報告書番号

T02043

タイトル（和文）

電解還元技術による使用済み酸化物燃料の処理 -使用済み軽水炉燃料の処理プロセスおよび回収燃料の燃焼特性評価-

タイトル（英文）

Application of Electro-Chemical Reduction Technology to Spent Oxide Fuel Processing - Material flow of LWR spent fuel processing and burnup analysis for metal fuel FBR -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

軽水炉使用済み酸化物燃料の電解還元再処理による物質収支評価を行った。その結果、MOX燃料軽水炉（40GWd/t）からの使用済み燃料には、およそ7.2%のPuが存在するのに対し、電解還元処理による実質的な残留FP量は1.4%程度となる。この回収物による高速炉用金属燃料の燃焼解析の結果、低除染燃料による炉心特性への影響は、従来からの設計クライテリアを満足することが明らかとなった。一方、高燃焼度軽水炉（48GWd/t）からの使用済み燃料では、Puとほぼ同量のFPが残留するため、金属燃料・乾式再処理などと組み合わせ、さらにFPを除染する必要がある。ただし、この場合には～90%のUO2を事前に回収できるため、還元／再処理工程に移行する物量が大幅に低減できることが分かった。したがって、軽水炉からの使用済み酸化物燃料を電解還元し、金属燃料FBRサイクルへ移行する合理的なシステム構築の見通しが得られた。

概要 （英文）

The material balance of a pyro-processing based on an electro-chemical reduction technology is evaluated for LWR-MOX (40GWd/t) and high burnup LWR (48GWd/t) spent oxide fuels and a burnup analysis of metal fuel FBR cores is conducted on the low decontamination materials recovered from the pyro-processing. It was clarified that, in case of processing LWR-MOX spent fuel, about 60% of UO2 is collected separately in advance of the electro-chemical reduction process and the recovered alloy, which has the composition U:Pu:MA:FPs= 29.8:7.2:0.7:1.4, can be used as an ingredient of FBR fuel without further decontamination processing. On the other hand, the electro-reduced product of high burnup LWR spent fuel needs further decontamination of FPs by an additional process such an electro-refiner because the recovered Pu is accompanied by almost the same amount of FPs. However, the amount of treated materials is reduced to about 10% of total spent fuel owing to the prior UO2 collection process. These results showed that the application of electro-chemical reduction technology to LWR spent oxide fuel is a promising concept for rational transition to the metal fuel FBR cycle.

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