(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済燃料集合体を再処理して核燃料物質を分離する再処理装置で複数の処理対象燃料集合体の処理順序を決定する燃料処理計画方法において、
前記処理対象燃料集合体の特性データと前記処理対象燃料集合体のうち処理順に並べられた一部についての平均値に対して設定されるものを含む前記再処理装置の安全に関する第１の指標の制限範囲と前記再処理装置から排出される放射性廃棄物に対する第２の指標の目標範囲とを記憶する準備工程と、
前記第１の指標が前記制限範囲内であって前記第２の指標が前記目標範囲となるように前記処理対象燃料集合体を並べた処理順序を決定する処理順序決定工程と、を有し、
前記処理順序決定工程は、
前記処理対象燃料集合体のうち処理順序を決定した燃料集合体の並びである処理順序列に前記処理対象燃料集合体のうち前記処理順序に含まれない未決定燃料集合体のうち１体の試行燃料集合体を追加した場合の前記制限範囲に対する第１の指標および前記目標範囲に対する第２の指標を計算する計算工程と、
前記計算工程で計算された前記第１の指標が前記制限範囲に入っているか否かおよび前記第２の指標が前記目標範囲に入っているか否かを判定する比較工程と、
前記比較工程で前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内であるかまたは前記未決定燃料集合体の全てについて行うまで前記計算工程および前記比較工程を繰り返す第１繰返工程と、
前記第１繰返工程で前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内となった場合に前記試行集合体を前記処理順序列の最後に追加する決定工程と、
前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えなくなるまで前記第１繰返工程と前記決定工程とを繰り返す第２繰返工程と、
前記未決定燃料集合体の全てについて前記第２繰返工程を繰り返しても前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えない場合に前記処理順序列の先頭以外の１つの燃料集合体を前記処理順序列の先頭に並べる先頭交換工程と、
前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列の先頭に並べられていない前記処理対象燃料集合体がなくなるまで前記先頭交換工程と前記第２繰返工程とを繰り返す第３繰返工程と、
前記第１繰返工程、前記第２繰返工程および前記第３繰返工程によって前記燃料集合体が選択されるごとに計算処理回数をインクリメントしてこの計算処理回数が所定の最大試行回数を超えたか否かを判定し計算処理回数が前記所定の最大試行回数を超えていた場合には中止処理を行う試行回数判定処理工程と、
を含むことを特徴とする燃料処理計画方法。
【請求項２】
前記処理順序決定工程は、
前記第１の指標が前記制限範囲よりも広い緩和制限範囲内であって前記第２の指標が前記目標範囲よりも広い緩和目標範囲となるように前記処理対象燃料集合体を並べた仮処理順序を決定する処理順序仮決定工程と、
前記第１の指標が前記制限範囲外でありまたは前記第２の指標が前記目標範囲外である燃料集合体を抽出する要注意集合体判定工程と、
前記要注意集合体判定工程で抽出した要注意燃料集合体が存在する場合には、前記第１の指標が前記制限範囲内であって前記第２の指標が前記目標範囲となるように前記要注意燃料集合体の順番を他の燃料集合体の順番と入れ替えて処理順序を決定する処理順序並べ替え工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料処理計画方法。
【請求項３】
前記処理順序決定工程は、
所定の燃料特性が平均的になるように前記処理対象燃料集合体を並べた仮処理順序を決定する処理順序仮決定工程と、
前記第１の指標が前記制限範囲外でありまたは前記第２の指標が前記目標範囲外である燃料集合体を抽出する要注意集合体判定工程と、
前記要注意集合体判定工程で抽出した要注意燃料集合体が存在する場合には、前記第１の指標が前記制限範囲内であって前記第２の指標が前記目標範囲となるように前記要注意燃料集合体の順番を他の燃料集合体の順番と入れ替えて処理順序を決定する処理順序並べ替え工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の燃料処理計画方法。
【請求項４】
前記処理順序仮決定工程は、燃焼度、ウラン残留濃縮度およびプルトニウム２４０の全プルトニウムの重量に対する組成比から選択される値が所定の基準範囲外の燃料集合体をほぼ均等に分散させて仮処理順序を決定する工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の燃料処理計画方法。
【請求項５】
前記第１の指標は、燃料集合体の燃焼度、燃料集合体中のウラン２３５の残留濃縮度、燃料集合体中の核分裂生成物量、燃料集合体中のプルトニウム２４０の全プルトニウムの重量に対する組成比、および、前記再処理装置中での中性子モニタの検出値、の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の燃料処理計画方法。
【請求項６】
前記第２の指標は、燃料集合体中の白金族元素の量を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の燃料処理計画方法。
【請求項７】
使用済燃料集合体を再処理して核燃料物質を分離する再処理装置で複数の処理対象燃料集合体の処理順序を決定する燃料処理計画システムにおいて、
前記処理対象燃料集合体の特性データと前記処理対象燃料集合体のうち処理順に並べられた一部についての平均値に対して設定されるものを含む前記再処理装置の安全に関する第１の指標の制限範囲と前記再処理装置から排出される放射性廃棄物に対する第２の指標の目標範囲とを記憶する記憶装置と、
前記第１の指標が前記制限範囲内であって前記第２の指標が前記目標範囲となるように前記処理対象燃料集合体を並べた処理順序を決定する処理順序計画装置と、
を備え、
前記処理順序計画装置は、
前記処理対象燃料集合体のうち処理順序を決定した燃料集合体の並びである処理順序列に前記処理対象燃料集合体のうち前記処理順序に含まれない未決定燃料集合体のうち１体の試行燃料集合体を追加した場合の前記制限範囲に対する第１の指標および前記目標範囲に対する第２の指標を計算する計算機能と、
前記計算機能により計算された前記第１の指標が前記制限範囲に入っているか否かおよび前記第２の指標が前記目標範囲に入っているか否かを判定する比較機能と、
前記比較機能により前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内であるかまたは前記未決定燃料集合体の全てについて行うまで前記計算機能および前記比較機能を繰り返す第１繰返機能と、
前記第１繰返機能により前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内となった場合に前記試行集合体を前記処理順序列の最後に追加する決定機能と、
前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えなくなるまで前記第１繰返機能と前記決定機能とを繰り返す第２繰返機能と、
前記未決定燃料集合体の全てについて前記第２繰返機能を繰り返しても前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えない場合に前記処理順序列の先頭以外の１つの燃料集合体を前記処理順序列の先頭に並べる先頭交換機能と、
前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列の先頭に並べられていない前記処理対象燃料集合体がなくなるまで前記先頭交換機能と前記第２繰返機能とを繰り返す第３繰返機能と、
前記第１繰返機能、前記第２繰返機能および前記第３繰返機能によって前記燃料集合体が選択されるごとに計算処理回数をインクリメントしてこの計算処理回数が所定の最大試行回数を超えたか否かを判定し計算処理回数が前記所定の最大試行回数を超えていた場合には中止処理を行う試行回数判定処理機能と、
を有することを特徴とする燃料処理計画システム。
【請求項８】
使用済燃料集合体を再処理して核燃料物質を分離する再処理装置で複数の処理対象燃料集合体の処理順序を決定する燃料処理計画プログラムにおいて、コンピュータに、
前記処理対象燃料集合体の特性データと前記処理対象燃料集合体のうち処理順に並べられた一部についての平均値に対して設定されるものを含む前記再処理装置の安全に関する第１の指標の制限範囲と前記再処理装置から排出される放射性廃棄物に対する第２の指標の目標範囲とを記憶する準備機能と、
前記第１の指標が前記制限範囲内であって前記第２の指標が前記目標範囲となるように前記処理対象燃料集合体を並べた処理順序を決定する処理順序決定機能と、
を実行させ、
前記処理順序決定機能は、
前記処理対象燃料集合体のうち処理順序を決定した燃料集合体の並びである処理順序列に前記処理対象燃料集合体のうち前記処理順序に含まれない未決定燃料集合体のうち１体の試行燃料集合体を追加した場合の前記制限範囲に対する第１の指標および前記目標範囲に対する第２の指標を計算する計算機能と、
前記計算機能により計算された前記第１の指標が前記制限範囲に入っているか否かおよび前記第２の指標が前記目標範囲に入っているか否かを判定する比較機能と、
前記比較機能により前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内であるかまたは前記未決定燃料集合体の全てについて行うまで前記計算機能および前記比較機能を繰り返す第１繰返機能と、
前記第１繰返機能により前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内となった場合に前記試行集合体を前記処理順序列の最後に追加する決定機能と、
前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えなくなるまで前記第１繰返機能と前記決定機能とを繰り返す第２繰返機能と、
前記未決定燃料集合体の全てについて前記第２繰返機能を繰り返しても前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えない場合に前記処理順序列の先頭以外の１つの燃料集合体を前記処理順序列の先頭に並べる先頭交換機能と、
前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列の先頭に並べられていない前記処理対象燃料集合体がなくなるまで前記先頭交換機能と前記第２繰返機能とを繰り返す第３繰返機能と、
前記第１繰返機能、前記第２繰返機能および前記第３繰返機能によって前記燃料集合体が選択されるごとに計算処理回数をインクリメントしてこの計算処理回数が所定の最大試行回数を超えたか否かを判定し計算処理回数が前記所定の最大試行回数を超えていた場合には中止処理を行う試行回数判定処理機能と、
を有することを特徴とする燃料処理計画プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済燃料を再処理して核燃料物質を分離する再処理システムにおける処理対象燃料集合体の処理順序を決定する燃料処理計画方法、燃料処理計画システムおよび燃料処理計画プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントでは、原子炉内での核反応の結果、燃料としていたウランなどから、核燃料物質となるプルトニウムなどが新たに生成される燃料集合体中に蓄積される。燃料集合体中に蓄積されたこれらの核燃料物質は、再利用することが好ましい。使用済燃料集合体中に蓄積された核燃料物質は、再処理施設における再処理のプロセスで取出される。
【０００３】
再処理施設において、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）および沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）などの原子力発電プラントより受け入れられた使用済み燃料集合体は、一旦貯蔵される。一旦貯蔵された使用済み燃料集合体は、せん断、溶解、清澄、計量・調整などの工程を経て、分離工程でプルトニウム（Ｐｕ）溶液とウラン（Ｕ）溶液に分配される。これらウラン、Ｐｕ溶液はそれぞれ、精製、濃縮され、転換工程を経てウランおよびＭＯＸ（混合酸化物：Mixed OXide）製品として貯蔵される。
【０００４】
再処理プラントでは、核分裂性物質を取り扱うため、臨界に達しないようにしなければならない。また、再処理プラントでは、放射性物質を取り扱うため、崩壊熱による発熱が過大とならないようにしなければならない。そこで、たとえば特許文献１には、安全性を確保できるような、使用済燃料の処理の順序を決定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３５７９５号公報
【特許文献２】特開２００１−９１６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
再処理プラントにおいて、使用済み燃料に含まれる核分裂生成物の一部は、清澄工程において硝酸溶液に溶けにくい不溶解残渣として分離され、高レベル廃液ガラス固化設備に送られる。また、硝酸溶液に溶けた核分裂生成物は、同様に、分離工程で分離・濃縮され、高レベル廃液ガラス固化設備に送られる。
【０００７】
不溶解残渣に含まれる白金族元素は、ガラス溶融炉の温度の制御に影響する。白金族の一種である金属Ｒｕの量が増えると仮焼層の溶融性が低下しガラス温度が下がるなど影響を与えることがわかっている。このため、不溶解残渣に含まれる白金族元素は、ガラス固化設備の運転においては、影響度のある成分である。
【０００８】
また、ガラス固化体に閉じ込められるマイナーアクチノイドは１０００年にわたって放射能レベルが変動するものである。このため、その成分を運転前の段階で計画することは、製作されるガラス固化体に含まれる成分を予め計画することにつながり、処分の処理において有効であると考えられる。
【０００９】
しかし、たとえば特許文献１に開示された方法で、単に再処理プラントの安全性の確保をしただけでは、ガラス固化工程に送られる放射性廃棄物中の組成をコントロールできない。このため、ガラス固化工程などの放射性廃棄物の処理を含めた全体としては、安全性と経済性とを両立できない可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明は、使用済燃料を再処理して核燃料物質を分離する再処理において、安全性を確保しつつ、放射性廃棄物の処理の効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明は、使用済燃料集合体を再処理して核燃料物質を分離する再処理装置で複数の処理対象燃料集合体の処理順序を決定する燃料処理計画方法において、前記処理対象燃料集合体の特性データと前記処理対象燃料集合体のうち処理順に並べられた一部についての平均値に対して設定されるものを含む前記再処理装置の安全に関する第１の指標の制限範囲と前記再処理装置から排出される放射性廃棄物に対する第２の指標の目標範囲とを記憶する準備工程と、前記第１の指標が前記制限範囲内であって前記第２の指標が前記目標範囲となるように前記処理対象燃料集合体を並べた処理順序を決定する処理順序決定工程と、を有し、前記処理順序決定工程は、前記処理対象燃料集合体のうち処理順序を決定した燃料集合体の並びである処理順序列に前記処理対象燃料集合体のうち前記処理順序に含まれない未決定燃料集合体のうち１体の試行燃料集合体を追加した場合の前記制限範囲に対する第１の指標および前記目標範囲に対する第２の指標を計算する計算工程と、前記計算工程で計算された前記第１の指標が前記制限範囲に入っているか否かおよび前記第２の指標が前記目標範囲に入っているか否かを判定する比較工程と、前記比較工程で前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内であるかまたは前記未決定燃料集合体の全てについて行うまで前記計算工程および前記比較工程を繰り返す第１繰返工程と、前記第１繰返工程で前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内となった場合に前記試行集合体を前記処理順序列の最後に追加する決定工程と、前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えなくなるまで前記第１繰返工程と前記決定工程とを繰り返す第２繰返工程と、  前記未決定燃料集合体の全てについて前記第２繰返工程を繰り返しても前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えない場合に前記処理順序列の先頭以外の１つの燃料集合体を前記処理順序列の先頭に並べる先頭交換工程と、前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列の先頭に並べられていない前記処理対象燃料集合体がなくなるまで前記先頭交換工程と前記第２繰返工程とを繰り返す第３繰返工程と、前記第１繰返工程、前記第２繰返工程および前記第３繰返工程によって前記燃料集合体が選択されるごとに計算処理回数をインクリメントしてこの計算処理回数が所定の最大試行回数を超えたか否かを判定し計算処理回数が前記所定の最大試行回数を超えていた場合には中止処理を行う試行回数判定処理ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、使用済燃料集合体を再処理して核燃料物質を分離する再処理装置で複数の処理対象燃料集合体の処理順序を決定する燃料処理計画システムにおいて、前記処理対象燃料集合体の特性データと前記処理対象燃料集合体のうち処理順に並べられた一部についての平均値に対して設定されるものを含む前記再処理装置の安全に関する第１の指標の制限範囲と前記再処理装置から排出される放射性廃棄物に対する第２の指標の目標範囲とを記憶する記憶装置と、前記第１の指標が前記制限範囲内であって前記第２の指標が前記目標範囲となるように前記処理対象燃料集合体を並べた処理順序を決定する処理順序計画装置と、を備え、前記処理順序計画装置は、前記処理対象燃料集合体のうち処理順序を決定した燃料集合体の並びである処理順序列に前記処理対象燃料集合体のうち前記処理順序に含まれない未決定燃料集合体のうち１体の試行燃料集合体を追加した場合の前記制限範囲に対する第１の指標および前記目標範囲に対する第２の指標を計算する計算機能と、前記計算機能により計算された前記第１の指標が前記制限範囲に入っているか否かおよび前記第２の指標が前記目標範囲に入っているか否かを判定する比較機能と、前記比較機能により前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内であるかまたは前記未決定燃料集合体の全てについて行うまで前記計算機能および前記比較機能を繰り返す第１繰返機能と、前記第１繰返機能により前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内となった場合に前記試行集合体を前記処理順序列の最後に追加する決定機能と、前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えなくなるまで前記第１繰返機能と前記決定機能とを繰り返す第２繰返機能と、前記未決定燃料集合体の全てについて前記第２繰返機能を繰り返しても前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えない場合に前記処理順序列の先頭以外の１つの燃料集合体を前記処理順序列の先頭に並べる先頭交換機能と、前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列の先頭に並べられていない前記処理対象燃料集合体がなくなるまで前記先頭交換機能と前記第２繰返機能とを繰り返す第３繰返機能と、前記第１繰返機能、前記第２繰返機能および前記第３繰返機能によって前記燃料集合体が選択されるごとに計算処理回数をインクリメントしてこの計算処理回数が所定の最大試行回数を超えたか否かを判定し計算処理回数が前記所定の最大試行回数を超えていた場合には中止処理を行う試行回数判定処理機能と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、使用済燃料集合体を再処理して核燃料物質を分離する再処理装置で複数の処理対象燃料集合体の処理順序を決定する燃料処理計画プログラムにおいて、コンピュータに、前記処理対象燃料集合体の特性データと前記処理対象燃料集合体のうち処理順に並べられた一部についての平均値に対して設定されるものを含む前記再処理装置の安全に関する第１の指標の制限範囲と前記再処理装置から排出される放射性廃棄物に対する第２の指標の目標範囲とを記憶する準備機能と、前記第１の指標が前記制限範囲内であって前記第２の指標が前記目標範囲となるように前記処理対象燃料集合体を並べた処理順序を決定する処理順序決定機能と、を実行させ、前記処理順序決定機能は、前記処理対象燃料集合体のうち処理順序を決定した燃料集合体の並びである処理順序列に前記処理対象燃料集合体のうち前記処理順序に含まれない未決定燃料集合体のうち１体の試行燃料集合体を追加した場合の前記制限範囲に対する第１の指標および前記目標範囲に対する第２の指標を計算する計算機能と、前記計算機能により計算された前記第１の指標が前記制限範囲に入っているか否かおよび前記第２の指標が前記目標範囲に入っているか否かを判定する比較機能と、前記比較機能により前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内であるかまたは前記未決定燃料集合体の全てについて行うまで前記計算機能および前記比較機能を繰り返す第１繰返機能と、前記第１繰返機能により前記第１の指標および前記第２の指標がそれぞれ前記制限範囲内および前記目標範囲内となった場合に前記試行集合体を前記処理順序列の最後に追加する決定機能と、前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えなくなるまで前記第１繰返機能と前記決定機能とを繰り返す第２繰返機能と、前記未決定燃料集合体の全てについて前記第２繰返機能を繰り返しても前記処理順序列に含まれる燃料集合体が増えない場合に前記処理順序列の先頭以外の１つの燃料集合体を前記処理順序列の先頭に並べる先頭交換機能と、前記未決定燃料集合体がなくなるかまたは前記処理順序列の先頭に並べられていない前記処理対象燃料集合体がなくなるまで前記先頭交換機能と前記第２繰返機能とを繰り返す第３繰返機能と、前記第１繰返機能、前記第２繰返機能および前記第３繰返機能によって前記燃料集合体が選択されるごとに計算処理回数をインクリメントしてこの計算処理回数が所定の最大試行回数を超えたか否かを判定し計算処理回数が前記所定の最大試行回数を超えていた場合には中止処理を行う試行回数判定処理機能と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、使用済燃料を再処理して核燃料物質を分離する再処理において、安全性を確保しつつ、放射性廃棄物の処理の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る燃料処理計画方法の第１の実施の形態のフローチャートである。
【図２】本発明に係る燃料処理計画方法の第１の実施の形態において再処理装置で使用済燃料集合体を再処理して核燃料物質を分離する再処理の工程図である。
【図３】本発明に係る燃料処理計画方法の第１の実施の形態において再処理計画を作成する再処理工程の主要な制限値および目標値をまとめた図である。
【図４】本発明に係る燃料処理計画方法の第１の実施の形態における燃料処理計画システムのブロック図である。
【図５】本発明に係る燃料処理計画方法の第１の実施の形態によって処理順序を決定する処理対象燃料集合体の例の燃料番号を代表的な燃料特性とともに示す表である。
【図６】処理対象の燃料集合体の計画を単にリストアップされた順番に再処理する場合の燃料集合体ごとの燃焼度およびその燃焼度の４体ごとの移動平均を示すグラフである。
【図７】処理対象の燃料集合体の計画を単にリストアップされた順番に再処理する場合の燃料集合体ごとのＲｕ量およびそのＲｕ量の４体ごとの移動平均を示すグラフである。
【図８】本発明に係る燃料処理計画方法の第１の実施の形態によって処理対象の燃料集合体の再処理の順序を決定した場合の燃料集合体ごとの燃焼度およびその燃焼度の４体ごとの移動平均を示すグラフである。
【図９】本発明に係る燃料処理計画方法の第１の実施の形態によって処理対象の燃料集合体の再処理の順序を決定した場合の燃料集合体ごとのＲｕ量およびそのＲｕ量の４体ごとの移動平均を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る燃料処理計画方法の第２の実施の形態における燃料処理計画システムのブロック図である。
【図１１】本発明に係る燃料処理計画方法の第２の実施の形態のフローチャートである。
【図１２】本発明に係る燃料処理計画方法の第２の実施の形態の一変形例における仮処理順序の決定方法を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る燃料処理計画方法の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図２は、本発明に係る燃料処理計画方法の第１の実施の形態において再処理装置で使用済燃料集合体を再処理して核燃料物質を分離する再処理の工程図である。
【００１８】
加圧水型原子炉（ＰＷＲ）および沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）などの原子力発電プラントで照射された使用済燃料集合体は、再処理施設において受け入れた後、一旦貯蔵される（Ｓ８１）。一旦貯蔵された使用済燃料集合体は、その後、せん断・溶解（Ｓ８２）、清澄（Ｓ８３）、計量・調整（Ｓ８４）などの工程を経て、分離工程でプルトニウム（Ｐｕ）溶液とウラン（Ｕ）溶液に分配される（Ｓ８５）。ウラン溶液は、一旦濃縮された（Ｓ８６）後、精製され（Ｓ８７）、さらに濃縮される（Ｓ８８）。プルトニウム溶液は、生成された（Ｓ８９）後、濃縮される（Ｓ９０）。精製・濃縮されたウランおよびプルトニウムは、転換工程を経てウランおよびＭＯＸ製品として貯蔵される（Ｓ９１）。
【００１９】
この過程において、使用済燃料集合体に含まれる核分裂生成物の一部は、清澄工程（Ｓ８３）において硝酸溶液に溶けにくい不溶解残渣として分離され、高レベル廃液ガラス固化設備に送られる。また、硝酸溶液に溶けた核分裂生成物は、同様に、分離工程（Ｓ８５）で分離された後、濃縮され（Ｓ９２）、高レベル廃液ガラス固化設備に送られる。高レベル廃液ガラス固化設備に送られた高レベル廃液は、ガラス固化される（Ｓ９３）。
【００２０】
このような再処理のプロセスにおいて、せん断工程までは、燃料は燃料集合体（たとえば燃料棒の束、バンドル）の形態である。せん断工程において、燃料集合体を単位としてせん断処理され、被覆管などの金属部分と燃料の部分に分けられ、燃料の部分は硝酸溶液に溶解される。
【００２１】
燃料の溶解液は、計量・調整工程で、その成分・量を計測され、また、調整され、さらに下流工程に送られ処理される。たとえば、計量槽には数ｔＵの燃料が入れられて、バッチ処理される。
【００２２】
再処理施設で処理される使用済み燃料には、これまでの燃焼経歴により種々の燃焼度、ウラン２３５残留濃縮度、Ｐｕ組成のものがある。しかし、処理施設での発熱の抑制および臨界の防止による安全確保のため、これら燃焼度、ウラン２３５残留濃縮度、Ｐｕ組成等には制限があり、これを守った再処理計画を立てることが必要とされる。
【００２３】
たとえば、再処理施設内の機器の温度は、処理する燃料からの崩壊熱が高いほど上昇することになり、崩壊熱は燃料の燃焼度が高いほど大きいという特徴がある。すなわち、燃焼度の高い崩壊熱が大きい燃料を処理する場合は、発熱量を抑えるため、次に、発熱の小さい、燃焼度の低い燃料を処理する必要がある。
【００２４】
さらに、処理途中に核的に臨界にならないという制限から、ウランの残留濃縮度、２４０Ｐｕの組成割合およびＰｕの総量について制限がある。残留濃縮度が大きいほど、その体系は臨界になりやすく、Ｐｕの中でも２４０Ｐｕ以外の２３９Ｐｕなどの割合が大きいほど臨界になりやすいことがある。また、燃料に含まれるＰｕの量が大きいほど核反応の確率が増え、体系は臨界になりやすい。
【００２５】
図３は、本実施の形態において再処理計画を作成する再処理工程の主要な制限値および目標値をまとめた図である。
【００２６】
これらの制限は、たとえば再処理施設の再処理事業指定申請書に示されている。主要な制限値をまとめると以下のようになる。
【００２７】
［制限１］  １日当たり再処理する使用済燃料の平均燃焼度は４５，０００ＭＷｄ／ｔＵ以下である。ここで、ｔＵは照射前金属ウラン重量換算値である。
【００２８】
［制限２］  １日当たり再処理するＰｕ量は５４ｋｇ以下である。
【００２９】
［制限３］  計量槽１バッチ当たりのウラン残留濃縮度は１．６ｗｔ％以下である。ここで、計量槽１バッチは、通常５ｔＵ程度の容量がある。沸騰水型燃料では１バンドル当たりのウラン量は、０．２ｔＵ程度である。このため、計量槽１バッチの容量をたとえば５ｔＵとすると、計量槽１バッチは２５から３０体の燃料バンドルに相当する。
【００３０】
［制限４］  計量槽１バッチ当たりの２４０Ｐｕ組成割合は１７ｗｔ％以上である。
【００３１】
［制限１］と［制限２］の制限は１日当たりの処理量に対するものであるため、１日当たりに平均化した場合の平均値が制約の対象になる。［制限３］と［制限４］は計量槽１バッチ当たりについてであり、計量槽１バッチ当たり、たとえば沸騰水型原子炉用燃料の場合、２５から３０体の燃料バンドルについての平均値が制約の対象になる。
【００３２】
臨界の監視は、対象とする機器のＰｕ濃度を中性子計数率で監視し警報を発生することにより行う。ただし、対象燃料によって計数率は変動し、全ての条件でＰｕ濃度を監視することになる場合、再処理施設の設備利用率は低下する。この設備利用率の低下を防ぐためには、初期の処理計画から計数率を予測し処理計画を修正し、計数率の表示から対象機器のＰｕ濃度を求めＰｕ濃度および計数率の時間変化も予測し適切な運転管理が必要となる。すなわち、中性子モニタの読み値を運転計画の段階で把握、予測する必要があり、中性子モニタの読み値は運転上の制限となる。
【００３３】
したがって、さらに、次の制限を考慮する必要がある。
【００３４】
［制限５］  中性子モニタの読み値が制限以内である。
【００３５】
さらに、再処理プラントでは、ウランおよびプルトニウムだけでなく、種々の放射能を含んだ廃棄物が生成され、特に高レベル廃液に含まれる成分の取り扱いは重要となっている。たとえば、不溶解残渣に含まれる白金族元素は、ガラス固化設備の運転においては影響度のある成分である。また、ガラス固化体に閉じ込められるマイナーアクチノイドは１０００年にわたって放射能レベルが変動するものである。このため、その成分を運転前の段階で計画することは、製作されるガラス固化体に含まれる成分を予め計画することにつながり、処分の処理において有効である。
【００３６】
特に、不溶解残渣に含まれる白金族元素は、ガラス溶融炉の温度の制御に影響するものであり、白金族の一種である金属Ｒｕの量が増えると仮焼層の溶融性が低下しガラス温度が下がるなど影響を与えることがわかっている。そのため、この値を一定値あるいは目標値に維持するように燃料を処理することは、プラントの安定運転の上で効果があると考えられる。そこで、次の目標を考慮する必要がある。
【００３７】
［目標１］  核分裂生成物質量が所定の目標範囲内である。
【００３８】
再処理プラントにおける再処理の計画の立案とは、これらの制限範囲および目標範囲に対するそれぞれの指標が、制限範囲および目標範囲内となり制限および目標を満足するように、処理対象の燃料集合体の処理順序を並べ替える問題と考えることができる。
【００３９】
図４は、本実施の形態における燃料再処理計画システムのブロック図である。
【００４０】
本実施の形態の燃料再処理計画システムは、データ読込装置１、燃料特性データ記憶装置２、制限値データ記憶装置３、目標値データ記憶装置４、ＦＰ目標値データ記憶装置５、燃料処理順序計画装置６、確認装置７、表示入力装置８、表示装置９、選択信号入力装置１０およびデータ選択装置１１を備えている。データ読込装置１は、燃料特性データ記憶装置２、制限値データ記憶装置３、目標値データ記憶装置４およびＦＰ目標値データ記憶装置５からデータを読み込んで、データ選択装置１１および表示入力装置８に出力する。
【００４１】
燃料特性データ記憶装置２は、処理対象の使用済燃料集合体の燃料特性データを記憶している。燃料特性データとは、使用済燃料集合体に含まれるそれぞれの核種の量そのもの、あるいは、それぞれの核種の量を導出するために必要なデータである。燃料特性データには、たとえばその使用済燃料集合体を特定するための燃料ＩＤ、照射された原子炉の
炉型、８行８列あるいは１４行１４列などの燃料棒の配列、燃料の製造メーカ、初期ウラン重量、初期濃縮度、燃焼度の測定値、炉データおよびそれを評価した日時などが含まれる。炉データには、残留ウラン重量、ウランの残留濃縮度、プルトニウムの各同位体組成、プルトニウム重量などが含まれる。
【００４２】
制限値データ記憶装置３は、制限値データを記憶している。制限値データとは、再処理において安全上の制限値となる値の情報である。安全上の制限値とは、たとえば各処理工程において、臨界にならないように、すなわち未臨界性を担保するために、満足すべき制限値のことである。また、安全上の制限値には、放射性物質を取り扱うため、崩壊熱による発熱が過大とならないようにするために、満足すべき制限値も含まれる。
【００４３】
目標値データ記憶装置４は、再処理における目標データを記憶している。目標データとは、再処理において安全上の制限値となる制限値データに対して、余裕をもつように設定された目標値を示す情報である。
【００４４】
ＦＰ目標値データ記憶装置５は、ＦＰ目標値データを記憶している。ＦＰ目標値データとは、核分裂生成物（ＦＰ）に対する目標値である。このＦＰ目標値は、高レベル廃液ガラス固化工程を効率的に行うために、満足することが好ましい値のことである。
【００４５】
燃料処理順序計画装置６は、選択した燃料について制約値を満足するよう並べ替える。
【００４６】
確認装置７は、処理することが適当であるかどうかを確認装置７で確認して、この確認結果を、表示入力装置８を介して表示装置９に表示す。
【００４７】
表示入力装置８は、ユーザによって選択信号入力装置１０から入力される情報をデータ選択装置１１および確認装置７に伝達する。また、表示入力装置８は、データ読込み装置１、確認装置７あるいはデータ選択装置１１から情報を伝達されて、必要に応じて、適切な形式で表示装置９に表示させる。たとえば、データ読込み装置１に読み込まれた各種データの内容は、表示入力装置８を介して表示装置９に表示される。
【００４８】
データ選択装置１１は、読み込まれたデータから燃料の種別と量を集計し、リストアップし、処理すべき燃料を選択する。ここで、選択信号入力装置１２を介して選択信号が入力される。
【００４９】
図１は、本実施の形態における燃料再処理の計画方法のフローチャートである。
【００５０】
まず、判定条件を設定などの前処理を行う（Ｓ１）。ここで、判定条件とは、計画の妥当性などを判定する条件のことである。判定条件は、制限値データ記憶装置３および目標値データ記憶装置４からデータ読込装置に読み込まれて、データ選択装置１１を経由して燃料処理順序計画装置６に伝達される。
【００５１】
具体的な判定条件は、たとえば以下の通りである。
【００５２】
［制限１］：  ＹＥＸＰ≦４５，０００（ＭＷｄ／ｔＵ）
［制限２］：  ＹＰｕ≦５４（ｋｇ）
［制限３］：  ＹＥＮＲ≦１．６（ｗｔ％）
［制限４］：  ＹＰｕ２４０≧１７（ｗｔ％）
［制限５］：  ＹＮＭ≦Ｃ１（ＣＰＳ）
［目標１］：  Ｃ２Ｊ≦ＹＦＰ，ｊ≦Ｃ３Ｊ
ここで、
【数１】
0005558164.tif 000002
【数２】
0005558164.tif 000003
【数３】
0005558164.tif 000004
【数４】
0005558164.tif 000005
【数５】
0005558164.tif 000006
【００５３】
である。また、
ｐ（ｋ）：ｋ番目に処理される燃料集合体の番号
ＸＥＸＰ（ｎ）：燃料番号ｎの燃料集合体の燃焼度
ＸＰｕ（ｎ）：燃料番号ｎの燃料集合体のＰｕ量
ＸＥＮＲ（ｎ）：燃料番号ｎの燃料集合体の残留濃縮度
ＸＰｕ２４０（ｎ）：燃料番号ｎの燃料集合体のＰｕ２４０の組成
ＸＦＰ，ｊ（ｎ）：燃料番号ｎの燃料の成分ｊの核分裂生成物の量
ＹＥＸＰ：燃焼度の一日平均の指標
ＹＰｕ：一日当たりのＰｕ量の指標
ＹＥＮＲ：計量槽１バッチ当たりの残留濃縮度の指標
ＹＰｕ２４０：計量槽１バッチ当たりのＰｕ２４０の組成の指標
ＹＮＭ：中性子モニタの指標
ＹＦＰ，ｊ：成分ｊの核分裂生成物の指標
である。Ｎａｖｅは１日当たりの処理燃料集合体の体数、Ｎａｖｅ’は計量槽１バッチ当たりの処理燃料集合体の体数、Ｎａｖｅ’’は核分裂生成物評価のための平均すべき燃料集合体の体数である。また、Ｃ１は中性子モニタの制限値であり、Ｃ２Ｊ、Ｃ３ＪはＪ番目の核分裂生成物元素の量の目標範囲を表すものである。
【００５４】
また、前処理工程（Ｓ１）では、処理対象の燃料集合体が特定されて、リストアップされる。処理対象の燃料集合体は、たとえば選択信号入力装置１０からユーザの入力によって特定される。特定された燃料集合体の情報は、表示入力装置８を介してデータ選択装置１１に伝達される。データ選択装置１１は、特定された燃料集合体の燃料特性データを燃料特性データ記憶装置２からデータ読込装置１を介して読み込む。データ選択装置１１に読み込まれた燃料特性データは、特定された燃料集合体の情報とともに、燃料処理順序計画装置６に伝達される。また、データ選択装置１１に読み込まれた燃料特性データは、特定された燃料集合体の情報とともに、表示入力装置８を介して表示装置９に表示される。
【００５５】
次に、燃料集合体処理順序計画装置６は、式（１）から式（４）で表わされる第１の指標および中性子モニタの読み値が［制限１］から［制限５］で表わされる制限の範囲内であって、かつ、式（５）で表わされる第２の指標が［目標１］を満足するように処理対象の燃料集合体を並べた処理順序を決定する。中性子モニタの読み値は、たとえば特許文献２に開示された抽出計算による方法によって求められる。
【００５６】
具体的には、まず、Ｎ個の処理対象の燃料集合体の中から、一つの燃料集合体を並びの最初の燃料集合体として選択する（Ｓ２）。選択する燃料集合体は、たとえば処理対象としてリストアップされたものの１番目のものとする。燃料集合体が選択されたら、計算処理回数をインクリメントする（Ｓ３）。
【００５７】
次に、この計算処理回数が所定の最大試行回数を超えたか否かを判定し（Ｓ４）する。計算処理回数が最大試行回数を超えていた場合には、燃料再処理の計画ができなかった旨を表示装置９に表示させるなどしてユーザに伝えるなどの中止処理を行い（Ｓ１４）、終了する。
【００５８】
計算処理回数が最大試行回数以下であれば、選択された燃料集合体について各制限値および目標値に対する指標を計算する（Ｓ５）。ここで、選択された燃料集合体についての指標とは、その燃料集合体１体についての指標と、その燃料集合体をその順番においた場合のその燃料集合体およびその前の順番の数体の燃料集合体の平均値としての指標とを含む。具体的には、式（１）ないし式（５）の計算および中性子モニタの読み値の抽出計算を行う。
【００５９】
次に、計算工程（Ｓ５）で計算された指標を制限値および目標範囲と比較する（Ｓ６）。具体的には、式（１）ないし式（５）の計算および中性子モニタの読み値の抽出計算によって得られた各指標が、［制限１］ないし［制限５］および［目標１］を満足するか否かを判定する。
【００６０】
比較工程（Ｓ６）で比較した全ての指標が、制限値を満足し、あるいは、目標範囲内であれば、そのときに試行した燃料集合体を処理順序列の最後に追加し、処理対象の燃料集合体の全てが並べ終わったか否かを判定する（Ｓ７）。処理対象の燃料集合体の全てが並べ終わった、すなわち、Ｎ個の処理対象の燃料集合体の全ての順番が完成したら、その燃料集合体の並びを出力して（Ｓ９）、計画の作成を終了する。
【００６１】
工程Ｓ７で、処理対象の燃料集合体の全てが並べ終わっていないと判定されたら、次の順番に再処理するべき別の燃料集合体を選択する（Ｓ８）。選択された燃料集合体は、再処理の順番が既に決まった燃料集合体の次に並べられる。ここで、別の燃料集合体とは、処理対象の燃料集合体のうち再処理するべき順番が決まっていない燃料集合体であればどの燃料集合体でもよい。たとえば、処理対象としてリストアップされた燃料集合体のうち、再処理するべき順番が決まっていない燃料集合体であって、最も上にリストされているものを、次に並べる。
【００６２】
並べるべき燃料集合体がある、すなわち、処理対象の燃料集合体のうち並べ終わっていない燃料集合体がある場合（Ｓ８）には、工程Ｓ３に戻り、工程Ｓ８で並べた燃料集合体についての指標の計算（Ｓ５）および条件との比較（Ｓ６）を繰り返す。
【００６３】
比較工程（Ｓ６）で制限値および目標範囲と比較した指標のいずれかが、制限値を満足せず、または、目標範囲外である場合には、他の候補燃料があるか否かを判定する（Ｓ１０）。他の候補燃料があるとは、全ての燃料集合体について試行を行ったか否かである。全ての燃料集合体について試行を行ったとは、当該順番に並べるべき燃料集合体として、処理対象の燃料集合体のうちその順番より前に並んでいる燃料集合体以外について当該順番に並べてみて指標の計算（Ｓ５）および条件との比較（Ｓ６）を行ったということである。
【００６４】
工程Ｓ１０で他に候補燃料があると判定された場合には、その候補の燃料集合体の一つを選択し、当該順番に並べる（Ｓ１１）。工程Ｓ１１で、当該順番に燃料集合体を並べたら、工程Ｓ３に戻り、その燃料集合体について、指標の計算（Ｓ５）および条件との比較（Ｓ６）を行う。このようにして、比較工程（Ｓ６）で第１の指標および第２の指標がそれぞれ制限範囲内および目標範囲内であるか、または、順序が未決定の燃料集合体の全てについて試行が完了するまで、計算工程（Ｓ５）および比較工程（Ｓ６）を繰り返す。
【００６５】
工程Ｓ１０で他に候補燃料がない、すなわち、全ての燃料集合体について試行を行ったと判定された場合には、処理順序の並びの先頭の燃料集合体の候補があるか否かを判定する（Ｓ１２）。処理順序の並びの先頭の燃料集合体の候補とは、これまでの試行で、処理順序の先頭に置いてその後の処理順序について試行を行っていない燃料集合体のことである。処理順序の並びの先頭の燃料集合体の候補が存在する場合には、その候補の一つの燃料集合体を処理順序の先頭の燃料集合体として選択して、先頭の燃料を交換し（Ｓ１３）、工程Ｓ３に戻る。このようにして、処理順序が未決定の燃料集合体がなくなるか、または、処理順序列の先頭に並べられていない処理対象燃料集合体がなくなるまで、繰り返す。
【００６６】
処理順序列の先頭に並べられていない処理対象燃料集合体がなくなっても、処理順序が未決定の燃料集合体がなくならなければ、燃料再処理の計画ができなかった旨を表示装置９に表示させるなどしてユーザに伝えるなどの中止処理を行い（Ｓ１４）、終了する。
【００６７】
次に、本実施の形態によって処理順序を決定した場合を、単にリストアップされた順番に再処理する場合と比較して説明する。ここで、溶解槽の容量が燃料集合体４体分である、すなわち、ＮａｖｅおよびＮａｖｅ’’は、いずれも４とした。
【００６８】
図５は、本実施の形態によって処理順序を決定する処理対象燃料集合体の例の燃料番号を代表的な燃料特性とともに示す表である。図６は、処理対象の燃料集合体の計画を単にリストアップされた順番に再処理する場合の燃料集合体ごとの燃焼度およびその燃焼度の４体ごとの移動平均を示すグラフである。図７は、処理対象の燃料集合体の計画を単にリストアップされた順番に再処理する場合の燃料集合体ごとのＲｕ量およびそのＲｕ量の４体ごとの移動平均を示すグラフである。
【００６９】
図５に示す表の処理対象燃料集合体を、単にリストアップされた順番に再処理すると、図６に示すように、燃料集合体の燃焼度の４体ごとの移動平均が制限値を７体目で超えている。また、燃料集合体のＲｕ量の４体ごとの移動平均の偏差幅は、０．８７となる。
【００７０】
図８は、本実施の形態によって処理対象の燃料集合体の再処理の順序を決定した場合の燃料集合体ごとの燃焼度およびその燃焼度の４体ごとの移動平均を示すグラフである。図９は、本実施の形態によって処理対象の燃料集合体の再処理の順序を決定した場合の燃料集合体ごとのＲｕ量およびそのＲｕ量の４体ごとの移動平均を示すグラフである。
【００７１】
一方、本実施の形態によって再処理の順序を決定した場合、燃料集合体の燃焼度の４体ごとの移動平均は、制限値を超えることがない。また、燃料集合体のＲｕ量の４体ごとの移動平均の偏差幅は、０．３７となり、単にリストアップされた順番に再処理する場合に比べて小さくなる。
【００７２】
このように、本実施の形態によれば、決定された処理順序に沿って処理対象の燃料集合体を再処理装置で再処理した場合、安全に関する第１の指標の制限範囲と排出される放射性廃棄物に対する第２の指標の目標範囲を満足する。このため、安全性を確保しつつ、ガラス固化工程で、高レベル放射性廃液中の白金族元素の濃度が過度に高くなることがない。その結果、安全性を確保しつつ、放射性廃棄物の処理の効率を向上させることができる。
【００７３】
また、全ての処理順に対するケースを並べて、その後、指標を計算して、適切なものを選択する方法では、そのケース数は指数的に増えて、現実的な計算時間内で計画を立てることができないおそれがある。しかし、本実施の形態では、処理順序の作成の途中で、各指標と制限値あるいは目標範囲との比較を行い、満足しない場合にはその後の処理順序については試行をしない。このため、評価すべきケース数が限定されており、現実的な計算時間内で適切な処理順序の計画を立てられる可能性が高まる。
【００７４】
［第２の実施の形態］
図１０は、本発明に係る燃料処理計画方法の第２の実施の形態における燃料処理計画システムのブロック図である。
【００７５】
本実施の形態の燃料処理計画システムは、第１の実施の形態の燃料処理計画システムに、逸脱燃料判定装置１３および燃料処理順序並替装置１２を追加したものである。
【００７６】
図１１は、本実施の形態における燃料処理計画方法のフローチャートである。
【００７７】
本実施の形態では、まず、第１の実施の形態と同様に判定条件の設定などの前処理を行う（Ｓ１）。次に、図３に示した制限値および目標範囲よりも広い緩和制限範囲および緩和目標範囲を設定して、仮処理順序を決定する（Ｓ２１）。仮処理順序は、第１の実施の形態における制限値を緩和制限範囲と、また、目標範囲を緩和目標範囲と置き換えて、第１の実施の形態と同様の方法で燃料処理順序計画装置６が決定する。
【００７８】
次に、第１の指標が制限範囲外でありまたは第２の指標が目標範囲外である燃料集合体を逸脱燃料判定装置１３が抽出する（Ｓ２２）。具体的には、処理順序仮決定工程（Ｓ２１）で決定した仮処理順序で燃料集合体を再処理した場合について、第１の実施の形態における計算工程（Ｓ５）（図１参照）で得られる指標を、比較工程（Ｓ６）（図１参照）と同様の方法で比較・判定する。
【００７９】
その後、仮処理順序に並べられた燃料集合体に、第１の指標が制限範囲外でありまたは第２の指標が目標範囲外である燃料集合体が存在するか否かを逸脱燃料判定装置１３が判定する（Ｓ２３）。仮処理順序に並べられた燃料集合体に、第１の指標が制限範囲外でありまたは第２の指標が目標範囲外である燃料集合体が存在しなければ、その仮処理順序を、最終的な処理順序として決定し（Ｓ２４）、終了する。
【００８０】
仮処理順序に並べられた燃料集合体に、第１の指標が制限範囲外でありまたは第２の指標が目標範囲外である燃料集合体が存在している場合には、燃料処理順序並替装置１２が、当該燃料集合体を要注意集合体として、その要注意集合体あるいは他の燃料集合体の順番を入れ替えて、その要注意集合体がなくなるように処理順序を決定する。順番を入れ替えるために、まず、対象とする制限ｊおよび目標ｌをクリアするための条件を求める（Ｓ２５）。たとえば、ある処理順ｋで燃焼度が制限値を超えているのであれば、原因は（ｋ−Ｎａｖｅ）番からｋ番目の燃料集合体で平均した燃焼度が制限を越えていることとなる。つまり、（ｋ−Ｎａｖｅ）番からｋ番目の間に、その原因となる燃焼度の高い燃料が存在することになる。そこで、その燃料集合体を特定する。
【００８１】
次に、問題となった燃料集合体との処理順の交換によって対象とする制限ｊおよび目標ｌをクリアできる燃料集合体を仮処理順序の並びの中から探す（Ｓ２６）。そして、問題となった燃料集合体と、探し出された交換対象の燃料集合体を交換した計画において、ここで対象とした指標以外も、その指標に対する他の制限および目標を満足するか評価・判定する（Ｓ２７）。工程Ｓ２７で、他の制限および目標を満足すると判定された場合には、その交換後の処理順序を最終的な処理順序として決定し（Ｓ２８）、終了する。
【００８２】
一方、工程Ｓ２７で、他の制限および目標を満足しないと判定された場合には、問題となった燃料集合体との処理順の交換によって対象とする制限ｊおよび目標ｌをクリアできる他の候補燃料集合体が存在するか否かを判定する（Ｓ２９）。他の候補燃料集合体が存在する場合には、工程Ｓ２６に戻り、他の候補燃料集合体のうち１つの燃料集合体を選択し、その燃料集合体を交換した計画において、他の制限および目標を満足するか評価・判定する（Ｓ２７）。工程Ｓ２９で、他の候補燃料集合体が存在しないと判定された場合には、燃料再処理の計画ができなかった旨を表示装置９に表示させるなどしてユーザに伝えるなどの中止処理を行い（Ｓ１４）、終了する。
【００８３】
このように、本実施の形態によれば、決定された処理順序に沿って処理対象の燃料集合体を再処理装置で再処理した場合、安全に関する第１の指標の制限範囲と排出される放射性廃棄物に対する第２の指標の目標範囲を満足する。このため、安全性を確保しつつ、ガラス固化工程で、高レベル放射性廃液中の白金族元素の濃度が過度に高くなることがない。その結果、安全性を確保しつつ、放射性廃棄物の処理の効率を向上させることができる。
【００８４】
さらに、実施の形態では、一旦、実際の制限値および目標値に対して余裕を持った基準に対して仮の処理順序を決定し、その後、実際の制限値および目標値を満足するように仮処理順序を並べ替えている。このため、処理計画の立案に要する計算時間を短縮することができる。
【００８５】
図１２は、本実施の形態の一変形例における仮処理順序の決定方法を模式的に示す図である。
【００８６】
この変形例では、仮処理順序の決定方法が異なっている。この変形例の仮処理順序決定工程では、残留濃縮度などの特定の燃料特性に着目し、その特定の燃料特性が厳しい燃料集合体が仮処理順序の並びの中でほぼ均等に分散されるように配置する。その後、上述の方法で仮処理順序を並び変えることによって、最終的な処理順序列を決定する。
【００８７】
このように、この変形例では、処理対象の燃料集合体のうちたとえば残留濃縮度が高く、再処理および高レベル放射性廃棄物処理の安全性および効率化のために厳しい燃料集合体を、仮処理順序内で均等に分散させて残留濃縮度を平均化させている。また、燃料集合体の燃焼度が高ければ、燃料集合体中のＰｕ量は大きくなり、残留濃縮度は小さくなる。このように、それぞれの制限および目標に対する指標は必ずしも独立しているものではないため、特定の燃料特性に着目してその特性が平均的になるように仮処理順序を決定すれば、複数の制限値および目標に対する指標を平均化させた仮処理順序を決定できる。その結果、全ての指標を計算することなく、仮処理順序を決定できるため、最終的な処理順序を決定するまでに要する計算時間を短縮することができる。
【００８８】
着目する燃料特性としては、残留濃縮度だけでなく、たとえばＰｕ２４０の割合や、燃焼度などであってもよい。あるいは、これらを組み合わせて用いてもよい。
【００８９】
［他の実施の形態］
上述の各実施の形態は単なる例示であり、本発明はこれらに限定されない。また、各実施の形態の特徴を組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１…データ読込装置、２…燃料特性データ記憶装置、３…制限値データ記憶装置、４…目標値データ記憶装置、５…ＦＰ目標値データ記憶装置、６…燃料処理順序計画装置、７…確認装置、８…表示入力装置、９…表示装置、１０…選択信号入力装置、１１…データ選択装置、１２…燃料処理順序並替装置、１３…逸脱燃料判定装置
【図１】
0005558164.tif 000007
【図２】
0005558164.tif 000008
【図３】
0005558164.tif 000009
【図４】
0005558164.tif 000010
【図５】
0005558164.tif 000011
【図６】
0005558164.tif 000012
【図７】
0005558164.tif 000013
【図８】
0005558164.tif 000014
【図９】
0005558164.tif 000015
【図１０】
0005558164.tif 000016
【図１１】
0005558164.tif 000017
【図１２】
0005558164.tif 000018