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TRU合金燃料の製造方法

国内特許コード P100001197
整理番号 13280
掲載日 2010年11月5日
出願番号 特願2009-035249
公開番号 特開2010-190727
登録番号 特許第4840618号
出願日 平成21年2月18日(2009.2.18)
公開日 平成22年9月2日(2010.9.2)
登録日 平成23年10月14日(2011.10.14)
発明者
  • 舘 義昭
  • 浅賀 健男
  • 有田 裕二
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 TRU合金燃料の製造方法
発明の概要

【課題】均質なTRU合金燃料が製造できる可能性があるTRU合金燃料の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のTRU合金燃料の製造方法は、プルトニウムとアメリシウムとを溶解し第1合金を作製する第1工程と、前記第1工程によって作製されたプルトニウムとアメリシウムとを含む第1合金と、少なくともジルコニウムを含む1種又は複数種の材料とを溶解し第2合金を作製する第2工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


軽水炉及び高速炉の使用済み燃料から出される使用済燃料の中には、ネプツニウム237(237Np)、アメリシウム-241(241Am)、アメリシウム243(243Am)、
キュリウム-242(242Cm)やキュリウム-244(244Cm)等の超ウラン元素(Trans-Uranium:以下TRU元素という。)が含まれており、このTRU元素からプルトニウム(Pu)を除いたマイナーアクチノイド元素(以下、MA元素という。)の中には、237Npや241Am、243Amのように半減期が各々214万年、432年、
7380年と極めて長く、短期間にて消滅処理させることができない核種(マイナーアクチノイド核種)が存在する。



現在、軽水炉の使用済み燃料は硝酸で溶解した後、リン酸トリブチル(TBP)を抽出剤として用いる溶媒抽出法によりUやPuを抽出分離して回収しているが、抽出後の溶解液中には、種々の核分裂生成物や先の超ウラン元素が残っており、この抽出残液は高レベル放射性廃液となる。このような高レベル放射性廃液については、硝酸回収工程や蒸発濃縮工程を経て、最終的にガラス固化体の形態に加工してから地層深部に貯蔵することによる処分が行われる。このような処分を行うのは、上記のようにTRU元素の半減期が極めて長く、処分を行う際に、超長期間にわたって環境への影響がないように配慮する必要があるからであり、これにより処理のためのコストは非常に大きなものとなってしまう。



一方、TRU元素は高速炉燃料として有効利用できる可能性があり、上記のような高レベル放射性廃液からTRU元素を回収して燃料に混入して利用すれば処分負担が軽減できると共に、エネルギー資源の利用効率の向上を図ることも可能となる。TRU元素を新たに燃料として用いてリサイクルするためには、ウランを含む合金体、或いはこれにさらにプルトニウムを加えた合金体に、ネプツニウム、アメリシウム及びキュリウムを添加して数10cmの棒状に成型加工したスラグと呼ばれるものとする。このようなTRU元素が添加された燃料のことを、本明細書ではTRU合金燃料と称することとする。なお、TRU元素のリサイクルについては、例えば特許文献1(特開平9-43389号公報)に記載されている。

【特許文献1】特開平9-43389号公報

産業上の利用分野


本発明は、軽水炉及び高速炉の使用済み燃料から発生する超ウラン元素(TRU)を含むTRU合金燃料の製造方法、TRU合金燃料の製造工程を検討する上で有効となるTRU合金燃料製造工程の模擬方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
プルトニウムとアメリシウムとを溶解し第1合金を作製する第1工程と、
前記第1工程によって作製されたプルトニウムとアメリシウムとを含む第1合金と、少なくともジルコニウムを含む1種又は複数種の材料とを溶解し第2合金を作製する第2工程と、を有することを特徴とするTRU合金燃料の製造方法。
産業区分
  • 原子力
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2009035249thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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