メモ・高速増殖炉 - sekiyo’s diary

高速実証炉２０３０年代に建設　三菱重工業が計画、運転は４０年代 https://t.co/gXlL8Zwu1O
— ふくしま30年プロジェクト (@info_fukushima) 2018年12月1日

1. 高速増殖炉の安全性。もんじゅ差止裁判、最終的には最高裁で覆されたが、名古屋高裁金沢支部で、住民の訴えが認められ、勝訴した。(山崎久隆)
— seki_yo (@seki_yo) 2013年6月13日

4. 高速増殖炉では、即発臨界を起こす。炉心は瞬時に破壊され、同時に格納容器も爆発で破壊される。小林圭二 ? さんの主張を高裁は認め、判決要旨で「重大事故が起きる可能性は否定できない」と判断した。(山崎久隆)
— seki_yo (@seki_yo) 2013年6月13日

5. 規制委員会は、不十分ながら、軽水炉については、代替注水と格納容器ベントを、シビアアクシデント対策として要求している。(山崎久隆)
— seki_yo (@seki_yo) 2013年6月13日

6. しかしこれはもんじゅや常陽のような高速増殖炉には当てはまらない。規制委員会は緊急時対応として、福島第一原発と同種の事故を、もんじゅには想定しないことになった。(山崎久隆)
— seki_yo (@seki_yo) 2013年6月13日

1-2 通常の軽水炉用の核燃料は U-235 の低濃縮ウラン核燃料 (濃縮度 4% 前後) を用いるが、MOX では、U-235 の代わりに、使用済核燃料を再処理して得られるプルトニウム同位体を用いる。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月30日

1-3 プルサーマルの特性は、MOX 燃料に含まれるプルトニウム同位体の特性に依存する。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月30日

プルサーマル固有の危険性は、このプルトニウム同位体の核特性と物性に依存する。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月30日

1-5 「解体核兵器の消滅」のために、アメリカは Pu-239 を主成分とする核兵器 Pu を MOX 燃料に加工し、軽水炉を用いて核兵器プルトニウムの消滅処理を行なっている。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月30日

軽水炉でも、数ヶ月で燃料を取り出せば、核兵器級のプルトニウムを得ることができる。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月30日

核兵器級プルトニウムは Pu-239 が 93% のものである。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月30日

1-6 「高速増殖炉」用の MOX の Pu-239 の含有量は約 20% である。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月30日

(a) 原子炉内の核燃料の燃焼状況は減速された熱中性子の密度に左右される。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

ところが、主要なプルトニウムの核種である Pu-239、Pu-240、Pu-241 等は、U-235 に比して、熱中性子を捕獲する確率が数倍から 10倍程度まで大きい値をもっている。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

それを補うためにプルトニウムの濃縮度は大幅に高められている。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

それでも中性子フラックスの一様化はできす、フラックスはプルサーマル燃料集合体の場所で大きく低下している。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

関電で最初にプルサーマルを行なった高浜 3号機炉心の四隅コーナー部の集合体の Pu 富化度は 4.5% と最も低く、コーナー間の外周部の一列は 6.2% と中富化度であるが、それ以外の内側は 10.6% と高富化度、ウラン燃料の 2倍に達している。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

これは Pu-241 等の中性子捕獲断面積が U-235 や U-238 に比して 5倍以上大きいためである。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

その場所はまた、中性子フラックスが極端に減少している場所でもある。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

MOX ではその影響を少しでも避けるため、制御棒は MOX 集合体から遠ざけるが、それでも影響がないとはいえない。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

(c) MOX 燃料の製造は、性質の異なるウランとプルトニウムの粉末を混ぜることから始まる。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

MOX 燃料はガス状の FP (fission product) 放出が大きく、アルファ線 (ヘリウムガス) 放出が大きいため (ウラン燃料の 15万倍) 燃料棒内の圧力が高くなり、燃料棒が破損しやすくなる。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

この種の破損の防止対策として、最初に封入するガス圧を低くする対策がとられている。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

しかし、これには、初期に大きな外圧により被覆管が外圧でつぶされるリスクが生じる。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

それでも内圧はその後急上昇し、ウラン燃料のそれを追い越してしまう。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

(e) MOX 燃料の融点はプルトニウム含有率に反比例して低下し、数十度から 100度程度低下する。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

また熱伝導率も約 5% 低くなり、燃焼温度も高くなる。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

(f) MOX 新燃料の放射線は、放射されるガンマ線によりウラン燃料の約 20倍、中性子では約 1万倍強く、取り扱う労働者の被曝が増大する。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : 通常のウラン炉心では Cs-137、Sr-90 がほとんどメインで 9割方、10年後になると MT (メータートン) 当たりの GW (ギガワット) でいうと 900、50年後には 300、100年後で 100、500年後でゼロというオーダーです。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : MOX 燃料の中でアルファ放射体の Pu-239 、これは半減期が 2万4000年、量は多いけど (崩壊熱の減衰に関しては) 問題にならない、問題になるのは Pu-241 です。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : 12% 含まれる Pu-241 ですが、それが 14年でベータ崩壊し、 Am-241 (アメリシウム) にどんどん変わっていく。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : 最初、10年後には Pu-238 がメイン、Am-241 は半分にも満たないくらい、ところが 50年後になると Am-241 と Pu-238 が半々、100年後には Am-241 がメインになり、500年後残ってるのは Am-241 だけに。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : Pu-238 は半減期が 80年くらい、Am-241 は 430年ですから、500年では半分にしかならない。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : 福島第一の 3号炉は 1/3 MOX ですから、だいたい 50年後から fission product でメイン、発熱量からいってもメインになる。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : たとえば地上で汚染されたとき、Cs、Sr と Am、Pu は同じなのかというと、それは違うんです、(Cs、Sr は) アルファ放射体の中で、それほど半減期もないですから。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : 発熱量はほとんど同じ、アルファ放射体で、ベータ線のエネルギーが高く両方とも 4ミリオン ? くらいある、エネルギーとしてはあまり違わない。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : しかし IAEA の Equivalent Factor では、Am で Cs の 200倍、Pu では 250倍、同じ発熱量のものが環境に漏れたら、さらに 200倍というオーダーがかかってくるわけです。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

海老沢さん : そういう潜在的な危険性がある。
— seki_yo (@seki_yo) 2013年7月31日

転換比 : ウラン燃焼量とプルトニウム生産量の比率。軽水炉では 0.5。 ( #IWJ_KYOTO1 live at http://t.co/Mlm7ePhe2s)
— seki_yo (@seki_yo) 2013年11月22日

天然ウラン寄与率 : 高速増殖炉の転換費は 1.0 以上。原理的には寄与率は幾何級数的に増大する。 ( #IWJ_KYOTO1 live at http://t.co/Mlm7ePhe2s)
— seki_yo (@seki_yo) 2013年11月22日

小林圭二さん : 稼働率を考えれば、商業炉としての高速増殖炉は成立しない。実験炉の常陽も同じ。 ( #IWJ_KYOTO1 live at http://t.co/Mlm7ePhe2s)
— seki_yo (@seki_yo) 2013年11月22日

炉外期間 (燃料の生産等) と倍増時間の比較。米カーター政権下に作成。 ( #IWJ_KYOTO1 live at http://t.co/Mlm7ePhe2s)
— seki_yo (@seki_yo) 2013年11月22日

理論的に考えても、倍増時間 (同程度の炉の燃料分が貯蔵できる) に 100年近くの期間が。 ( #IWJ_KYOTO1 live at http://t.co/Mlm7ePhe2s)
— seki_yo (@seki_yo) 2013年11月22日

以上、高速増殖炉と関連する MOX 燃料についてのツイートを再録。少々専門的ですが。
— seki_yo (@seki_yo) 2018年12月1日