放射性核廃棄物を排出しない原子力システムに関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09044146
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 齊藤 正樹 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (30215561)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤塚 洋 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (50231808) ; 飯尾 俊二 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (90272723) ; 井頭 政之 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (10114852) ; 鈴木 正昭 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (70114874) ; 二ノ方 寿 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (60251675)
• Keywords: 核分裂反応 / 核融合反応 / 核破砕反応 / 加速器駆動原子炉 / 中性子バランス / 放射性物質消滅 / 余剰中性子 / 外部中性子源

Research Abstract

核分裂反応を利用した核分裂炉、核融合反応を利用した核融合炉さらに核破砕反応を利用した加速器駆動炉のそれぞれの核反応の特性を活かし、単独系かあるいは共生(symbiont)系または混成(hybrid)系として統合し、(1)エネルギーの生産及び(2)臨界安全性の確保はもとより、(3)長い将来(数千年〜1万年)に渡って利用する核燃料の増殖、さらに(4)系内の余剰中性子を利用して有害な放射性核反応生成物を消滅(核変換)し、原子力システム外には人間社会に有用なエネルギーと無害化された物質のみを排出する革新的な原子力システムの概念の成立性に関する研究を実施した。
上記4つの目標を達成するためには、システム内の中性子の「豊富さ」が重要な要素となるが、核分裂反応系だけでは、放射性核種を変換(消滅)するための余剰の中性子数に限界があり、消滅対象とする放射性核種の条件によっては、例えば、同位体分離を行わない場合等、余剰の中性子の数が不足することがある。この問題を解決するために、システム内の中性子経済を改善することを目的とし、核分裂反応系で生成されるエネルギーにより駆動される核破砕反応系や核融合反応系等によって生成される中性子を、核分裂反応系おける不足中性子を補うための外部中性子源として利用するシステムにおける中性子経済性およびエネルギー経済性を評価する一般的な方法論を提案し、各種の外部中性子源システムの中性子経済性及びエネルギー経済性を比較評価した。
また、システムを構成する各種原子炉(核分裂炉、核融合炉、加速器駆動炉)における核廃棄物消滅特性等の解析を行い、上記目標を満足する各種原子炉概念を検討した。更に、上記の特性評価に必要な核反応データベースの準備を行った。

Research Products

• [Publications] M.Saito: "Contribution of external neutron sources in excess neutron generation for SCNES" Progress in Nuclear Energy. 697-705 (1997)
• [Publications] V.Artisyuk: "Potential of neutron excess generation by DD-fusion in SCNES" Progress in Nuclear Energy. 721-728 (1997)
• [Publications] A.Chmelev: "Multi-component nuclear energy system:how to meet reguirments of self-consistency" Progress in Nuclear Energy. 659-663 (1997)
• [Publications] Yu.Korovin: "Intensive 14MeV neutron source based on deutron storagering" Progress in Nuclear Energy. 457-462 (1997)
• [Publications] A.Ezoubchenko: "Isotope separation methods for SCNES" Progress in Nuclear Energy. 729-735 (1997)
• [Publications] M.Igashira: "Measurement of keV-neutron capture cross sections of rare earth nuclides" Proc.of Int.Conf.on Future Nuclear Systems. 2. 1360-1364 (1997)
• [Publications] S.Tsuji-Iio: "High-field tokamak reactor with forced-balanced coils as a volumetric neutron source" Fusion Energy. 3. 685-692 (1997)
• [Publications] Yu.Korovin: "Evaluation and test of nuclear data for investigation of neutron transport,radiation damage and processes of activation and transmutation and high energy particles" Proc.of Conf.on Nuclear Data for Sceience and Technology. (1997)
• [Publications] Yu.Korovin: "Activation data library for actinides at the intermediate energies" Proc.of Conf.on Nuclear Data for Seience and Technology. (1997)
• [Publications] D.Ziablestsev: "14MeV neutron potential for fission product transmutation" Proc.of Int.Conf.on Future Nuclear Systems. 2. 1344-1349 (1997)
• [Publications] V.Apse: "Enhancement of LWRs MOX-fuel cycle proliferation resistance by plutonium denaturing" Proc.of Int.Specialist meeting on Future Nuclear Energy Systems and Fuel Cycle Options. 121-130 (1997)
• [Publications] G.Koulikov: "Equilibrium Th-U fuel cycle of LWRs with elements of protection against fissile materals proliferation" Proc.of Int.Specialist meeting on Future Nuclear Energy Systems and Fuel Cycle Options. 2. 131-140 (1997)