21世紀のエネルギ-源としてのトリウムに関する総合的研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63302067
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 木村 逸郎 京都大学, 工学部, 教授 (40027404)
• 研究分担者: 古屋 広高 九州大学, 工学部, 教授 (30112311) ; 古川 和夫 東海大学, 開発技術研究所, 教授 (90165465) ; 山脇 道夫 東京大学, 工学部, 教授 (30011076) ; 平川 直弘 東北大学, 工学部, 助教授 (20005391) ; 石黒 亮二 北海道大学, 工学部, 教授 (20001167)
• キーワード: トリウム / トリウムサイクル / ウラン-233 / 原子炉設計 / 溶融塩炉 / アクチニド / ハイブリッド / トリウム燃料

研究概要

1.トリウム炉の設計研究:(1)設計用核デ-タの整備;^<232>Th(以下Th)の核分裂即発中性子と散乱断面積の精密測定を行った。Thと^<232>U(以下U)の共鳴間干渉効果を実験的に調へた。比較のため^<232>Uの測定も行った。^<232>Uの核デ-タを評価し、フィイル化した。(2)具体的炉設計;小型溶融塩炉の概念設計を行い、炉化学、動特性、燃料塩の中性子生成などを検討した。U/Th装荷の高転換軽水炉の核特性、U/Th装荷軽水炉のアクチニド生成および固有安全高中性子束炉の特性などについて検討評価を行った。いずれも^<235>U-Pu系と比較した。(3)臨界実験とその解析;以前実験値との不一致が大きかったTh装荷炉心の解析を再検討し、新しい方法を用いたところよい一致が得られた。中性子スペクトルが系統的に異なる炉心でThの反応度価値を測定と解析を行い、比較した。(4)Th装荷ハイブリッドの実験と解析を行った。(5)未来準平衡社会におけるThサイクルの意義を検討した。2.トリウム炉の燃料材料研究:(1)トリウム炭化物の非化学量論性の実験的検討を行った。(2)ステンレス鋼のテルルによる腐食の実験を行い、その進行速度とメカニズムを明らかにした。(3)(Th,U)O_2固溶体中での酸素の化学拡散を調べ、これが格子定数に依存しないことを示した。(4)凍結法による(U,Th)O_2粉末調整法の実験を行った。(5)原子炉照射トリウムのガンマ線スペクトルと同位体比の測定を行い、見とおしが得られた。(6)被覆粒子燃料(ThO_2,(U,Th)O_2,UO_2)を原子炉で照射し、2300℃に加熱した場合の^<137>Cs,^<106>Rn放出量を求めた。(6)溶融塩中における物質移動現象、とくに溶融塩と液体Bi間について調べた。また構造材と溶融塩の共存性について、酸化物の溶解の点に着目して実験を行った。(7)炭酸カルシウム水溶液を用い、可溶性物質の壁面析出現象について顕微鏡観察を行い、結晶成長速度を求めた。

研究成果

• [文献書誌] 木村逸郎: "ウランに代るトリウム資源-トリウム燃料炉を動かす(次世代原子炉の可能性)" GAKKEN MOOK(最近科学論シリ-ズ). 9. 100-108 (1990)
• [文献書誌] Y.Fujita,K.Kobayshi,S.Yamamoto,I.Kiminura,H.Oigawa: "Measurement of Selt-shielding Factors of Neutron CaptureCross Sections for ^<232>Th and ^<238>U in the Unresolved Resonance Region" Nucl.Sci.Eng.
• [文献書誌] Y.Hirose,Peng Hong Liem,E Suetomi,T.Obara,H.Sekimoto: "Fuel Management Effccts on Inherent Safety of Modular High Temperature Reactor" J.Nucl.Sci.Technol.26. 647-654 (1989)
• [文献書誌] 三田地紘史,古川和男,南多喜,加藤義夫: "小型溶融塩発電炉の核的特性" 日本原子力学会誌. 32. (1990)
• [文献書誌] K.Furukawa,A.Lecocq,Y.Kato,K.Mitachi: "Establishment of Reational Breeding Fuel Cycle for the Next Century…Thorium Molten-Salt Nuchear Euergy synergetics" J.Nucl.Sci.Techrol.
• [文献書誌] M.Yamawaki,T.Koyama,et al.: "Thermodynamics of the Vaporizatin of Non-Stoichiometric Thorium Monocarbide ThC_<1±x>" J.Nucl.Mater.167. 113-121 (1989)
• [文献書誌] K.Hayashi,K.Fukuda: "Diffusion Coefficients of Fission Products in UO_2 Kernel and Pyrolytic Carbon Layer of BISO-coated fuel Particles at Extremely High Temperature" J.Nucl.Sci.Technol.
• [文献書誌] K.fukuda,K.Hayashi: "Fission Product Release Behavior from Irradiated ThO_2(U.Th)O_2 and UO_2-coated Particles at Extremely High Temperature" J.Nucl.Sci.Techrol.
• [文献書誌] J.Oishi,H.Moriyama,S.Maeda,Y.Asaoka: "Tritium Recovery from Molten LiF-BeF_2 Salt" Nucl.Eng.Design. 8. 317-321 (1989)
• [文献書誌] H.Yabe,K.ema,Y.Ito: "Rotating Ring-Disk Electrode in Molten Chloride" Electrochimica Acta. 34. 1479-1483 (1989)
• [文献書誌] 石黒亮二,坂下弘人,杉山憲一郎,高村洋二: "炭酸カルシウムの高温壁面への橋出挙動" 日本機械学会論文集.
• [文献書誌] 馬場護,若林秀隆,伊藤伸夫,前田一人,平川直弘: "^<238>U,^<232>Thの核分裂即発中性子スペクトルと非弾性散乱二重徴分断面積の測定(JAERI M 89-143)" 日本原子力研究所, 55 (1989)
• [文献書誌] K.Furukawa,K.Minami,K.Mitachi,Y.Kato: "Alternative Energy Source VIII Ced.T.N.Veyiroglu" Hemisphere Publising Co., 1070 (1989)
• [文献書誌] R.Ishigro,H.Sakashita,K.Sugiyama: "Heat Transfer Euhancent and Euergy Conservation(ed.S.J.Deng)(印刷中)" Hemisphere Publishing Co., (1990)