質問: 使用済み核燃料(燃料集合体)の処理の仕方について教えてください!
回答: 1.取り出したばかりの使用済み核燃料には、核分裂生成物の中に多くの 放射性同位体が存在する。これらは崩壊することにより多量の熱を発生する ことにより、冷却しないままでは燃料ペレットを融かしてしまう。 そのため取り出した燃料棒は原発内にある燃料プールで冷却する必要がある。 2.通常原発の運転で発生する使用済み核燃料の大まかの組成は、 燃やし残りのウラン235が1%、ウラン238が95%、プルトニウムが1%、 核分裂生成物が3%。これを再処理することによりウランとプルトニウムを 回収するので、元の量の3%程度の核分裂生成物が残る。 廃棄する量は3%程度に減容できるが、発熱の主原因の一つなので、 再処理前に比べて同一体積当たりの発熱量は何倍にもなる。 そういうわけで、拡散しないようにガラス固化させた後も長期の冷却が 必要になる。 これら核分裂生成物は半減期が高々数十年と短かいものが多く、 50年保管すればかなりの量が崩壊して発熱量は低下していく。 (下記論文の p.16 参照) 他の回答者氏の回答の中で「超ウラン元素が大量に存在し、その自発核分裂 が発熱の原因」というものがあるが、これはウソ。全体の量からすると プルトニウムより後の超ウラン元素の生成は少ないし、半減期も極端に 短いものはないので、発熱の主要因は核分裂生成物の崩壊熱。 ( の p.5、6 参照 ) これら超ウラン元素(マイナーアクチニド)はウランやプルトニウムの回収時 いっしょに回収される。 3.回収しきれなかったウランやプルトニウムなどの長寿命放射性物質は 50年冷却後も崩壊して放射線は出し続ける。 発熱は少なくなるので冷却管理は必要なくなるが、天然のウラン鉱石程度 まで放射能が下がるまでには数万年かかる。その間はガラス固化体の 破損などによる汚染を防ぐために管理が必要、ということ。