore, the FPs can be transmuted more efficiently by an addition of the moderator in the target subassemblies because an irradiation period are shortened to less than a half and fast neutron fluence in a target region decreases to about 1/3. These results indicate that a long-term radioactive hazard in a geological repository originated from I and Tc can be reduced by way of a multi-recycle transmutation using the metal fuel FR.

報告者

キーワード