| 研究課題/領域番号 |
11694138
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
齊藤 正樹 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (30215561)
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| 研究分担者 |
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, 大学院理工学研究科, 教授 (70114874)
関本 博 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (00108242)
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)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | 超ウラン元素 / 超長寿命炉心 / 高燃焼度 / マイナーアクチニド / ネプツニウム / アメリシウム / キュリウム / プルトニウム |
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| 研究概要 |
使用済み燃料中に存在するプルトニウム以外の超ウラン元素は、現在、高レベル放射性廃棄物として長期間管理が求められているが、大きな中性子捕獲断面積を持つため、原子炉内に初期に装荷することにより、初期の余剰反応度を抑えつつ、中性子によって核変換し、新しい核分裂製物質に変換され、長期間原子炉内は核分裂を維持することが可能となる。本研究では、これらの超ウラン元素を適切に原子炉内に再装荷することにより、長期間新燃料補給の必要のない超長寿命原子炉(軽水炉・重水炉・高速炉)の成立性に関する研究を実施した。その結果、^<237>Npを軽水炉及び重水炉に装荷した場合、燃焼度150-200GWd/tを持つ長寿命炉心が成立すること、また、6種類の冷却材(軽水、重水、Heガス、CO_2ガス、ナトリウム、水蒸気)を選択し、長寿命特性及び炉心の安全特性に及ぼす中性子スペクトルの影響について系統的に検討を行った結果、黒鉛減速Heガス冷却の場合がその特性を良く発揮することがわかった。また、^<237>Npと同様な中性子工学的性質を有する^<241>Am等を軽水炉に装荷した場合、約100GWd/tの高燃焼度が達成できることを確認した。また、いずれの場合も使用済燃料中に^<238>Puが多く生成されるため、核拡散に対して高い抵抗性を持つPuが生成されていることがわかった。また、核燃料交換や反応度制御が一切不要となる可能性のある原子炉燃焼概念(核反応敵に活性な領域が自立的に移行する燃焼方式)について検討し、約400GWd/tの高燃焼度を持つ高速炉炉心の可能性を確認した。また、関連する解析コードの改良や核反応データベースの整備を行った。
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