第 128 回エネルギー問題に発言する会 座談会議事録
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日 時
テーマ
講 師

：平成 24 年 12 月 20 日 16:10～16:10～17:50 於：原安進：「分離変換技術の現状と展望」：大井川宏之（JAEA：大井川宏之（JAEA 原子力基礎工学部門 研究推進室長）
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座 長：齋藤伸三
配布資料：「分離変換技術の現状と展望」
議 事【議事概要】
日本原子力研究開発機構（JAEAJAEA）は、高レベル放射性廃棄物に含まれる放日本原子力研究開発機構（JAEA）は、高レベル放射性廃棄物に含まれる放射性核種を、その半減期や利用目的に応じて分離するとともに、長寿命核種を短寿命核種あるいは非放射性核種に変換するため、を短寿命核種あるいは非放射性核種に変換するため、分離変換技術の研究開
分離変換技術の研究開発に取り組んでいる。この技術の導入効果として、高レベル放射性廃棄物が持つ長期にわたる潜在的な有害度の低減と処分場の合理化の可能性が挙げ持つ長期にわたる潜在的な有害度の低減と処分場の合理化の可能性が挙げられる。
られる。核変換技術の一つとして、長期にわたって潜在的な有害度を支配するマイナーアクチノイド元素を効率よく核変換することを狙い、未臨界原子炉と加速器中性子源を組み合わせた「加速器駆動システム（ADSADS）炉と加速器中性子源を組み合わせた「加速器駆動システム（ADS）」を提案している。
分離変換とマイナーアクチノイド（MA）(1)
分離変換とマイナーアクチノイド（MA）の特性について使用済核燃料（（SF）― 使用済核燃料
SF）には大別して U、Pu、Pu、FP、
FP、MA が含まれている。
はエネルギー資として有効利用するが、FP
FP、従来高レベU、Pu はエネルギー資源として有効利用するが、FP、MA は従来高レベ
ル放射性廃棄物（HLWHLW）としてガラス固化体にして地層処分することにル放射性廃棄物（HLW）としてガラス固化体にして地層処分することにている。しかし、FPを群分離、している。しかし、
FP や MA を群分離、核変換することで HLW の潜在的有害度や発熱量を低下でき、地層処分の負荷を大幅に低減できる可能性がある。
― MA(Np, Am, Cm)は中でも線量換算係数が大きく、これらを核変換してCm)は中でも線量換算係数が大きく、これらを核変換して短寿命化できれば潜在的有害度を大きく低を大きく低減できる。また、発熱性元素短寿命化できれば潜在的有害度を大きく低減できる。また、発熱性元素は分離して焼成体とし、冷却後に廃棄とし、冷却後に廃棄すれば合理的な地である Sr や Cs は分離して焼成体とし、冷却後に廃棄すれば合理的な地層処分ができる。
― MA の大きな大きな反応断面積は高反応断面積は高速中性子領域にあるので、速中性子領域にあるので、高速中性子高速中性子によ反応断面積は高速中性子領域にあるので、高速中性子により核分裂連鎖反応を利用するのが有利である。従来からから、り核分裂連鎖反応を利用するのが有利である。従来から、FBR 燃料にを含有させ（max5%max5%）核変換する方法）核変換する方法と、軽水炉サイクルやMA を含有させ（max5%）核変換する方法と、軽水炉サイクルや FBRサイクルから MA を分離し、専用の ADS で核変換させる方法
で核変換させる方法（階層型サ（階層型サイクル）が研究されており、ここでは後者について）が研究されており、ここでは後者について説明する。
イクル）が研究されており、ここでは後者について説明する。
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(2)ADS の原理とその導入効果・コストの原理とその導入効果・コストについて・コストについて― ADS は陽子加速器と PbPb-Bi 冷却型の FBR を合体したシステムであり、Pb--Bi をターゲットとしてこれに陽子をぶつけて核破砕させ、Pbをターゲットとしてこれに陽子をぶつけて核破砕させ、多量に生じた高速中性子により周辺に配た高速中性子により周辺に配置した MA 燃料を核変換させるものである。
概ね、ADS1 基で軽水炉 10 基分の MA を核変換できる。ADSを核変換できる。ADS は未臨界炉として設計設計するので加速器をするので加速器を停止停止すれば連鎖反応はすれば連鎖反応は停止停止するするためため安炉として設計するので加速器を停止すれば連鎖反応は停止する
ため安全性は高い。六ヶ所再六ヶ所再処理
処理能力能力にしては性は高い。
六ヶ所再処理能力に対してはほぼ 4 基分の ADS が対応する。
― 直接
直接処分、処分、HLWにして処分、分離変換して処分、それ、それぞの場合の潜処分、HLW にして処分、分離変換して処分、それぞれの場合の潜在的有害度を天然ウ
在的有害度を天然ウラ
天然ウラン 9 トンレベルで比較レベルで比較すると、比較すると、直接すると、直接処分の場合は直接処分の場合は約 10 万年相当、相当、HLW の場合は約の場合は約 5000 年相当に相当に対して、分離変換の場して、分離変換の場合は約合は約 300 年相当に相当にまでに期までに期間に期間短縮できる効果がある。
― 上記 ADS1 基の建設費が運転維持、解体まで含めて約建設費が約 2200 億円、億円、運転維持、体まで含めて約 6000億円である。
億円である。これを 4 基分（六ヶ所相当（六ヶ所相当）六ヶ所相当）とすると、約 24000 億円だが、億円だが、売電収入、処分場の建設建設コストコスト削減効果を考慮考慮するとすると約ADS の売電収入、処分場の建設コスト削減効果を考慮すると約 13000 億円程度になる。
円程度になる。これは、度になる。これは、ADS4
これは、ADS4 基がカバ基がカバーするカバーする 40 基の軽水炉の発電基の軽水炉の発電原価に換算すると、0.120.12～に換算すると、0.12～0.13 円/kWh の上昇に上昇に相当する。
相当する。OECD/NEAする。OECD/NEA での別の試
ワンススルーの場合をとして比較比較すると、別の試算では、ワンススルーの場合を 1.0 として比較
すると、FBR と ADSを組み合わせた階層型核変換システムの場合約けで行うを組み合わせた階層型核変換システムの場合
約 1.1 倍、ADS だけで行う核変換システムの場合は約核変換システムの場合は約 1.2 倍となる。但となる。但し、このコスト評価
し、このコスト評価の幅は評価の幅は50%程と非常い数値±50%程度と非常に粗い数値ではある。
技術的課題
課題と
(3)
ADS の技術的課題と J-PARC における R&D 構想、及び国際動及び国際動向
核変換専用燃料（MAMA 燃料）の製作― 核変換専用燃料（燃料）の製作性な製作性など性などを含むを含む技術的成立
技術的成立性、超性、超伝導陽子加速器の高信頼信頼性（性（ビームトリした場合の急激急激な熱な熱過渡過渡事
陽子加速器の高信頼性（ビームトリップした場合の急激な熱過渡事象）、
Pb--Bi 関連技術
連技術、特に腐食腐食やーム窓の構造性に係る課題
課題なPb、特に腐食やビーム窓の構造成立性に係る課題などがあげられる。
― Pb
Pb--Bi 技術については JAEA にループにループを製作し、製作し、各し、各種の伝種の伝熱流動実験、実験、ーム窓の冷却試験試験、度などータにしたした腐食試験
ビーム
窓の冷却試験
、温度や酸素濃度などをパラメータにした腐食試験実施している。また、ス
また、スイスのPSI（ールシェラー研究所）とも国を実施している。
また、スイスの PSI（ポールシ
ェラー研究所）とも国際共同実験を際共同実験を行っている。Jっている。J-PARC では高エネ研のニュでは高エネ研のニュートニュートリートリノ実験が実験が先行したがよう
やく核変換実験計画
実験計画の第二期計画が見えてきた。このてきた。この計
先行
したがよ
うやく核変換実験計画の第二期計画が見えてきた。この計
は、低出力未臨界炉心の物理実験実験を行う「核変換物理「核変換物理実験施設
画は、低出力未臨界炉心の物理実験を行う「核変換物理実験施設
TEF--P）と大強度陽子ビPb--Bi をターゲットとする技術開発を（TEF」と大強度陽子ビームで Pb目的とした「ADS」から成っている。
目的とした「ADS ターゲット試験施設
ターゲット試験施設（試験施設（TEFTEF-T）― 各国各国の動の動向については、特に、特に、活発なのが欧州欧州連合としてベルギーで連合としてベルギーで建の動向については、特に、活発なのが欧州連合としてベルギーで建2

設計画が進んでいる計画が進んでいる MYRRHA であり、2016であり、2016 年頃着工を目頃着工を目指工を目指している。
建設予算は概建設予算は概略
算は概略 1000 億円で億円で 40％40％をベルギーが分をベルギーが分担し、日本にも 10％程10％程度の協度の協力要請力要請がある。仏国がある。仏国は仏国は FBR 核変換がメ核変換がメインで、ADSで、ADS は欧州連合欧州連合に委ねている。
委ねている。米国ている。米国で
米国ではレーザ
はレーザー核融ー核融合を中性子源としたハ合を中性子源としたハイブリッドブリッド核変換（LLLLNLNL）を）を検討検討中である。アアでは最近最近中が積極核変換（LLNL）を検討中である。
アジアでは最近中国が積極的な動きを見せている。
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質疑応
質疑応答
Q1：核変換技術は地層処分の：核変換技術は地層処分の代替代替ではないとの説明ではないとの説明だ
が、それは現在の国Q1：核変換技術は地層処分の代替ではないとの説明だが、それは現在の国の方針を慮ってのことか、真意ってのことか、真意は真意は？
A1：ってのことではない。譬え
譬え核変換したとしても長寿命核種は核変換したとしても長寿命核種は残A1：慮ってのことではない。
譬え
核変換したとしても長寿命核種は残る。量が減るだ
けでのことで地層処分は分は必が減るだけでのことで地層処分は必要である。
Q2：しかし、かなりコQ2：しかし、かなりコンパ：しかし、かなりコンパクトな処分が可能になるのであンパクトな処分が可能になるのであろう
クトな処分が可能になるのであろう。その場合、ろう。その場合、核変換技術が成立した時点までに既実施してしまったガラス固化体は核変換技術が成立した時点までに既に実施してしまったガラス固化体は邪魔物になってしま物になってしまう
ラトリ
アムを決ずどちらにするからにするか国邪魔物になってしまう。モラトリアムを決め込まずどちらにするか
国はしっかりした方針しっかりした方針を出すべきと思う
きと思う。
思う。
A2：
残念ながら、核変換技術はその方向性を示すまでの技術に至A2：残念ながら、核変換技術はその方向性を示すまでの技術に至っていない。
Q3：
Q3：国民は核変換技術は国民は核変換技術は消滅
は核変換技術は消滅処理
消滅処理だ処理だと思っている。処分地の面積が減るだっている。処分地の面積が減るだけ
では国民
では国民は国民は納得しないのではないか納得しないのではないか？
しないのではないか？
A3：有害度が：有害度が直接直接処分で数処分で数万ったものが、数百年になることで有意A3：有害度が直接処分で数万年だったものが、数百年になることで有意な技術であるとは説明できるとは説明できるであであろう
ろう。
しかし、国民国民が誤解しないよしないよう術であるとは説明できるであろう。しかし、国民が誤解しないよ
うな肌
かいリ
スクコミュニケ
ミュニケーシーション
ョンは要であろう
ろう。
理細かい
リスクコ
ミュニケーション
は必要であろう。
C4：FBR で核変換するレベルならまだで核変換するレベルならまだ現実感があるの実感があるのだ
があるのだが、ADSが、ADS の核変換の話を聞いていると、技術的ハいていると、技術的ハードルが高すぎードルが高すぎるようるような気がする。FBRがする。FBR難航しているので、しているので、更しい道捉えられかられかねが難航しているので、更に難しい道を選んだと捉えられかねない。
C5：高レベル放射性廃棄物の：高レベル放射性廃棄物の社会社会的受容性を性を求めるために、どC5：高レベル放射性廃棄物の社会的受容性を求めるために、どんどん技術的に難しい問題しい問題を問題を巻き込むよ込むようだ。
うだ。

以 上

文責 早野睦彦

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