（酸化物）
(99.9%回収)MA
ﾌﾞﾗﾝｹｯﾄ
コア 燃料
PuU,
抽出剤
MA分離
（溶媒抽出法）
U, Pu U
・マイナーアクチニド(MA)
・ランタニド（Ln）
他、核分裂生成物(FP)
U Pu
～30%
MA～4%
RBWR
U 94%
Pu 1%
全FP 5%
現行炉
MA 0.1% RBWR LWR
MA濃度 40mM 1.4mM
Ln濃度 20mM 20mM
Ln+FP (99%分離)
・現行再処理
（PUREX法）
・フッ化物揮発法
U・Pu回収
全FP～5%
5.3.2-1
図5.3.1-2 MA分離プロセスと処理条件 5.3.2 燃料製造
燃料製造に関する課題は、RBWR燃料のペレット燃料製造性と燃料としての成立性が挙げら れる。
表 5.3.2-１に TRU 燃料の製造性の調査結果を示す。ここでは、TRU(MA)含有率の高い酸化
物燃料に関して、製造実績を調査した。TRU酸化物燃料は、JAEAと CEAを中心に、主にFBR 向け燃料の研究が進行中である。図 5.3.2-1 には Pu/HM 比と MA/HM 比を、また Pu/HM 比と
TRU/HM 比をプロットした図を示した。図にはRBWR 燃料組成を合わせてプロットした。この
図より、RBWR 燃料組成は既往研究例の組成の範囲内にあり、このことより RBWR 燃料は製造 の可能性はあると評価している。一方、RBWR 燃料は複数種類の MA 核種を含有するが、これ までの研究例は一種類のMA核種を含有したものであった。複数種類のMA核種を含有する場 合のペレット製造性、及びそれぞれの含有率が燃料製造性に与える影響の評価は今後の課題 である。また、製造方法に関しては、既往研究は実験室レベルでの検討が主であり、工学的 な燃料製造、燃料集合体製作方法についても今後検討が必要である。
。
抽出工程 洗浄工程
抽出剤 MAを選択的に分離 MAに同伴したLnを選択的に分離
BTBP 硝酸濃度：＞0.2M
DAm＞1かつDEu＜0.1
BTPhen 硝酸濃度：＜1M
DAmとDEuの差が拡大、DEu＜1 硝酸濃度：2～4M
DAm＞10 かつDEu＜1
抽出液
廃液 MA水溶液
Ln Ln
Ln
有機相
抽出工程 洗浄工程
水相
（硝酸）
洗浄液 回収液
MA
Ln
MA
少量が 移行
5.3.2-2
表5.3.2-1 TRU含有燃料の製造性の調査結果
研究機関 日立（RBWR） JAEA(6) JAEA(7) JAEA(8) CEA(9)
組 成
概要
Pu+U+MA
（MA:Np,Am,Cm)
MOX＋3%Am MOX＋5%Am Pu富化度 30wt%
MOX- (5-12wt%)Np (U0.58Pu0.30
Np0.12)O1.92
Pu+Am+Nd (Pu0.81
Am0.08 Nd0.11)O2-x
U(1-y) Am(y)O(2-x) y=0.10; 0.15
Pu/HM 73 30 30 81 0
TRU/HM 84 35 42 89 15
MA/HM 11 5 12 8 15
(MA元素) （Np,Am,Cm) （Am) （Np) （Am) （Am)
図5.3.2-1 TRU含有燃料組成
5.4 TRU燃焼炉のオプション
TRU 燃焼炉のオプションとして、六角格子、Y 字型制御棒により BWR で水対燃料体積比を減 少させて中性子減速効果を低減し TRU を燃焼させる RBWR のコンセプトを現行炉の正方格子に バックフィットしたRBWRバックフィット炉(10)を開発している。RBWRバックフィット炉は現行 ABWR のチャンネルボックス形状は変えずに、燃料集合体の燃料棒格子を RBWR と同様に三角稠 密配列し、チャンネルボックとチャンネルボックスの間のギャップ水領域に水排除板を設置す ることで、四角格子の現行炉でも低減速炉としてTRUを燃焼可能とした炉であり、早期の実用 化が期待できる。
5.5 最後に
以上のように、本研究も含めて、軽水炉によるTRU燃焼を否定する研究結果は得られていな い。また、RBWR の TRU 燃焼量 0.46 t/GWe/年は TRU 燃焼ナトリウム高速炉である Advanced Burner Reactor (ABR)(11)の燃焼量0.20 t/GWe/年より大きく高効率にTRUを燃焼できる。今後、
各研究項目について成立性確度の更なる向上が必要である。
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0 20 40 60 80 100
MA / HM (wt%)
Pu / HM (wt%)
RBWR
0 20 40 60 80 100
0 20 40 60 80 100
TRU/HM (wt%)
Pu / HM (wt%)
RBWR