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高い安全性を有する放射性廃棄物ゼロエミッション溶融塩炉原子力システム実現への挑戦

实现高度安全、零排放熔盐堆核电系统的挑战

基本信息

批准号：
22K04980
负责人：
相澤直人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、原子力プラントで発生する放射性核種を同一プラント内ですべて核変換し、放射性廃棄物の排出を極小とする自己完結的な高い安全性を有する原子力システムの実現を目標として、運転中に燃料塩の調整・生成元素の連続除去が可能な溶融塩炉原子炉システムを対象に2022年度は以下の検討を行った。１．溶融塩炉原子炉システムの設計を行うにあたり、炉心核設計のための解析環境の整備ならびに溶融塩物性解析のための解析ツールの整備を行った。また、溶融塩組成の検討にあたり、溶融塩に溶かすための元素特性の基礎検討を開始した。２．溶融塩炉炉心の核設計として、過去に米国オークリッジ国立研究所にて建設および運転経験のあるフッ化物溶融塩実験炉MSREの炉心を元に、ウラン燃料溶融塩および黒鉛減速材ブロックを用いた無限燃料セル体系を用いて、これまでに溶融塩炉における核変換研究が行われてこなかった長寿命核分裂生成物(LLFP)を対象として、溶融塩炉の運転中において生成したLLFPが自己完結的に核変換可能かどうか検討を行った。その結果、黒鉛減速材ブロック中にLLFPの核変換のための専用流路を設けた燃料セル設計において、専用流路の大きさを変更することによって運転中のLLFP生成量と同量もしくは生成量を上回るLLFP核変換が実現可能であることが示された。また、LLFP核変換用専用流路の導入によって低下する反応度についても、ウラン濃縮度を増加させることによって補償可能であることが示された。

This study aims to complete the high safety of nuclear power generation within the same plant, minimize the emission of radioactive wastes, and achieve the goal of fuel adjustment and removal of generated elements within the reactor in 2022. 1. The design of the melting furnace atomic furnace system is carried out, the preparation of the furnace core design is carried out, and the preparation of the melting furnace physical properties is carried out. A fundamental study of the elemental properties of the solution begins. 2. Nuclear Design of Melting Furnace Core in the Past: National Research Institute of Melting Furnace Core Design, Fuel Melting, Lead Retarder Material, Infinite Fuel System, Nuclear Transformation Research for Melting Furnace Core Design, Fuel Melting, Long Life Nuclear Fission Product (LLFP) Melt furnace operation in the middle of the generation of LLFP for their own end of the nuclear conversion may be changed to discuss the implementation As a result, when designing the fuel cell and changing the size of the specific flow path for LLFP conversion in the black lead reducer, the size of the specific flow path has been changed, which shows that it is possible to realize LLFP conversion with the same amount of LLFP production during operation. For example, LLFP core conversion uses the introduction of a special flow path, such as a low degree of inversion, an increase in its concentration, and a possible compensation.