国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構 新型炉の研究開発

プラント設計・保全

将来の炉心概念研究

高速炉による放射性廃棄物の減容及び有害度低減などの炉心性能を追求する新たな炉心概念の研究や関連した炉心設計手法の開発を中心とした研究開発に取り組んでいます。それらを効率的に進めるため、国内外の研究機関との協力を積極的に行っています。

新たな炉心概念の研究

核燃料の増減への柔軟な対応や、放射性廃棄物の減容及び有害度低減など、高速炉の可能性を追求します。

高次化Pu・MAの燃焼炉心

軽水炉では燃料として使うことのできない高次化したプルトニウム(Pu)やマイナーアクチノイド(MA)をリサイクルし、核燃料として発電に利用するとともに、放射性廃棄物の減容・有害度低減に寄与します。下図は、PuとMAを燃焼させる例ですが、増殖炉との組み合わせにより、Puの増減を将来のニーズに応じて自在に管理することが可能です。

高次化Pu・MA燃焼炉心の水平断面図と、質量の長期的変化グラフ。断面図では、黄色で示された炉心燃料部においてプルトニウム(Pu)とマイナーアクチノイド(MA)を燃焼させる構成が示されています。下のグラフでは、0年から80年までの経過期間において、PuおよびMAの質量が右肩下がりに減少し、放射性廃棄物の減容・有害度低減に寄与する推移が示されています。
Pu及びMA量の中長期的変化の例

MA核変換性能を大幅に増加した炉心

金属燃料の優れた中性子経済とSiC/SiC複合材集合体の中性子減速により、従来高速炉の5倍という、これまでにないマイナーアクチノイド(MA)核変換量を達成可能な見通しを得ました。

高効率MA核変換金属燃料炉心の構成と仕様の図。電気出力75万kWe、MA核変換量461kg/GWe-yなどの数値データと、SiC/SiC複合材を配置した炉心断面図、および金属燃料の構造を示しています。