Top > Search of International Patents > LONG-LIVED FISSION PRODUCT PROCESSING METHOD USING NEUTRONS

LONG-LIVED FISSION PRODUCT PROCESSING METHOD USING NEUTRONS

Foreign code F180009630
File No. 5318
Posted date Nov 20, 2018
Country WIPO
International application number 2017JP006155
International publication number WO 2017187730
Date of international filing Feb 20, 2017
Date of international publication Nov 2, 2017
Priority data
  • P2016-091774 (Apr 28, 2016) JP
Title LONG-LIVED FISSION PRODUCT PROCESSING METHOD USING NEUTRONS
Abstract The present invention provides a long-lived fission product processing method using neutrons that makes it possible to generate high intensity neutrons using only an accelerator without using a fast reactor or an accelerator-driven reactor and efficiently cause nuclear transmutation in long-lived fission products (LLFPs). In the present invention, high-energy first neutrons that form a beam in a single direction are generated through the breaking up of deuterons or other primary particles including neutrons as a result of the acceleration of the primary particles in an FFAG accelerator 10 under prescribed conditions such that the primary particles collide with a plate-like target 18, and low-energy, diffuse second neutrons are generated through the excitation of nuclei in the plate-like target. A first LLFP 20 is disposed in the travel direction of the first neutron beam and a second LLFP 24 is disposed in the vicinity of the plate-like target 18.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Out with the reactor operation and long life of nuclear fission (LLFP: Long-Lived Fission Product) processing problem, the problem of the maximum use of nuclear power. The base current is assumed due to the disposal processing are embedded, the opposite is large. In addition, the nuclear fission reactor furnace at a high speed by the accelerator-driven and generated by using a neutron, atom transmutation by radioactive LLFP harmless to the known technique.
In this case, accelerated to a high energy proton accelerator and the like of the primary particles are allowed to collide with the fixed nuclei generated in the secondary particles such as neutrons or muons using negative, atom transmutation by the radioactivity LLFP rendered harmless, further resources can be re-used as is, it is possible in principle. In order to realize this, the conventional high strength and high efficiency is not at the same time to produce neutrons, the neutron generating localized to a very important role. However conventional, high intensity capable of generating localized neutrons, the neutron generation system including an accelerator is not developed yet, therefore, a high speed without using the accelerator-driven furnace or reactor, a single accelerator LLFP there was no technique of processing.
For example, accelerated from a linear accelerator taken out of the primary particles beam, which is applied to the fixed target nuclei is a method of generating neutrons. However, in this method, the length of the beam incident direction is required a long target 1m or more, the neutron generator cannot be localized. Therefore, this method efficiently atom transmutation LLFP difficult processing.
In addition, in Patent Document 1, in a ring-shaped accelerator FFAG(Fixed Field Alternating Gradient), protons or deuterons action of the magnetic field and electric field in the primary particles while accelerating the rotation, the plate-shaped and disposed in the accelerator FFAG target, accelerated to collide with the primary particles, neutrons by nuclear reactions is described a technique.
Scope of claims (In Japanese)請求の範囲 [請求項1]
 複数のセクターマグネット及び少なくとも一つの高周波加速装置をリング状に配置してなるFFAG加速器内に、中性子を含む一次粒子を導入する工程と、
 前記FFAG加速器における磁場勾配係数kを下記の式(1)に設定しつつ、高周波電場の周波数を固定した条件下で、磁場と電場の作用で前記一次粒子を前記FFAG加速器内で周回させつつ高エネルギーに加速する工程と、
 前記FFAG加速器内に配置した板状ターゲットに、加速した前記一次粒子を衝突させて、前記一次粒子のブレークアップにより高エネルギーの第一の中性子が生じ、前記板状ターゲット中の原子核の励起により低エネルギーの第二の中性子が生じる工程と、
 前記第一の中性子が、前記一次粒子の前記板状ターゲットへの入射経路の延長方向にビームを形成し、当該ビームの進行方向に配置した第一の長寿命核分裂生成物に衝突して、該第一の長寿命核分裂生成物に原子核変換を施し、
 前記第二の中性子が、前記板状ターゲットの周囲に拡がり、前記板状ターゲットの近傍に配置した第二の長寿命核分裂生成物に原子核変換を施す工程と、
を有することを特徴とする、中性子による長寿命核分裂生成物の処理方法。
                 記
[数1]

ここで、Tは前記一次粒子が貯蔵ビームを形成する段階での前記一次粒子の運動エネルギーであり、Mは前記一次粒子の静止質量エネルギーである。

[請求項2]
 前記一次粒子が、重水素の原子核又は三重水素の原子核である、請求項1に記載の長寿命核分裂生成物の処理方法。

[請求項3]
 前記板状ターゲットに衝突する際の前記一次粒子の核子当たりのエネルギーが50MeV/核子以上であり、前記板状ターゲットの厚さが1mm以上である、請求項1又は2に記載の長寿命核分裂生成物の処理方法。

[請求項4]
 前記第一の中性子のビームの先に、前記第一の長寿命核分裂生成物に替えて、第二のターゲットを配置し、
 該第二のターゲットに前記ビームを衝突させて負パイ中間子を発生させ、
 前記第一の長寿命核分裂生成物を前記第二のターゲットの近傍に配置して、
 前記負パイ中間子が崩壊してなる負ミュオンが、前記第一の長寿命核分裂生成物に原子核変換を施す、請求項1~3のいずれか一項に記載の長寿命核分裂生成物の処理方法。

[請求項5]
 前記第一の中性子のビームの先に、前記第一の長寿命核分裂生成物に替えて、第一空間中に置かれた第二のターゲットを配置し、
 該第二のターゲットに前記ビームを衝突させて負パイ中間子を発生させ、
 前記第二のターゲットが配置された前記第一空間に隣接して、重水素-三重水素分子(DT分子)のガスを充填した第二空間を形成し、該第二空間の周囲に閉じ込め磁場を形成し、
 前記負パイ中間子が、前記閉じ込め磁場の作用で前記第一空間から前記第二空間に移動し、
 前記第二空間にて、前記負パイ中間子が崩壊してなる負ミュオンが核融合反応を起こして第三の中性子が発生し、
 前記第一の長寿命核分裂生成物を前記第二のターゲットの近傍に配置して、
 前記第三の中性子が前記第一の長寿命核分裂生成物に原子核変換を施す、請求項1~3のいずれか一項に記載の長寿命核分裂生成物の処理方法。

  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • KYOTO UNIVERSITY
  • Inventor
  • MORI Yoshiharu
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
Please contact us by e-mail or facsimile if you have any interests on this patent. Thanks.

PAGE TOP

close
close
close
close
close
close