Study of nuclear energy system with the reduced radioactive waste disposal by molten salt reactor

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溶融塩炉を導入した際の原子力システムを構築するための核燃料サイクルシミュレーターの開発と、それを用いた溶融塩炉の導入シナリオの分析を実施した。次世代炉として期待されている溶融塩炉は従来の放射性廃棄物の処理・処分方法が異なることから、その導入シナリオは明らかになっていない。この課題を解決するためには、溶融塩炉の炉心データベースを有し、放射性廃棄物の処理・処分に関するシナリオを柔軟に解析することができる核燃料サイクルシミュレーターの開発が必要である。そこで本年度は、以下の2項目の研究を行った上で、新規の核燃料サイクルシミュレーターNMB4.0の開発およびシナリオ分析を実施した。1. 核燃料サイクルのモデル化と検証：核燃料サイクルシミュレーターには、核燃料サイクルを構成する各プロセスのモデル化が必要である。既存のシミュレーターや文献を参考に各プロセスのモデル化を実施し、NMB4.0を構築した。その際に溶融塩炉の炉心データベースの構築や昨年度に実施した鉄リン酸ガラス固化実験や廃棄物の処分概念検討の知見を実装し、溶融塩炉導入シナリオを解析可能なシステムの整備を行った。2. 高速燃焼計算手法の開発：溶融塩炉の導入等の複雑な原子力利用シナリオを解析するためには、燃焼計算の高速化が必要である。そこで従来から用いられている行列指数法を改良し、高速かつ精度を維持した燃焼計算手法Okamura explicit method（OEM）を新規に開発した。OEMの実装によって従来法に比べて計算速度が約200倍高速化された。以上の結果、溶融塩炉による原子力システムを構築するための基盤システムを整備した。また、溶融塩炉の導入シナリオの分析を実施し、溶融塩炉を導入した際の原子力システムの構築に資する成果を得た。