2018 Fiscal Year Research-status Report
放射性廃棄物のマネージメント戦略による高い社会受容性を有した核融合炉概念の創出
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18K03595
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
染谷 洋二 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所核融合研究所 核融合炉システム研究開発部, 主任研究員(定常) (20589345)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 放射性廃棄物 / 埋設区分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合炉の社会受容性向上において、重要と考える放射性廃棄物の埋設区分の同定を進めている。特に中性子増倍材であるベリリウム内不純物のウランによる影響が重要である。核融合原型炉で使用予定の中性子増倍材はベリライド（Be12Ti, Be12V,Be13Zr）である。ここで、各ベリライドにおいて、トリチウム増殖材をLi2TiO3とした際にトリチウム生産性が最大となるベリライド装荷量を評価する。対象とする核融合炉は核融合出力が1.5GWで主半径が8.5mとし、増殖ブランケットの冷却水は加圧水であり主要構造材は低放射化フェライト鋼である。当該ベリライド装荷時のブランケット内中性子スペクトルを3次元中性子輸送コードMCNPコードで評価し、そのスペクトルに基づきDCHAINコードによりベリリウムの放射化計算を実施した。検討の結果、必要なベリリウム量は最大で312トンであり、核融合原型炉で使用後に浅地中に処分するためにはウラン含有量を0.7 wppm以下にする必要があると分かった。なお、ウラン含有量は採掘場所に依存し、ロシアなどで採掘されたベリリウムは一回蒸留後の平均のウラン含有量は0.24 wppmであり、目標値を下回ることが分かっている。
次に定期保守時に交換する機器のトリチウムインベントリ評価に向けて、原型炉条件に基づく機器温度、照射量、物量を纏めた。また、炉内機器であるブランケットとダイバータで使用する材料でのトリチウム挙動データを調査した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ベリリウム内の不純物対策において、浅地中処分の観点でのウラン含有量の目標値を同定した。次年度はベリリウムフリーのブランケット概念検討を進める。また、炉内機器のトリチウムインベントリ評価に向けた機器条件が整理できた。次年度から実際にインベントリ評価を開始する。
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| Strategy for Future Research Activity |
ベリリウムフリーのブランケット概念検討とトリチウムインベントリ評価を実施する。また、本年度から本格的に開始する核融合炉で発生する放射化計算と当該結果に基づく埋設区分の同定を実施する。また、原型炉プラントの放射化計算を実施するために中性子ストリーミングを考慮した3次元の大規模計算を実施する。
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| Causes of Carryover |
（理由）本科研費課題における成果を含む学会発表を行ったが、他の予算科目より旅費を支出できたため計画していた旅費を使用しなかった。また、昨年度は、炉内機器であるブランケット内のベリリウムの放射化評価に着目したため、3次元モデルでの中性子ストリーミングを考慮した大規模計算には至らなかった。従って、予定していた計算機の購入は、今後のスペック向上も鑑みて行わなかった。
（使用計画）本年度から実施する炉全体での大規模な放射化計算を実施するため、昨年度に見送った計算機を購入する。また、研究成果の発表及び廃棄物管理の専門家との討論・情報交換のため、国内外の学会に参加する。
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