(57)【要約】【課題】環境に対する放射性廃棄物の放出量や製品の生産量を予測し、再処理工場全体として燃料管理を統括的に管理する燃料管理システムを提供する。【解決手段】本発明に係る燃料管理システム１は、処理順序の優先順位を表示する表示装置２と、入力信号を受け付ける入力手段３と、燃料特性が記録されている燃料特性データ５１をもとに、燃料１本が処理されるときに放出される放射性廃棄物の個別放出量を燃料１本ごとに計算する個別放出量計算手段４３と、連続運転期間内に処理されるすべての燃料についての前記個別放出量の和である総放出量を計算する総放出量計算手段４３と、前記総放出量が、予め設定された放出量制限値を超えるかどうかを判定する放出量判定手段４４と、１キャンペーン内に処理されるすべての燃料について製品の生産量を計算し、収益率を計算する収益率計算手段４５と、を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
再処理工場における燃料処理の管理を行う燃料管理方法において、
燃料特性が記録されている燃料特性データをもとに、燃料１本が処理されるときに放出される放射性廃棄物の個別放出量を燃料１本ごとに計算する個別放出量計算ステップと、
１キャンペーン内に処理されるすべての燃料についての前記個別放出量の和である総放出量を計算する総放出量計算ステップと、
前記総放出量が、予め設定された放出量制限値を超えるかどうかを判定する放出量判定ステップと、
１キャンペーン内に処理されるすべての燃料について製品の生産量を計算し、収益率を計算する収益率計算ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする燃料管理方法。
【請求項２】
登録された処理順序に対して、核的制限値および放出量制限値を下回る順、収益率の高い順について順位を作成する優先順位作成ステップと、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１に記載の燃料管理方法。
【請求項３】
前記優先順位作成ステップにおいて、
優先順位を作成する前に、監視による測定値をもとに、放出量および収益率を再計算するステップと、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項２に記載の燃料管理方法。
【請求項４】
前記個別放出量または総放出量の評価指標は、使用済み燃料の燃焼度、ウランの量、プルトニウムの量、核分裂生成物の量、中性子計数率、液体放出量測定値、気体放出量測定値のうち少なくとも１つを含むこと、
を特徴とする請求項１に記載の燃料管理方法。
【請求項５】
前記生産量の評価指標は、使用済み燃料の燃焼度、ウランの量、プルトニウムの量、核分裂生成物の量、中性子計数率、液体放出量測定値、気体放出量測定値のうち少なくとも１つを含むこと、
を特徴とする請求項１に記載の燃料管理方法。
【請求項６】
前記燃料特性データは、燃料の前記個別放出量または総放出量、ウランの量、プルトニウムの量を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載の燃料管理方法。
【請求項７】
再処理工場における燃料処理の管理を行う燃料管理方法において、
燃料特性が記録されている燃料特性データをもとに、燃料１本が処理されるときに放出される放射性廃棄物の個別放出量を燃料１本ごとに計算する個別放出量計算ステップと、
１キャンペーン内に処理されるすべての燃料についての前記個別放出量の和である総放出量を計算する総放出量計算ステップと、
前記総放出量が、予め設定された放出量制限値を超えるかどうかを判定する放出量判定ステップと、
１キャンペーン内に処理されるすべての燃料について製品の生産量を計算し、収益率を計算する収益率計算ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする燃料管理プログラム。
【請求項８】
登録された処理順序に対して、核的制限値および放出量制限値を下回る順、収益率の高い順について順位を作成する優先順位作成ステップと、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項７に記載の燃料管理プログラム。
【請求項９】
前記優先順位作成ステップにおいて、
優先順位を作成する前に、監視による測定値をもとに、放出量および収益率を再計算するステップと、
をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項８に記載の燃料管理プログラム。
【請求項１０】
処理順序の優先順位を表示する表示手段と、
入力信号を受け付ける入力手段と、
燃料特性が記録されている燃料特性データをもとに、燃料１本が処理されるときに放出される放射性廃棄物の個別放出量を燃料１本ごとに計算する個別放出量計算手段と、
１キャンペーン内に処理されるすべての燃料についての前記個別放出量の和である総放出量を計算する総放出量計算手段と、
前記総放出量が、予め設定された放出量制限値を超えるかどうかを判定する放出量判定手段と、
１キャンペーン内に処理されるすべての燃料について製品の生産量を計算し、収益率を計算する収益率計算手段と、
を備えることを特徴とする燃料管理システム。
【請求項１１】
登録された処理順序に対して、核的制限値および放出量制限値を下回る順、収益率の高い順について順位を作成する優先順位作成手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の燃料管理システム。
【請求項１２】
前記優先順位作成手段において、
優先順位を作成する前に、監視による測定値をもとに、放出量および収益率を再計算する手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の燃料管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子燃料サイクルにおいて再処理工場で行われる燃料管理方法、燃料管理プログラムおよび燃料管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
原子燃料サイクルにおける再処理工場では、使用済み燃料を受入れ貯蔵し、せん断計画を立て、ウランやプルトニウムの生産を管理する取り組みが行われている。この取り組みを燃料管理と呼ぶ。また、このときのウランやプルトニウムは再処理工場の製品であり、こうした製品は発電用に再利用される。
【０００３】
使用済み燃料（以下、「燃料」という。）には、燃焼経歴により種々の燃焼度、ウラン２３５残留濃縮度、プルトニウム組成のものがある。燃料のこれらの燃焼度、ウラン２３５残留濃縮度、プルトニウム組成等は、処理施設の発熱の抑制および臨界の防止による安全確保のため、一定の制限が課せられており、この制限に沿って燃料処理順序が決定される（例えば特許文献１）。この燃料処理順序が決定されたものをせん断計画という。
【特許文献１】特開２００３−３５７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のせん断計画は、核的安全確保に関する評価については自動で行われるが、環境に対する気体放射性廃棄物および液体放射性廃棄物の総放出量（以下、単に「放出量」ということがある。）に関する評価については、電力会社から提示された核分裂生成物量を信用し、それをもとに人間が計算する必要があった。また、ウランやプルトニウム等の製品の生産量を考慮して収益率を評価することは行われていない。
【０００５】
このため、放出量を計算する手間が発生すること、また、提示された核分裂生成物量の誤差による影響により、環境に対する放出量が規定を超えてしまうことによる操業停止や製品の生産量を正確に把握できないという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、環境に対する放射性廃棄物の放出量や製品の生産量を予測し、再処理工場全体として燃料管理を統括的に管理できる燃料管理方法、燃料管理プログラムおよび燃料管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明に係る燃料管理方法は、再処理工場における燃料処理順序の決定において、燃料特性が記録されている燃料特性データをもとに、燃料１本が処理されるときに放出される放射性廃棄物の個別放出量を燃料１本ごとに計算する個別放出量計算ステップと、１キャンペーン内に処理されるすべての燃料についての前記個別放出量の和である総放出量を計算する総放出量計算ステップと、前記総放出量が、予め設定された放出量制限値を超えるかどうかを判定する放出量判定ステップと、１キャンペーン内に処理されるすべての燃料について製品の生産量を計算し、収益率を計算する収益率計算ステップと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る燃料管理プログラムは、再処理工場における燃料処理順序の決定において、燃料特性が記録されている燃料特性データをもとに、燃料１本が処理されるときに放出される放射性廃棄物の個別放出量を燃料１本ごとに計算する個別放出量計算ステップと、１キャンペーン内に処理されるすべての燃料についての前記個別放出量の和である総放出量を計算する総放出量計算ステップと、前記総放出量が、予め設定された放出量制限値を超えるかどうかを判定する放出量判定ステップと、１キャンペーン内に処理されるすべての燃料について製品の生産量を計算し、収益率を計算する収益率計算ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【０００９】
また、上述した課題を解決するために、本発明に係る燃料管理システムは、処理順序の優先順位を表示する表示手段と、入力信号を受け付ける入力手段と、燃料特性が記録されている燃料特性データをもとに、燃料１本が処理されるときに放出される放射性廃棄物の個別放出量を燃料１本ごとに計算する個別放出量計算手段と、１キャンペーン内に処理されるすべての燃料についての前記個別放出量の和である総放出量を計算する総放出量計算手段と、前記総放出量が、予め設定された放出量制限値を超えるかどうかを判定する放出量判定手段と、１キャンペーン内に処理されるすべての燃料について製品の生産量を計算し、収益率を計算する収益率計算手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、環境に対する放射性廃棄物の放出量や製品の生産量を予測し、再処理工場全体として燃料管理を統括的に管理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る燃料管理方法、燃料管理プログラムおよび燃料管理システムの実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る燃料管理システムの第１実施形態の構成を示す説明図である。
【００１３】
本実施形態の燃料管理システム１は、表示装置２と、入力装置３と、処理部４と、記憶装置５と、監視装置６とにより構成される。
【００１４】
表示装置２は、液晶ディスプレイ等の出力デバイスで構成され、燃料選択画面や適切処理順序の優先順位等を表示する。
【００１５】
入力装置３は、キーボードやマウス等の入力デバイスによって入力を受け付ける手段により構成される。
【００１６】
処理部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）など（いずれも図示を省略）からなる。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムまたは記憶装置５からＲＡＭにロードされた各種のプログラムに従って処理を実行するとともに、種々の制御信号を生成し、後述する各部に供給することにより燃料管理システム１を統括的に制御する。
【００１７】
また、処理部４は、燃料選択部４１、核的制限値評価部４２、放出量計算部４３、放出量判定部４４、収益率計算部４５、優先順位作成部４６、処理順序登録部４７、処理期間計算部４８、により構成される。これらの各機能部のうち核的制限値評価部４２は、従来からある部分である。動作の詳細については、後述するフローチャートに沿って説明する。
【００１８】
記憶装置５は、例えばＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の不揮発性記憶装置を備えて構成される。また、記憶装置５は、燃料特性データ５１、核的制限値データ５２、目標値データ５３、放出量制限値データ５４、諸経費データ５５を保持する。これらのうち燃料特性データ５１、核的制限値データ５２は、従来からある部分である。
【００１９】
燃料特性データ５１は、図３に示す例のように、燃料の種々の属性を記録している。
【００２０】
例えば、燃料の所有者、燃料が所属していた発電所ならびに炉の名称および型式からなる所属原子炉データ、燃料の燃焼度、ウラン２３５残留濃縮度ならびにプルトニウム組成等が記録される。
【００２１】
核的制限値データ５２は、核的安全確保のために設定される制限値である。例えば、１日当たり再処理する燃料の平均燃焼度の制限値等が記録される。
【００２２】
目標値データ５３は、制限値の誤差などを考慮して制限値に余裕を含めた値を保持し、余裕のある計画を立案するときに使用される。
【００２３】
放出量制限値データ５４は、放出量の制限値である。例えば、再処理事業指定申請書（ＡＤＲＢ：the Application for Designated Reprocessing Business）にて規定されており、ヨウ素131は年間で１．７×１０１０Ｂｑ以下、放射性希ガスは年間で１．９×１０１４Ｂｑ以下等の規定がある。また、一定期間の放出量制限値（いわゆる瞬時値）（以下、「瞬時放出量」という。）、１年間の放出量制限値（以下、「年間放出量」という。）等がある。
【００２４】
諸経費データ５５は、人件費、減価償却費、材料費および管理費に関するデータである。材料費には、例えば、窒素ガス、純水、蒸気および硝酸の費用、光熱費等がある。
【００２５】
監視装置６は、せん断運転が計画通りに行われているかを監視し、計画通りに行かない場合は、挽回策を検討する。せん断後においては、ウランの量、プルトニウムの量、核分裂生成物の量、液体廃棄物に含まれる放射能の測定値である液体放出量測定値、気体廃棄物に含まれる放射能の測定値である気体放出量測定値、中性子モニタによる中性子計数率を監視し、動作中の状況を把握する。
【００２６】
次に、図２のフローチャートを参照して、図１の本発明に係る燃料管理システム１の第１実施形態の燃料管理処理について説明する。なお、従来からあるステップについては、点線で表示している。ステップＳ１、ステップＳ５からステップＳ９まで、およびステップＳ１１は、本発明に係る燃料管理システム１の従来技術に対する新規な部分である。
【００２７】
ステップＳ１では、燃料選択部４１は、燃料特性データ５１に保存された在庫燃料の属性ごとに所望の条件に従って、せん断処理を行う燃料を選択する。例えば、発電所Ａで使用されたもの、炉の型式がＢＷＲ（Boiling Water Reactor）のもの、プルトニウムの量が例えば５４ｋｇより多いもの等の条件により燃料を検索することができる。また、複数の条件の論理積により検索することもできる。
【００２８】
ステップＳ２では、核的制限値評価部４２は、選択された燃料について、１日当たり再処理する燃料の平均燃焼度、１日当たり再処理するプルトニウム量、計量槽１バッチ当たりのウラン残留濃縮度、計量槽１バッチ当たりのプルトニウム組成、中性子モニタの制限値の観点から評価する。
【００２９】
ステップＳ３では、核的制限値評価部４２は、核的制限値データ５２に予め設定された制限値を、選択された燃料が超えるかどうかを判定する。
【００３０】
制限値を超えた場合は、処理順序登録部４７は、不適切処理順序として登録する（ステップＳ４）。このステップＳ４からステップＳ１の燃料選択処理に戻る。制限値を超えない場合は、ステップＳ５に進む。
【００３１】
ステップＳ５では、放出量計算部４３は、燃料特性データ５１に保存された燃料の燃焼度、ウラン２３５残留濃縮度から、ＯＲＩＧＥＮコード（ORNL Isotope Generation and Depletion Code）で、燃料１本当たりのウランの量、プルトニウムの量および核分裂生成物の量を計算する。さらに、これらの値をもとに放出量を計算する。なお、この時に燃料の処理期間を自動的に計算する機能を付加することもできる。これにより、瞬時放出量および年間放出量を計算することができる。計算結果は燃料特性データ５１に保存する。
【００３２】
ステップＳ６では、放出量計算部４３は、一つの連続運転期間（１キャンペーン）分の燃料すべてについての放出量の和を計算し、１キャンペーン分の瞬時放出量および年間放出量を評価する。計算結果は燃料特性データ５１に保存する。
【００３３】
ステップＳ７では、放出量判定部４４は、放出量制限値データ５４に予め設定された制限値を、選択された燃料が超えるかどうかを判定する。このとき、放出量制限値データ５４の代わりに、目標値データ５３に保持された、制限値に余裕を含めた値を使用してもよい。
【００３４】
制限値を超えた場合は、処理順序登録部４７は、不適切処理順序として登録する（ステップＳ４）。このステップＳ４からステップＳ１の燃料選択処理に戻る。制限値を超えない場合は、ステップＳ８に進む。
【００３５】
ステップＳ８では、収益率計算部４５は、ＯＲＩＧＥＮコードにより計算されたウランの量、プルトニウムの量および核分裂生成物の量をもとにウラン、プルトニウムおよびガラス固化体の本数を計算する。これらの本数を生産量とする。計算結果は燃料特性データ５１に保存される。
【００３６】
ステップＳ９では、収益率計算部４５は、生産量をもとに生産費を計算し、諸経費データ５５に保存されたデータとともに、以下の［式１］により収益率を計算する。  
［式１］    収益率＝（生産費−人件費−減価償却費−材料費−管理費）÷  生産費
【００３７】
ステップＳ１０では、処理順序登録部４７は、放出量制限値をクリアした燃料の処理順序を適切処理順序として登録する。
【００３８】
ステップＳ１１では、優先順位作成部４６は、登録された適切処理順序に対して核的制限値および放出量制限値を下回る順、収益率の高い順について順位を付け、表示装置２に表示する。これにより、計画段階で何を優先するかに応じて計画値に巾を持たせることができるようになり、選択肢に巾のある運転を行えることに資する。
【００３９】
ステップＳ１２では、優先順位作成部４６は、入力装置３を介してユーザにより選択された処理順序を受け付ける。
【００４０】
ステップＳ１３では、ユーザは、選択した処理順序をもとにせん断計画を作成する。
【００４１】
ステップＳ１４では、作成されたせん断計画を紙面または電子的手段で責任者による承認が行われ、作成されたせん断計画が指示される。
【００４２】
ステップＳ１５では、監視装置６は、せん断運転が計画通りに行われているかを監視し、計画通りに行かない場合は、挽回策を検討する。せん断後においては、種々の核物質を監視し、動作中の状況を把握する。
【００４３】
本実施形態により、単に核的安全確保に関する評価だけでなく、放出量や収益率の観点からの評価も自動的に行うことができる。
【００４４】
また、処理順序の優先順位を表示することができるため、ユーザは何を以てそのせん断計画を選んだのか、工場責任者がチェックする際のチェックポイントが何なのかが明確になり、承認行為を円滑かつ負荷軽減する効果がある。
【００４５】
［第２実施形態］
図４は、本発明に係る燃料管理システムの第２実施形態の構成を示す説明図である。
【００４６】
本実施形態の燃料管理システム１は、第１実施形態の構成に加えて、核物質管理データ５６をさらに備えて構成される。その他の構成は、第１実施形態の構成と同様であり、同一の構成には同一の符号を付して、重複した説明は省略する。
【００４７】
核物質管理データ５６は、せん断後の再処理工程中に監視装置６により取得された各種測定データを逐次保存し、または、上書き保存する。
【００４８】
次に、図５のフローチャートを参照して、図４の本発明に係る燃料管理システム１の第２実施形態の燃料管理処理について説明する。なお、第１実施形態の燃料管理処理との相違点は、ステップＳ１６が追加されている点である。その他のステップは、第１実施形態と同様であり、同一のステップには同一の符号を付して、重複した説明は省略する。
【００４９】
ステップＳ１６では、優先順位作成部４６は、核物質管理データ５６に保存されたウランの量、プルトニウムの量等の測定値をもとに、放出量および収益率を再計算する。優先順位作成部４６は、さらに、計算された放出量および収益率をもとに放出量制限値を下回る順、収益率の高い順について順位を付け、表示装置２に表示する。このとき、制限値からあまりにも大きいずれがある場合は、ステップＳ１に戻り、新たに燃料を選択し直すこともできる。
【００５０】
本実施形態により、再処理工程中において常に放出量および収益率を監視することができ、より正確な放出量および収益率を知ることができる。
【００５１】
なお、本発明の実施形態において説明した一連の処理は、ソフトウェアにより実行させることもできるが、ハードウェアにより実行させることもできる。
【００５２】
さらに、本発明の実施形態では、フローチャートのステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る燃料管理システムの第１実施形態の構成を示す説明図。
【図２】本発明に係る燃料管理システムの第１実施形態の燃料管理処理を説明するフローチャート。
【図３】燃料特性データの一例を示す図。
【図４】本発明に係る燃料管理システムの第２実施形態の構成を示す説明図。
【図５】本発明に係る燃料管理システムの第２実施形態の燃料管理処理を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００５４】
１  燃料管理システム
２  表示装置
３  入力装置
４  処理部
５  記憶装置
６  監視装置
４１  燃料選択部
４２  核的制限値評価部
４３  放出量計算部
４４  放出量判定部
４５  収益率計算部
４６  優先順位作成部
４７  処理順序登録部
４８  処理期間計算部
５１  燃料特性データ
５２  核的制限値データ
５３  目標値データ
５４  放出量制限値データ
５５  諸経費データ
【図１】
2009180543.tif 000003
【図２】
2009180543.tif 000004
【図３】
2009180543.tif 000005
【図４】
2009180543.tif 000006
【図５】
2009180543.tif 000007