(57)【要約】【課題】軽水炉使用済燃料を、簡易熱処理を伴う回収処理及び再使用燃料加工を行うだけで複数回の使用を可能にすることにある。【解決手段】軽水炉使用済燃料１を軽水炉被覆管から簡易熱処理（ＳＰ１）を伴う回収処理により取り出し再使用燃料製造（再使用燃料加工）ＳＰ２することにより再使用燃料とし、この再使用燃料を高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷すると共に、高速炉に装荷された高速炉被覆管内の再使用燃料については、高速炉内における高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で、高速炉被覆管から簡易熱処理ＳＰ１を伴う回収処理により取り出して再使用燃料製造ＳＰ２することにより再び再使用燃料とし、この再使用燃料を新たな高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷することになる高速炉再装荷を１以上繰り返すことを特徴としている。【選択図】図１
2006030001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽水炉使用済燃料を軽水炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出し再使用燃料加工することにより再使用燃料とし、この再使用燃料を高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷すると共に、
上記高速炉に装荷された上記高速炉被覆管内の再使用燃料については、上記高速炉内における上記高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で、上記高速炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工することにより再び再使用燃料とし、この再使用燃料を新たな高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷することになる高速炉再装荷を１以上繰り返すことを特徴とする使用済み燃料の再利用方法。
【請求項２】
上記高速炉再装荷は、上記リサイクル時間が満了した後の上記再使用燃料中のプルトニウムの量が減少に転じ、且つ核分裂生成物（ＦＰ）蓄積により高速炉の過剰反応度維持が難しくなった段階で終了することを特徴とする請求項１に記載の使用済み燃料の再利用方法。
【請求項３】
上記高速炉再装荷は、プルサーマル利用の沸騰水型軽水炉における使用済燃料の場合、上記リサイクル時間が満了した後において、上記沸騰水型軽水炉における燃焼開始の時点からの燃焼度が３０万ＭＷｄ／ｔに達した段階で終了することを特徴とする請求項１に記載の使用済み燃料の再利用方法。
【請求項４】
上記再使用燃料の装荷領域と、高速炉燃料の装荷領域とを上記高速炉における径方向に異なる位置に分布させたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の使用済み燃料の再利用方法。
【請求項５】
奇数回目の上記高速炉への装荷となる上記再使用燃料の装荷領域と、偶数回目の上記高速炉への装荷となる上記再使用燃料の装荷領域と、高速炉燃料の装荷領域とを上記高速炉における径方向に異なる位置に分布させたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の使用済み燃料の再利用方法。
【請求項６】
上記再使用燃料の装荷領域を上記高速炉におけるブランケット領域に分布させたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の使用済み燃料の再利用方法。
【請求項７】
軽水炉使用済燃料を軽水炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工し高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷されることになる再使用燃料、及び上記高速炉内における上記高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で当該高速炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工し新たな高速炉被覆管に装填し再び高速炉に装荷する高速炉再装荷を１以上行うことになる再使用燃料の装荷領域と、高速炉燃料の装荷領域とを上記高速炉における径方向に異なる位置に分布すべく構成したことを特徴とする高速炉の炉心構造。
【請求項８】
軽水炉使用済燃料を軽水炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工し高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷されることになる再使用燃料、及び上記高速炉内における上記高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で当該高速炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工し新たな高速炉被覆管に装填し再び高速炉に装荷する高速炉再装荷を１以上行うことになる再使用燃料のうち、奇数回目の上記高速炉への装荷となる上記再使用燃料の装荷領域と、偶数回目の上記高速炉への装荷となる上記再使用燃料の装荷領域と、高速炉燃料の装荷領域とを上記高速炉における径方向に異なる位置に分布すべく構成したことを特徴とする高速炉の炉心構造。
【請求項９】
上記再使用燃料の装荷領域を上記高速炉におけるブランケット領域に分布すべく構成しけたことを特徴とする請求項７又は８に記載の高速炉の炉心構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽水炉使用済燃料を簡易熱処理を伴う回収処理及び再使用燃料加工を行うだけで、高速炉における再使用燃料として複数回使用することを可能にする使用済み燃料の再利用方法及び高速炉の炉心構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の使用済み燃料の再利用方法としては、例えば、軽水炉使用済燃料を簡易熱処理し再使用燃料加工するだけで再使用燃料とし、当該再使用燃料を軽水炉に再装荷する技術が知られている（例えば、非特許文献１）。
【０００３】
ところが、上記従来の使用済み燃料の再利用方法においては、再使用燃料中に増加する核分裂生成物（ＦＰ）によって中性子の吸収量が増加することから、当該再使用燃料の再使用は１回に限られることになり、再使用による効果が充分に得られないという問題があった。
【非特許文献１】NUCLEAR SCIENCE AND ENGINEERING:126,80-93(1997),P80,Fig.1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽水炉使用済燃料を簡易熱処理を伴う回収処理及び再使用燃料加工を行うだけで、当該使用済燃料を複数回使用することのできる使用済み燃料の再利用方法及び高速炉の炉心構造を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の使用済み燃料の再利用方法は、軽水炉使用済燃料を軽水炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出し再使用燃料加工することにより再使用燃料とし、この再使用燃料を高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷すると共に、上記高速炉に装荷された上記高速炉被覆管内の再使用燃料については、上記高速炉内における上記高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で、上記高速炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工することにより再び再使用燃料とし、この再使用燃料を新たな高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷することになる高速炉再装荷を１以上繰り返すことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載の使用済み燃料の再利用方法は、請求項１に記載の発明において、上記高速炉再装荷は、上記リサイクル時間が満了した後の上記再使用燃料中のプルトニウムの量が減少に転じ、且つ核分裂生成物（ＦＰ）蓄積により高速炉の過剰反応度維持が難しくなった段階で終了することを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載の使用済み燃料の再利用方法は、請求項１に記載の発明において、上記高速炉再装荷は、プルサーマル利用の沸騰水型軽水炉における使用済燃料の場合、上記リサイクル時間が満了した後において、上記沸騰水型軽水炉における燃焼開始の時点からの燃焼度が３０万ＭＷｄ／ｔに達した段階で終了することを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載の使用済み燃料の再利用方法は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、上記再使用燃料の装荷領域と、高速炉燃料の装荷領域とを上記高速炉における径方向に異なる位置に分布させたことを特徴としている。
【０００９】
請求項５に記載の使用済み燃料の再利用方法は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、奇数回目の上記高速炉への装荷となる上記再使用燃料の装荷領域と、偶数回目の上記高速炉への装荷となる上記再使用燃料の装荷領域と、高速炉燃料の装荷領域とを上記高速炉における径方向に異なる位置に分布させたことを特徴としている。
【００１０】
請求項６に記載の使用済み燃料の再利用方法は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、上記再使用燃料の装荷領域を上記高速炉におけるブランケット領域に分布させたことを特徴としている。
【００１１】
請求項７に記載の高速炉の炉心構造は、軽水炉使用済燃料を軽水炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工し高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷されることになる再使用燃料、及び上記高速炉内における上記高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で当該高速炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工し新たな高速炉被覆管に装填し再び高速炉に装荷する高速炉再装荷を１以上行うことになる再使用燃料の装荷領域と、高速炉燃料の装荷領域とを上記高速炉における径方向に異なる位置に分布すべく構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項８に記載の高速炉の炉心構造は、軽水炉使用済燃料を軽水炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工し高速炉被覆管に装填して高速炉に装荷されることになる再使用燃料、及び上記高速炉内における上記高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で当該高速炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工し新たな高速炉被覆管に装填し再び高速炉に装荷する高速炉再装荷を１以上行うことになる再使用燃料のうち、奇数回目の上記高速炉への装荷となる上記再使用燃料の装荷領域と、偶数回目の上記高速炉への装荷となる上記再使用燃料の装荷領域と、高速炉燃料の装荷領域とを上記高速炉における径方向に異なる位置に分布すべく構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項９に記載の高速炉の炉心構造は、請求項７又は８に記載の発明において、上記再使用燃料の装荷領域を上記高速炉におけるブランケット領域に分布すべく構成しけたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成された請求項１〜９に記載の発明によれば、軽水炉使用済燃料を軽水炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工することにより再使用燃料としている。また、高速炉被覆管に装填された再使用燃料については、当該高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で、当該高速炉被覆管から簡易熱処理を伴う回収処理により取り出して再使用燃料加工することにより再使用燃料としている。
【００１５】
即ち、再使用燃料は、被覆管に装填された状態で酸化しやすいように剪断あるいは被覆管に穴を開ける等した後に高温で酸化させ、ＵＯ2からＵ3Ｏ8へ変換する過程で体積が増加することを利用して脱被覆を行うと同時に燃料ペレットの粉体化と揮発性ＦＰ除去を行い、水素を添加した雰囲気で還元することによりＵ3Ｏ8からＵＯ2へ戻した後、粉末状の燃料を成形、焼結等する再使用燃料加工によって得ることができる。
【００１６】
また、上記再使用燃料は、中性子が多く発生する高速炉の特性により、燃焼が可能となり、軽水炉燃料による燃焼度が高々６万ＭＷｄ／ｔ程度であるのに対して、高速炉再装荷を１以上繰り返すことにより、例えば３０万ＭＷｄ／ｔ以上の燃焼度を得ることが可能となる。即ち、ウラン資源を約５倍程度有効に利用することが可能である。
【００１７】
以上、簡易熱処理を伴う回収処理及び再使用燃料加工を行うだけで再使用燃料を得ることができるので、再処理の工程を大幅に削減することができる。従って、燃料サイクルコストの低減を図ることができる。
【００１８】
しかも、上記再使用燃料を複数回高速炉に装荷して使用することができるので、ウラン資源を極めて有効に利用することができると共に、高レベル廃棄物発生量を大幅に低減することができる。更に、潜在的毒性の大きいマイナーアクチニド（ＭＡ）が複数回のリサイクルによっても増加することがほとんどないため（図６参照）、単位発電量当たりのＭＡの発生量を大幅に低減することができる。
【００１９】
また、軽水炉使用済燃料を複数回リサイクルすることができることから、軽水炉使用済燃料の蓄積量を抑制する効果が極めて高い。
更に、軽水炉使用済燃料と、高速炉で使用した後の再使用燃料の両者を対象としたリサイクルを行うことができるので、将来の燃料サイクルオプションを広げることが大いに期待できる。
しかも、リサイクルされる軽水炉使用済燃料は放射線量の高いＦＰやＭＡを含むため、リサイクル過程での核拡散抵抗性が高いという利点がある。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、リサイクル時間が満了した後における再使用燃料中のプルトニウムの量が減少に転じた段階で終了するようになっているので、再使用燃料を充分有効に利用することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、プルサーマル利用の沸騰水型軽水炉における使用済燃料の場合、上述した再使用燃料中のプルトニウムの量が減少に転じ、且つ核分裂生成物（ＦＰ）蓄積により高速炉の過剰反応度維持が難しくなる段階が３０万ＭＷｄ／ｔの燃焼度に相当することになる。従って、プルサーマル利用の沸騰水型軽水炉による燃焼度が６万ＭＷｄ／ｔ程度であるから、当該沸騰水型軽水炉で使用した後、燃料を単に廃棄する場合に比較して、ウラン資源を約５倍程度有効に利用することができる。しかも、軽水炉使用済燃料の蓄積量や、マイナーアクチニド（ＭＡ）の発生量も１／５程度に抑制することができる。
【００２２】
請求項４及び７に記載の発明によれば、再使用燃料の装荷領域と、正規の精製、濃縮のプロセルを経ることによって得られる高速炉燃料の装荷領域とを高速炉の径方向に異なる位置に分布させているので、発熱量の異なる再使用燃料と高速炉燃料それぞれに相応した冷却材配分が可能になるとともに、プルトニウム富化度に上限のある簡易熱処理の適用をプルトニウム富化度の小さい再使用燃料に限定することが可能である。
【００２３】
請求項５及び８に記載の発明によれば、奇数回目の高速炉への装荷となる再使用燃料の装荷領域と、偶数回目の高速炉への装荷となる再使用燃料の装荷領域と、高速炉燃料の装荷領域とを高速炉における径方向に異なる位置に分布させているので、発熱量の異なる再使用燃料と高速炉燃料それぞれに相応した冷却材配分が可能になるとともに、プルトニウム富化度に上限のある簡易熱処理の適用をプルトニウム富化度の小さい再使用燃料に限定することが可能である。
【００２４】
請求項６及び９に記載の発明によれば、再使用燃料をブランケット領域に設けることによって、炉心から漏れる中性子を再使用燃料によって吸収することができるとともに、再使用燃料装荷領域を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態としての一実施の形態について図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２６】
この実施の形態で示す使用済み燃料の再利用方法は、図１に示すように、軽水炉使用済燃料１を軽水炉被覆管（図示せず）から簡易熱処理（ＳＰ１）を伴う回収処理により取り出し再使用燃料製造（再使用燃料加工）（ＳＰ２）により再使用燃料とし、この再使用燃料を高速炉被覆管（図示せず）に装填して高速炉炉心に装荷（ＳＰ３）することになる。
【００２７】
そして、高速炉内における高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で、当該高速炉から燃料棒（再使用燃料が装填された高速炉被覆管）を取り出し（ＳＰ４）、当該燃料棒を冷却（ＳＰ５）した後、この燃料棒が軽水炉燃料に基づく再使用燃料を有するものであるか否かが判断され（ＳＰ６）、軽水炉燃料に基づく再使用燃料であれば、リサイクル時間満了後の再使用燃料の燃焼度が目標燃焼度に達しているか否か判断され（ＳＰ７）、目標燃焼度に達していなければ、再使用燃料を高速炉被覆管から簡易熱処理（ＳＰ１）を伴う回収処理により取り出して再使用燃料製造（ＳＰ２）により再び再使用燃料とし、この再使用燃料を新たな高速炉被覆管に装填し再び高速炉炉心に装荷する（ＳＰ３）ことになる高速炉再装荷を行うことになる。また、最初に高速炉に装荷された再使用燃料のリサイクル時間が満了した時点では、再使用燃料の燃焼度が目標燃焼度に達することがないので、高速炉再装荷は１以上繰り返されることになる。
【００２８】
即ち、軽水炉使用済燃料１は、簡易熱処理（ＳＰ１）を伴う回収処理及び再使用燃料製造（ＳＰ２）を介して高速炉炉心に装荷されると共に、ＳＰ４、ＳＰ５、ＳＰ６、ＳＰ７、ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３からなる高速炉再装荷を少なくとも１回行うことにより、２以上の複数回高速炉炉心に装荷されて使用されることになる。
【００２９】
なお、上記目標燃焼度は、再使用燃料中のプルトニウムの量がリサイクルの進行に伴って増加した後、平衡状態から減少に転じ、且つ核分裂生成物（ＦＰ）蓄積により高速炉の過剰反応度維持が難しくなった時点における燃焼度に相当する。
【００３０】
例えば、プルサーマル利用の沸騰水型軽水炉における使用済燃料の場合は、図３に示す炉心構造の高速炉を用いることにより、図５に示すように、４回リサイクルした後に、再使用燃料中のプルトニウムの量が減少に転じることになるので、この４回リサイクル後に高速炉再装荷を終了することになる。また、４回リサイクル後の燃焼度が３０万ＭＷｄ／ｔ程度であることから、この燃焼度を目標燃焼度とし、この目標燃焼度に再使用燃料の燃焼度が達していれば、従来型再処理（ＳＰ８）に移行することになる。
【００３１】
なお、リサイクル回数と燃焼度が対応していることから、リサイクル回数によって、簡易熱処理（ＳＰ１）に移行するか、従来型再処理（ＳＰ８）に移行するかを判断することも可能である。この例の場合の判断の基準となる目標リサイクル数は４となる。
【００３２】
また、図５及び図６において、１回リサイクル後とは、軽水炉使用済燃料１が簡易熱処理（ＳＰ１）、再使用燃料製造（ＳＰ２）を介して高速炉炉心に装荷され、使用された後を意味する。また、２〜４回リサイクル後とは、１〜３回リサイクル後の燃料が引き続き簡易熱処理（ＳＰ１）、再使用燃料製造（ＳＰ２）を介して高速炉炉心に装荷され、使用された後を意味する。
【００３３】
再使用燃料を製造する際には、軽水炉使用済燃料１や再使用燃料を軽水炉被覆管や高速炉被覆管に装填された状態で酸化しやすいように剪断あるいは被覆管に穴を開ける等した後に高温で酸化させ、ＵＯ2からＵ3Ｏ8へ変換する過程で体積が増加することを利用して脱被覆を行うと同時に燃料ペレットの粉体化を行い、水素を添加した雰囲気で還元することによりＵ3Ｏ8からＵＯ2へ戻した後、粉末状の燃料を取り出すことになる。この簡易熱処理（ＳＰ１）において、燃料から揮発性の核分裂生成物（ＦＰ）が部分的に除去されることになる。また、再使用燃料製造（ＳＰ２）においては、粉末状の燃料を成形、焼結等によってペレット状に加工することになる。
【００３４】
また、従来型再処理（ＳＰ８）においては、高速炉被覆管の切断後、硝酸水に溶解されて不溶解物質が除去された後の燃料を、有機溶媒等によって核分裂生成物（ＦＰ）を除去したり、残留ウランやプルトニウムの精製、濃縮等のプロセスを介して、粉末状の高速炉燃料を製造することになる。そして、この粉末状の高速炉燃料は、高速炉燃料製造（ＳＰ９）において、新たなウランも加えられるなどしてペレット状の高速炉燃料に加工され、高速炉被覆管に装填された上で、高速炉炉心に装荷（ＳＰ３）されることになる。更に、高速炉燃料を有する燃料棒については、ＳＰ６において、ＳＰ８に移行する判断がなされる。
【００３５】
一方、高速炉の炉心構造２は、図２及び図３に示すように、１回及び３回の奇数回目の高速炉への装荷となる再使用燃料の装荷領域２１、２３と、２回及び４回の偶数回目の高速炉への装荷となる再使用燃料の装荷領域２２、２４と、高速炉燃料の装荷領域２５とを当該高速炉の炉心における径方向に異なる位置に同心状に分布させた構成になっている。即ち、中心側から、１回目装荷の再使用燃料の装荷領域２１、二回目装荷の再使用燃料の装荷領域２２、高速炉燃料の装荷領域２５、３回目装荷の再使用燃料の装荷領域２３、４回目装荷の再使用燃料の装荷領域２４及び高速炉燃料の装荷領域２５の順に配置されるように構成されている。また、図２においおて、２６はステンレス鋼の遮蔽体であり、図３において、２７は主炉停止系の制御棒、２８は後備炉停止系の制御棒である。
【００３６】
なお、図３に示す高速炉の炉心構造２を用い、炉出力が２６００ＭＷｔ、最大線出力が４００Ｗ／ｃｍ以下、最大高速中性子フルーエンスが５×１０27／ｍ2以下、燃焼反応度が４％Δｋ／ｋｋ’以下を条件とした場合、プルサーマル利用の沸騰水型軽水炉における使用済燃料は簡易熱処理（ＳＰ１）を伴う回収処理及び再使用燃料製造（ＳＰ２）のみで上述のように４回のリサイクルが可能であり、燃焼度としては３０万ＭＷｄ／ｔ以上の到達が可能である。
【００３７】
上記のように構成された使用済み燃料の再利用方法及び高速炉の炉心構造２においては、軽水炉使用済燃料１を軽水炉被覆管から簡易熱処理（ＳＰ１）を伴う回収処理により取り出し再使用燃料製造（ＳＰ２）により再使用燃料を製造している。また、高速炉被覆管に装填された再使用燃料については、高速炉被覆管の許容耐久期間内に設定されたリサイクル時間の間隔で、当該高速炉被覆管から簡易熱処理（ＳＰ１）を伴う回収処理により再使用燃料を取り出して再使用燃料製造（ＳＰ２）により再使用燃料を製造している。
【００３８】
このため、硝酸水に溶解された燃料を、更に有機溶媒等によって核分裂生成物（ＦＰ）を除去するなどして、正規の高速炉燃料を得るための精製、濃縮等のプロセスを経ることなく、再使用燃料を製造することができる。
【００３９】
また、上記再使用燃料は、キセノン（Ｘｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ヨウ素（Ｉ）等、一部の揮発性核分裂生成物（ＦＰ）を除いた大部分の核分裂生成物（ＦＰ）がウラン（Ｕ）、プルトニウム（Ｐｕ）、マイナーアクチニド（ＭＡ）等の重金属と共にリサイクルされることになるが、中性子が多く発生するなどの高速炉の特性（柔軟性）により、燃焼が可能となり、プルサーマル利用の沸騰水型軽水炉による燃焼度が６万ＭＷｄ／ｔ程度であるのに対して、高速炉再装荷を複数回繰り返すことにより、３０万ＭＷｄ／ｔ程度の燃焼度を得ることが可能となる。即ち、ウラン資源を約５倍程度有効に利用することができる。
【００４０】
以上、簡易熱処理（ＳＰ１）を伴う回収処理及び再使用燃料製造（ＳＰ２）を行うだけで再使用燃料を得ることができるので、再処理の工程を大幅に削減することができると共に、燃料サイクルコストの低減を図ることができる。
【００４１】
しかも、再使用燃料を複数回高速炉に装荷して使用することができるので、ウラン資源を極めて有効に利用することができると共に、高レベル廃棄物発生量を大幅に低減することができる。更に、潜在的毒性の大きいマイナーアクチニド（ＭＡ）は、図６に示すように、４回リサイクルしても増加することがほとんどない。このため、単位発電量当たりのＭＡの発生量を大幅（１／５程度）に削減することができる。
【００４２】
また、軽水炉使用済燃料１を複数回リサイクルすることができることから、軽水炉使用済燃料１の蓄積量を抑制する効果が極めて高い。
更に、軽水炉使用済燃料１と、高速炉で使用した後の再使用燃料との両者を対象としたリサイクルを行うことができるので、将来の燃料サイクルオプションを広げることが大いに期待できる。
しかも、リサイクルされる軽水炉使用済燃料１は放射線量の高いＦＰやＭＡを含むため、リサイクル過程での核拡散抵抗性が高いという利点がある。
【００４３】
また、再使用燃料の高速炉再装荷は当該再使用燃料中のプルトニウムの量が減少に転じるまで繰り返されることになるので、再使用燃料を極めて有効に利用することができる。
【００４４】
更に、奇数回目の高速炉への装荷となる再使用燃料の装荷領域２１、２３と、偶数回目の高速炉への装荷となる再使用燃料の装荷領域２２、２４と、高速炉燃料の装荷領域２５とを高速炉における径方向に異なる位置に同心状に分布させているので、発熱量の異なる再使用燃料と高速炉燃料それぞれに相応した冷却材配分が可能になるとともに、プルトニウム富化度に上限のある簡易熱処理の適用をプルトニウム富化度の小さい再使用燃料に限定することが可能である。
【００４５】
なお、上記実施の形態においては、奇数回目の再使用燃料の装荷領域２１、２３と、偶数回目の再使用燃料の装荷領域２２、２４と、高速炉燃料の装荷領域２５とを高速炉における径方向に異なる位置に同心状に分布させるように構成したが、図４に示すように、奇数回目と偶数回目とを一緒にして再使用燃料の装荷領域２９とし、この再使用燃料の装荷領域２９、高速炉燃料の装荷領域２５とを高速炉の径方向に異なる位置に同心状に分布させるように構成してもよい。
【００４６】
また、再使用燃料を炉心の最外周位置となるブランケット領域に設けることによって、炉心から漏れる中性子を再使用燃料によって吸収するとともに、再使用燃料装荷領域を広げるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の一実施の形態としての使用済み燃料の再利用方法を示すフローチャートである。
【図２】この発明の一実施の形態としての高速炉の炉心構造の概略を示す平面図である。
【図３】同高速炉の炉心構造の詳細を示す平面図である。
【図４】同他の高速炉の炉心構造の概略を示す平面図である。
【図５】図３の高速炉の炉心構造を用いた場合の各リサイクルの後（リサイクル時間満了後）の再使用燃料中のプルトニウムの変化を示すグラフである。
【図６】図３の高速炉の炉心構造を用いた場合の各リサイクルの後（リサイクル時間満了後）のマイナーアクチニド（ＭＡ）の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１  軽水炉使用済燃料
２  高速炉の炉心構造
２１、２３  奇数回目の再使用燃料の装荷領域
２２、２４  偶数回目の再使用燃料の装荷領域
２５  高速炉燃料の装荷領域
２９  再使用燃料の装荷領域
ＳＰ１  簡易熱処理
ＳＰ２  再使用燃料製造（再使用燃料加工）
【図１】
2006030001.tif 000003
【図２】
2006030001.tif 000004
【図３】
2006030001.tif 000005
【図４】
2006030001.tif 000006
【図５】
2006030001.tif 000007
【図６】
2006030001.tif 000008