Q原 子 燃 料 サ イ ク ル

原子力発電所で使い終わった燃料はどうなるの？

再処理を施しても、発電コストへの影響はわずかです。

A

使用済燃料を再処理して取り出した、核分裂していないウランと、モックス
原子炉内で生まれたプルトニウムを混ぜてMOX燃料*をつくり、再び原子力発電所で利用します。これをプルサーマルといい、使用済燃料のリサイクルを進める有効な手段です。
モックス＊MOX燃料：Mixed Oxide Fuel（ウラン-プルトニウム混合酸化物燃料）

製錬工場〜97％程度は再利用できます。そこで原子力発電所で使い終わった燃料（使用済燃料）から消費されなかったウランと新しく生まれたプルトニウムを回収し、再び原子力発電所で使用する

ウラン鉱山

高レベル
放射性廃棄物
高レベル放射性廃棄物
貯蔵管理施設再利用

高レベル放射性廃棄物（回収ウラン） 再利用（回収ウラン・ モックス
プルトニウム）MOX燃料工場

二酸化ウラン

モックス

MOX燃料

使用済燃料

中間貯蔵施設

再転換工場

二酸化ウラン（劣化ウラン）

転換工場

リサイクル計画を進めています。このウラン資源をリサイクルする流れを「原子燃料サイクル」といいます。

六フッ化ウラン

六フッ化ウラン

高レベル放射性廃棄物処分施設

再処理工場

使用済燃料

ウラン
燃料

使用済燃料

ウラン燃料
工場

原子力発電所（軽水炉）

再処理した燃料は準国産のエネルギー資源。原子燃料サイクル事業を着実に進めています。
使用済燃料は再処理し、まだ使えるウランやプルトニウムを回再処理工場は新規制基準への適合に関する対応を行っていま収して利用すれば「準国産のエネルギー資源」になります。

したが、2020年7月に許可を得て、2024年度上期のできるだけ日本では日本原燃（株）が主体となり、青森県六ヶ所村において早期のしゅん工を目指しています。

原子燃料サイクル事業を進めています。現在までに、ウラン濃また、プルサーマルの燃料を製造するMOX燃料工場は2020年

縮工場（1992年3月）、低レベル放射性廃棄物埋設センター12月に許可を得て、現在、2024年度上期のしゅん工に向けて、（1992年12月）、高レベル放 射 性 廃 棄 物貯蔵管理センター建設工事を進めています。

モックス（1995年4月）がそれぞれ操業を始めました。
●発電によるウラン燃料の変化（例）

核分裂生成物など（核分裂によりできた物質）

19

1%
1%

93〜95%

プルトニウム95

プルトニウム

核分裂
しにくい
ウランなど

スト11.5円〜 /キロワット時に占めるサイクル費用の割合は約15%と小さいため、再処理を実施しても発電コストへの影響はわずかです。

●原子燃料サイクル施設（青森県六ヶ所村）

リサイクルの割合を1/3程度までにしているのに対し、建設中の電源開発（株）大間原子力発電所は、プルサーマル計画の一環として、全モックス炉心でのMOX燃料利用による発電を目指しています。これは、し、電力を安定的に供給する国策に沿って計画されたプロジェ●発電コストに占めるサイクル費用
その他＊3
3.2円〜/キロワット時
（28%）

資本費
3.3円/キロワット時
（29%）

原子力
発電コスト
11.5円〜/キロワット時

サイクル費用バックエンド＊20.7円/キロワット時（6%）
フロントエンド＊1
1.0円/キロワット時（9%）

運転維持費3.3円/キロワット時
（29%）

クトです。

使用済燃料の中間貯蔵施設や乾式貯蔵施設の建設・活用を進めています。
中間貯蔵施設や乾式貯蔵施設は使用済燃料を再処理するまでモックスの間、金属製の容器（キャスク）に入れて、安全に貯蔵・保管する施設です。
使用済燃料を中間貯蔵することは、再処理するまでの間の時間的な調整を可能にするため、原子燃料サイクル全体の運営に柔軟性を持たせる手段として有効であると考えています。

使用済燃料をリサイクルして再び発電所で使うことを、プルサーマルといいます。

2015年11月には「使用済燃料対策推進連絡協議会」を設置し、使用済燃料を再処理して取り出した少量のプルトニウムと、ウ究開発、理解活動の強化、中間貯蔵施設などの建設・活用の促

モックス

ランを混ぜてMOX燃料をつくり、現在の原子炉（軽水炉）で再利用することをプルサーマルといいます。
ウラン燃料だけを使っている原子力発電所でも、プルトニウム使用済燃料貯蔵能力拡大に向けて、事業者全体で共同での研進に向けた検討を実施しています。
●青森県むつ市のリサイクル燃料備蓄センター（貯蔵建屋）

は発電の途中で生まれ、発電量の1/3程度を担っています。プ
ルサーマルの安全性については、国の旧原子力安全委員会におモックスいて、MOX燃料の割合が1/3程度までであればウラン燃料のみを使用した場合と同様に扱えることが確認されています。
原子力事業者は、再処理したプルトニウムを確実に利用するという、これまでの方針に基づき「プルサーマル計画」を策定しました。2030年度までに少なくとも12基の原子炉でプルサーマ
ルの実施を目指すこととし、最終的には16〜18基の原子炉でプルサーマルの導入を図ります。
また、日本は利用目的のない余分なプルトニウムを持たないこ

写真提供：リサイクル燃料貯蔵（株）とを国際的に公約しているため、プルサーマルによるプルトニウムの平和利用は、世界との約束を守ることにもなります。

高速炉はウラン資源の利用効率を高めます。

●ウランとプルトニウムの発電割合（例）

高速炉は、高速の中性子を使うことで、軽水炉に比べてウラン

4〜9%
ウラン70％

プルトニウム30％

ウラン50％

プルトニウム50％

プルトニウムは、すでに発電の役に立っている資源の利用効率を高めることができます。また、増殖炉として使用すれば、燃焼を上回るプルトニウムを生み出す（増殖する）ことができます。
日本のエネルギー自給率13％という事情を踏まえると、長期に91〜96%わたるエネルギー確保の観点から、高速炉サイクルは有力な選

97
〈発電後〉

モックス

資源が乏しい日本が将来にわたりエネルギーを安定的に確保

％︶

〈発電前〉

核分裂しにくいウラン2383〜5%〜

95〜97%

核分裂しやすいウラン235

再利用可能︵3〜5%

高レベル放射性廃棄物（P.21参照）

使用済燃料の95〜97％は再利用できる

今ある原子力発電所でプルサーマルを導入する際、MOX燃料（注）使用済燃料の全量を適切な期間貯蔵しつつ再処理していく場合。稼働年数40年、設備利用率70％、割引率3％。各項目の比率は、四捨五入により合計が100にはならない。
出典：発電コスト検証ワーキンググループ「基本政策分科会に対する発電コスト検証に関する報告（2021年9月）」を基に作成

ウラン濃縮工場

ウラン鉱石

ウラン燃料は発電により3〜5％程度しか消費されず、残りの95合、再処理や高レベル放射性廃棄物の処分にかかるサイクル費＊1 ウラン燃料、MOX燃料			
サイクル費用＊2 再処理、中間貯蔵、高レベル廃棄物など			
＊3 追加的安全対策費、政策費用、事故リスクへの対応費用●軽水炉を中心とした原子燃料サイクル

原子力発電所で使い終わった燃料は再処理することで再び燃料となります。

使用済燃料の全量を適切な期間貯蔵しつつ再処理していく場
用は1.7円/キロワット時と試算されています。原子力の発電コ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●モックス

大間原子力発電所は、すべてMOX燃料を利用する発電を目指しています。

モックス

MOX燃料

写真提供：日本原燃（株）

現在の原子炉（ウラン燃料のみ）

プルサーマルの原子炉

モックス（MOX燃料を1/3程度使用する場合）

択肢の一つであり、高速炉の実現に向けて開発を継続する必要があります。
20

Q原 子 燃 料 サ イ ク ル

高レベル放射性廃棄物はどう処分するの？

地層処分が国際的に共通した考え方です。

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●A

高レベル放射性廃棄物（ガラス固化体）は、地下300mより深い安定した岩盤に埋設し、処分する計画です。
高レベル放射性廃棄物は、地層処分します。

使用済燃料を再処理して分別した廃液は、ガラスと溶かしあわせてガラス固化体にします。

ガラス固化体は30〜50年間冷却した後、地下300mより深い使用済燃料から、再利用できるウランやプルトニウムを回収す安定した岩盤に「地層処分」します。
「天然バリア」である地層とると、放射能レベルの高い廃液が残ります。

ステム」により、数万年以上にわたって放射性物質を私たちの（キャニスター）に流し込んで固めたものを「ガラス固化体（高レ生活環境から隔離することができます。

ベル放射性廃棄物）」といいます。ガラスは水に溶けにくく、化学的に安定しているため、放射性物質を長期間閉じ込めること

高レベル放射性廃棄物は、地下深部の安定した岩盤に処分で、最終的な処分に向けて搬出されるまでの30～50年間冷却・貯蔵します。
●高レベル放射性廃棄物の処理・処分方法
使用済燃料の再処理

約130cm
約40cm

ガラス固化体

約3〜5%

プルト
ニウム

高レベル
放射性廃棄物（核分裂生成物など）

約1%
約1%

核分裂
しやすい

廃液は高温のガラス ウラン235と溶かしあわせ、ステンレス製の容器（キャ 核分裂しにくい
ニスター厚さ約5mm ウラン238）の中で固化する。

約93〜95%［天然バリア］

地下300m以深放射能レベルの高い廃液など

再利用可能

重さ
約500kg

ウラン・プルトニウム

使用済燃料（例）（青森県六ヶ所村）

ガラス固化体は当初、表 面温度が高く、冷却する 必 要 が あるため30〜50年間安全に一時貯蔵管理する。

●火山や断層活動などの影響を考慮し、安定した地層を選ぶ。
●地下300mより深い安定した岩盤を選ぶ（酸素が少ないため金属が錆びにくく、地下水の動きも非常に遅い）。

ガラス固化体

ガラス固化体オーバーパック（厚い金属製容器）
厚さ約20cm●ガラス固化体をオーバーパック（厚い金属製容器）に入れ、さらに緩衝材（水を通しにくい粘土）で覆って埋設する。

緩衝材（水を通しにくい粘土）
厚さ約70cm

技術オプション

発生体積比＊1

潜在的有害度＊2

21

上かかります。このため、人間の管理に頼らない処分方法が必として、「地層処分」が国際的に共通した考え方になっています。

●各国の地層処分
国 名（2024年1月末現在）
＊1

実施主体

廃棄物形態

処分地

使用済燃料

ポシヴァ社

オルキルオト2020年代・1983年よりサイト選定開始
・2001年に議会承認により処分地が決定
・2012年に建設許可申請、2016年に建設開始
・2021年12月に操業許可を申請

使用済燃料

スウェーデン核燃料・廃棄物管理会社（SKB社）

フォルスマルク

2030年代後半

・1992年よりサイト選定開始
・2011年に立地・建設の許可申請
・2020年に処分地自治体議会が使用済燃料処分場の受け入れを議決
・2022年1月に政府は使用済燃料最終処分場の建設を許可

ガラス固化体放射性廃棄物管理機関（ANDRA）

ビュール地下研究所の近傍

2035〜
2040年頃・1999年にビュールへの地下研究所の建設・操業を許可
・2023年1月に処分場の設置許可を申請

使用済燃料
ガラス固化体エネルギー省（DOE）

ユッカマウンテン

2048年

・2017年の政権交代によりユッカマウンテン計画継続の方針

ガラス固化体原子力発電環境整備機構（NUMO）

未定

未定

・2002年にNUMOが文献調査を行う区域の公募を開始
・2015年に国が新たな基本方針を閣議決定
・2017年に国が科学的特性マップを公表
・2020年に北海道の寿都町と神恵内村において文献調査を開始

フィンランドスウェーデン

フランス
アメリカ

状 況

操業予定

日 本

＊2

処分事業の流れ
処分地の選定は「国からの申し入れ」や「自治体からの応募」を案では次の「概要調査」の候補地が示されました。しかし、調査受けて「文献調査」、「概要調査（ボーリング調査）」、「精密調査の各段階で、知事および市町村長の同意が得られない場合、次（地下施設での調査・試験）」の三つのプロセスを経て行われまの段階に進むことはありません。なお、将来の方々がその方法す。2020年10月、北海道の寿都町と神恵内村は、町村内でのを常に見直せるように、可逆性 ・回収可能性 が適切に担保説明会や意見聴取などを経て、「文献調査」への応募、申し入れされます。原子力発電を行う電力会社は、高レベル放射性廃棄受諾を行いました。これを受け、NUMOは、同年11月より両町物の発生者として責任を果たしていくため、国とNUMOと連携村において文献調査を行い、2024年1月に公表された報告書し、よりいっそう最終処分にかかわる理解活動に取り組みます。

すっつ

国が地域の科学的な特性をマップで提示かもえない重点的な理解活動＊1

複数地域に対し国からの申し入れ
自治体からの応募

文献調査

概要調査

精密調査

＊2

施設建設処分の開始

法律に基づく処分地選定調査＊1 可逆性：処分プロセスを元に戻せること。 ＊2 回収可能性：高レベル放射性廃棄物が回収可能な技術を保持すること。

●幌延深地層研究センター（北海道幌延町）

深地層研究が進められています。
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構により、幌延深地層研究センター（北海道幌延町）において、地層処分技術や深地層に関する研究開発が進められています。地下に坑道を掘った研究施設では、地下水や岩盤の様子を調べる技術開発のほか、坑道周辺の地層や地震の影響など長期的な変化も調べています。なお、瑞浪超深地層研究所（岐阜県瑞浪市）は、計画に示された研究課題に関する成果を上げ、2019年度をもって研究開発を終了し、2021年12月に坑道の埋め戻しが終了しました。

●高レベル放射性廃棄物の減容・有害度の低減
比較項目を人間の生活環境から長期にわたって隔離する最も確実な方法［人工バリアの例］

冷却空気入口

一時貯蔵管理能力）が高く、人体に影響のないレベルに弱まるまでに数万年以＊1 使用済燃料の処分方法には、「再処理」
して使えない高レベル放射性廃棄物だけを処分する方法と、そのまま使用済燃料の全量を処分する「直接処分」の二つの方法があります。再処理した場合は直接処分に比べると、高レベル放射性廃棄物を１/ ４に減量でき、処分場の面積も１/ ２～１/ ３に縮小できます。
出典：資源エネルギー庁「諸外国における高レベル放射性廃棄物の処分について」（2023年版）などを基に作成＊2 経済産業大臣の認可法人●高レベル放射性廃棄物の地層処分に優れています。ガラス固化体は、青森県六ヶ所村の貯蔵施設

ガラス固化体要となります。技術的な観点から、放射能レベルが高い廃棄物「人工バリア」である金属や粘土を組み合わせた「多重バリアシ

この廃液を高温のガラスと溶かしあわせ、ステンレス製の容器

再処理工場

ガラス固化体（高レベル放射性廃棄物）は放射能（放射線を出す

直接処分
1

天然ウラン並になるまでの期間＊3

約10万年

1000年後の有害度＊31

軽水炉
約4分の1に減容化

再処理

約0.15

約7分の1に減容化
約12分の1に低減
約330分の1に低減
約0.12

高速炉

約0.22

約8千年
約300年
約0.004＊1 数字は原子力機構概算例 直接処分時のキャニスターを1としたときの相対値を示す。
＊2 潜在的有害度:人が人体に放射性物質を取り込んだと仮定した潜在的な有害度。
＊3 出典:原子力政策大綱 上欄は１GWyを発電するために必要な天然ウラン量の潜在的有害度と等しくなる期間を示し、下欄は直接処分時を１としたときの相対値を示す。
出典：経済産業省 資源エネルギー庁 資料などを基に作成

One Step! 放射性廃棄物の発生量
more

一般廃棄物と産業廃棄物の発生量の合計は、国民1人当たり年間約3.3tです。

それに対して、放射性廃棄物の発生量は、国民1人当たり年間123g程度、そのうち高レベル放射性廃棄物は4g程度です。

写真提供：国立研究開発法人日本原子力研究開発機構●日本で1日に発生する廃棄物の量
一般廃棄物 約112,100t
低レベル放射性廃棄物 41t

高レベル放射性廃棄物 1.4t

産業廃棄物

約1,015,200t

出典：環境省「一般廃棄物の排出及び処理状況等（令和3年度）について」、「産業廃棄物排出・処理状況調査報告書 令和3年度速報値」ほかを基に作成

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