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公開番号2025161364
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-24
出願番号2024064486
出願日2024-04-12
発明の名称高速炉炉心、及び高速炉炉心の設計方法
出願人日立GEベルノバニュークリアエナジー株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類G21C 5/00 20060101AFI20251017BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】軽水炉と高速炉の使用済燃料の先進再処理によって回収した、不純物FPの混入率が違うTRUの装荷方法を工夫し、核特性を向上させることによって炉心性能向上を実現する。
【解決手段】高速炉炉心1は、高速炉使用済燃料を再処理して回収したPuを含む径方向高速炉起源金属燃料34、及び軽水炉使用済燃料を再処理して回収したPuを含む径方向軽水炉起源金属燃料33が装荷されるものであって、径方向軽水炉起源金属燃料33が、高速炉炉心1の周辺の径方向ブランケット燃料集合体5に隣接する位置に装荷され、径方向高速炉起源金属燃料34が、径方向において、径方向軽水炉起源金属燃料33が装荷される位置よりも高速炉炉心1の中心よりの位置に装荷されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
高速炉使用済燃料を再処理して回収したＰｕを含む高速炉起源燃料、及び軽水炉使用済燃料を再処理して回収したＰｕを含む軽水炉起源燃料が装荷される高速炉炉心であって、
前記軽水炉起源燃料が、前記高速炉炉心の周辺の径方向ブランケットに隣接する位置に装荷され、
前記高速炉起源燃料が、径方向において、前記軽水炉起源燃料が装荷される位置よりも前記高速炉炉心の中心よりの位置に装荷されている
高速炉炉心。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
高速炉使用済燃料を再処理して回収したＰｕを含む高速炉起源燃料、及び軽水炉使用済燃料を再処理して回収したＰｕを含む軽水炉起源燃料が装荷される高速炉炉心であって、
前記軽水炉起源燃料が、前記高速炉炉心の周辺の軸方向ブランケットに隣接する位置に装荷され、
前記高速炉起源燃料が、軸方向において、前記軽水炉起源燃料が装荷される位置よりも前記高速炉炉心の中心よりの位置に装荷されている
高速炉炉心。
【請求項３】
請求項１に記載の高速炉炉心において、
前記軽水炉起源燃料が、前記高速炉炉心の周辺の軸方向ブランケットに隣接する位置に装荷され、
前記高速炉起源燃料が、軸方向において、前記軽水炉起源燃料が装荷される位置よりも前記高速炉炉心の中心よりの位置に装荷されている
高速炉炉心。
【請求項４】
請求項１または２に記載の高速炉炉心において、
前記再処理が、溶融塩電解法による乾式再処理である
高速炉炉心。
【請求項５】
請求項１または２に記載の高速炉炉心において、
前記再処理が、先進湿式再処理法である
高速炉炉心。
【請求項６】
高速炉使用済燃料を再処理して回収したＰｕを含む高速炉起源燃料、及び軽水炉使用済燃料を再処理して回収したＰｕを含む軽水炉起源燃料を装荷する高速炉炉心の設計方法であって、
前記軽水炉起源燃料を、前記高速炉炉心の周辺の径方向ブランケットに隣接する位置に装荷し、
前記高速炉起源燃料を、径方向において、前記軽水炉起源燃料が装荷される位置よりも前記高速炉炉心の中心よりの位置に装荷する、あるいは
前記軽水炉起源燃料を、前記高速炉炉心の周辺の軸方向ブランケットに隣接する位置に装荷し、
前記高速炉起源燃料を、軸方向において、前記軽水炉起源燃料が装荷される位置よりも前記高速炉炉心の中心よりの位置に装荷する
高速炉炉心の設計方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽水炉と高速炉とが共存する時期に、それぞれの使用済燃料を再処理法で回収した不純物ＦＰ（ＦｉｓｓｉｏｎＰｒｏｄｕｃｔ：核分裂生成物）を含むＴＲＵ（Ｐｕ＋ＭＡ）を装荷する高速炉における核特性の向上を図ることが可能な高速炉炉心、及び高速炉炉心の設計方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、使用済み軽水炉燃料から軽水炉燃料を生成する湿式プロセスと、プルトニウム等を含む酸化物を生成するアクアパイロプロセスと、この酸化物を電解還元して得られた金属製還元物を電解精製して金属製精製物を生成し、蒸留し、最終的に金属製高速炉燃料を生成するための乾式プロセスと、を備えたハイブリッド再処理プロセスの中間生成物貯蔵方法において、貯蔵される金属製中間生成物は、金属製精製物を蒸留して成型された高速炉用インゴット、またはピン状の金属製高速炉燃料である金属燃料スラグと同じ組成かつ同様のピン状に射出成形された貯蔵用燃料スラグである、ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－９４７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高速増殖炉では、一般的に原子炉容器内に炉心を配置しており、冷却材である液体ナトリウムを原子炉容器内に充填している。
【０００５】
その炉心に装荷される燃料集合体は、プルトニウム（Ｐｕ）を富化した劣化ウラン（Ｕ－２３８）を封入した複数の燃料棒、束ねられた複数の燃料棒を取り囲むラッパ管、これらの燃料棒の下端部、及び燃料棒の下方に位置する中性子遮へい体を支持するエントランスノズル、及び燃料棒の上方に位置する冷却材流出部を有している。
【０００６】
高速増殖炉の炉心は、内側炉心領域及びこの内側炉心領域を取り囲む外側炉心領域を有する炉心燃料領域、炉心燃料領域を取り囲むブランケット燃料領域及びブランケット領域を取り囲む遮へい体領域を有する。
【０００７】
標準的な均質炉心の場合、外側炉心領域に装荷される燃料集合体のＰｕ富化度は、内側炉心領域に装荷される燃料集合体のＰｕ富化度よりも高くなっている。この結果、炉心の半径方向における出力分布が平坦化される。
【０００８】
燃料集合体の各燃料棒に収納される核燃料物質の形態としては、金属燃料、窒化物燃料、及び酸化物燃料がある。これらのうち、酸化物燃料が最も実績が豊富である。Ｐｕ及び劣化ウランのそれぞれの酸化物を混合した混合酸化物燃料、すなわち、ＭＯＸ燃料のペレットが、燃料棒内で軸方向の中央部において８０～１００ｃｍ程度の高さに充填される。
【０００９】
さらに、燃料棒内には、劣化ウランで作られた複数の二酸化ウランペレットを充填した軸方向ブランケット領域が、ＭＯＸ燃料の充填領域の上方及び下方にそれぞれ配置されている。
【００１０】
内側炉心領域に装荷される内側炉心燃料集合体及び外側炉心領域に装荷される外側炉心燃料集合体は、ＭＯＸ燃料の複数のペレットを充填した複数の燃料棒を有する。外側炉心燃料集合体のＰｕ富化度は、内側炉心燃料集合体のそれよりも高くなっている。
（【００１１】以降は省略されています）

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