報告書番号

Y88002

タイトル（和文）

燃料サイクル最適化モデルの開発－高速増殖炉実用化条件の解析－

タイトル（英文）

OPTIMAL REACTOR STRATEGY FOR COMMERCIALIZINGFAST BREEDER REACTORS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

現在価値換算した費用を評価基準として原子炉炉型構成と燃料サイクル構成を最適化するモデルを開発し，高速増殖炉の導入が最適計画として選ばれるための条件を解析した。モデルは１９６６年から２０５５年までの９０年間を計画期間とし，原子力発電規模見通し，燃料サイクル内の物質バランス等を制約条件とするコンパクトな線型計画モデルとして定式化した。高速増殖炉の建設費等のパラメータを変化させた多数のケースについての最適化計算を行った結果，高速増殖炉が最適計画として部分的にでも導入されるためには，使用済燃料を３０年間程度中間貯蔵する場合の軽水炉と発電コストにおいて競合可能な経済性を達成する必要があること，軽水炉使用済燃料再処理はプルトニウム需要に対応して行われ，プルトニウムの供給と需要とのタイミングの調整手段としては使用済燃料中間貯蔵が用いられることなどが示された。再処理計画，天然ウラン価格，原子力発電規模見

概要 （英文）

THIS PAPER DESCRIBES A FUEL CYCLE OPTIMIZATION MODEL DEVELOPED FOR ANALYZING THE CONDITIONS UNDER WHICH FAST BREEDER REACTORS ARE CHOSEN IN THE OPTIMAL REACTOR STRATEGY. WITH THE PLANNING TIME HORIZON (1966-2055) BEING DIVIDED INTO NINE TEN-YEAR PERIODS,THEMODEL IS FORMULATED AS A COMPACT LINEAR PROGRAMMING MODEL. THE MODEL FINDS THE BEST MIX OF REACTOR-TYPES AS WELL AS THE OPTIMAL TIMING OF REPROCESSING OF SPENT FUEL FROM LIGHT WATER REACTORS TO MINIMIZE THE PRESENT VALUE OF TOTAL COST. THE RESULTS OF THE ANALYSIS ARE SUMMARIZED AS FOLLOWS: (1)FAST BREEDER REACTORS COULD BE INTRODUCED IN THE OPTIMAL STRATEGY WHEN THEY CAN ECONOMICALLY COMPETE WITH LIGHT WATER REACTORS WITH30 YEAR STORAGE OF SPENT FUEL. FOR THE FAST BREEDER REACTORS TO MONOPOLIZE THE NEW REACTOR MARKET AFTER THE ACHIEVEMENT OF THEIR TECHNICAL AVAILABILITY,THE CAPITAL COST OF THE FAST BREEDER REACTOR SHOULD BE LESS THAN 0.9 AS MUCH AS THAT OF THE LIGHT WATER REACTOR. (2)WHEN A CERTAIN AMOUNT OF REPROCESSING COMMITMENT IS ASSUMED,THE CONDITIONS FOR FAST BREEDER REACTORS TO BE EMPLOYED IN THE OPTIMAL STRATEGY ARE MITIGATED. (3)IN THE OPTIMAL STRATEGY,REPROCESSING IS DONE JUST TO MEET PLUTONIUM DEMAND;AND,STORAGE OF THE SPENT FUELS IS SELECTED TO ADJUST THE MISMATCH OF PLUTONIUM PRODUCTION AND UTILIZATION. (4)PRICE HIKE OF URANIUM ORE FACILITATES THE COMMERCIAL INTRODUCTION OF FAST BREEDER REACTORS. EVEN IF THE CAPITAL COST OF THE FAST BREEDER REACTOR IS 1.1 AS MUCH AS THAT OF THE LIGHT WATER REACTOR,INTRODUCTION OF FAST BREEDER REACTORS ARE ECONOMICALLY JUSTIFIED WHEN ORE PRICE ESCALATES TO THE LEVEL OF 100$/1BU3O8. (5)THE LARGER SETTING OF NUCLEAR POWER CAPACITY VALIDATES THE EARLIER AND THE MORE LARGE-SCALE INTRODUCTION OF FAST BREEDER REACTORS.

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