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放射性廃棄物の大幅低減及び物質サイクル改善による核融合の社会受容性の向上

研究課題

研究課題/領域番号 25820445
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 核融合学
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

染谷 洋二  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ヶ所核融合研究所, 任期付研究員 (20589345)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2014年度)
配分額 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード核融合炉 / 放射性廃棄物 / 定期保守
研究実績の概要

将来、核融合炉を社会に導入する際に重要な項目の一つが放射性廃棄物の低減である。特に数年おきに保守を必要とする炉内機器(ブランケットやダイバータ)の一部は廃棄物になる事から、これら機器の核特性を理解する事が重要である。従って、固体増殖水冷却核融合炉に基づく炉内機器の誘導放射能等のデータベースを構築した。但し、構築するデータベースが過小評価にならないように、初年度に確立した放射化計算手法である3次元中性子輸送計算により求めた炉内機器での中性子スペクトルを基に放射化計算を実施した。なお、発生する放射性廃棄物は全てが低レベル放射性廃棄物に分類される。最終年度では構築したデータベースに基づく廃棄物減容化検討を実施した。検討するに当たって、核融合出力を0.9 GWから2.2 GWまで幅広く評価し、プラントライフを20年と仮定した。検討の結果、核融合出力が1.35 GWの時、定期保守時に発生する廃棄物量はワンススルーで廃棄処分すると仮定すると50,000 tonであった。廃炉時に発生する廃棄物量(真空容器、超伝導コイル及びクライオスタット)が27,500 tonである事から核融合炉では定期保守時に発生する廃棄物が支配的である事が分かった。そこで、定期保守時に発生する廃棄物を低減するために中性子損傷が小さく炉内機器の7割を占めるバックプレート及びダイバータカセットを再利用し、レアメタルを含むトリチウム増殖材と中性子増倍材をリサイクルする事によって、ワンススルーで廃棄処分を行う場合と比べ20%まで低減できることが分かった。さらに、核融合出力を変化させた場合も同等の減少率になる事が分かった。廃棄物の減容化のためには炉内機器の再利用が有効であり、今後はRAMI(信頼性、可用性、保守性及び検査性)の観点から機器の再利用における具体的な検討が必要である。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] MANAGEMENT STRATEGY FOR RADIOACTIVE WASTE IN THE FUSION DEMO REACTOR2015

    • 著者名/発表者名
      Youji Someya, Kenji Tobita, Hiroyasu Utoh, Nobuyuki Asakura, Yoshiteru Sakamoto
    • 雑誌名

      Fusion Science and Technology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Waste management scenario in the hot cell and waste storage for DEMO2014

    • 著者名/発表者名
      Youji Someya, Kenji Tobita, Satoshi Yanagihara, Masatoshi Kondo, Hiroyasu Utoh, Nobuyuki Asakura, Kazuo Hoshino, Makoto Nakamura, Yoshiteru Sakamoto
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 89 号: 9-10 ページ: 2033-2037

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2014.04.059

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiological assessment of the limits and potential of reduced activation ferritic/martensitic steels2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Tanigawa, Yoji Someya, Hideo Sakasegawa, Takanori Hirose, Kentaro Ochiai
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 89 号: 7-8 ページ: 1573-1578

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2014.02.052

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 核融合原型炉における放射性廃棄物のマネージメント戦略について2014

    • 著者名/発表者名
      染谷洋二, 飛田健次, 近藤正聡, 柳原敏, 宇藤裕康, 坂本宜照, 朝倉伸幸, 星野一生, 中村誠, 徳永晋介
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014 (PLASMA2014)
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Management Scenario for Reduction of Radioactive Waste on a Fusion DEMO Reactor2014

    • 著者名/発表者名
      Youji Someya, Kenji Tobita, Hiroyasu Utoh, Nobuyuki Asakura, Yoshiteru Sakamoto
    • 学会等名
      21st Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy (TOFE)
    • 発表場所
      Anaheim (USA)
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 核融合原型炉における放射性廃棄物減容化に向けた保守概念研究2014

    • 著者名/発表者名
      染谷洋二, 飛田健次, 宇藤裕康, 朝倉伸幸, 星野一生, 中村誠, 坂本宜照, 徳永晋介
    • 学会等名
      第10回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Waste management scenario in the hot cell and waste storage for DEMO2013

    • 著者名/発表者名
      Someya Youji, Tobita Kenji, Utoh Hiroyasu, Asakura Nobuyuki, Hoshino Kazuo, Nakamura Makoto, Sakamoto Yoshiteru
    • 学会等名
      11th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Limits and Potential of Reduced Activation Ferritic/MartensiticSteels2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Tanigawa, Youji Someya,Hideo Sakasegawa, Takanori Hirose, Kentaro Ochiai
    • 学会等名
      11th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 原型炉のホットセルにおける廃棄物管理シナリオの検討2013

    • 著者名/発表者名
      染谷洋二、飛田健次, 宇藤裕康, 星野一生, 坂本宜照, 朝倉伸幸, 中村誠, 徳永晋介
    • 学会等名
      第30回プラズマ・核融合学会年会
    • 発表場所
      東京都目黒区大岡山
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 核融合原型炉の保守時における残留熱除去手法の検討2013

    • 著者名/発表者名
      染谷洋二
    • 学会等名
      未来エネルギー研究協会講演会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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