使用済み核燃料 - 暇つぶしWikipedia

使用済み核燃料

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^ 館野・野口・吉田(2007) p.78
^ 長崎・中山(2011) pp.22-23
^ この高レベル放射性廃棄物 (HLW) に対して、群分離した上で、超長半減期のマイナーアクチノイド（アメリシウムなど）と長半減期核分裂生成物 LLFP（ヨウ素など）を、高速炉や加速器駆動未臨界炉で中性子照射して核分裂させ、すべて短半減期の同位体に核種変換（消滅処理）する分離変換技術の研究開発の試みが存在する。なお、群分離においては、高発熱量核分裂生成物（ストロンチウム90・セシウム137）を分離して熱利用・放射線利用に転用し、有用高価な白金族やレアメタルは回収する。残った残渣の「低発熱・短半減期核分裂生成物」だけをガラス固化して100年 - 500年保管し、天然ウラン並みに放射線が低下した時点で再利用または廃棄する。
工程は複雑になるが、数万年も監視する必要はなくなり、100年 - 500年の監視で天然ウラン並みに放射線が低下して廃棄や資源利用が可能になる。核分裂生成物から熱を蒸気発生用に回収でき、低温になったガラス固化体は稠密に保管でき貯蔵スペースを大幅に節減できるとして日本でもオメガ計画として技術開発が進められている。
^ “ワンススルー方式”. ATOMICA. 高度情報科学技術研究機構 (2010年8月). 2016年12月22日閲覧。
^ “使用済燃料の直接処分研究開発の進捗状況” (PDF). 地層処分研究開発・評価委員会. 日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所 (2015年2月5日). 2016年12月22日閲覧。
^ 使用済み核燃料の放射能の時間による変化の計算例が、「軽水炉、プルサーマル炉、高速炉および研究炉の使用済燃料中の放射能」（『ATOMICA』、1998年10月）で原子炉の種別ごとに示されている。
^ プルトニウムにはさまざまな同位体（質量数 238、239、240、241、242、244）があり、このうち使用済み核燃料ではプルトニウム239とプルトニウム240が主体で、プルトニウム241とプルトニウム242も少し含まれる。プルトニウム241とプルトニウム242はともに核兵器の爆発には影響しない。プルトニウム241は半減期14.4年でアメリシウム241（半減期432年）へ崩壊するため比較的早期に減少するが、アメリシウム241の崩壊熱が大きいため、比率が高いと完成した核兵器の放熱が必要になる。プルトニウム242（半減期375,000年）は体積を増加させるだけである。
^ 一般的な兵器用プルトニウムの生産では、パイルとよばれる専用の黒鉛炉で新しいウラン燃料を使って短期間（おそらく数か月など）燃焼させた核燃料を取り出して利用する。必要なプルトニウム239がある程度生成しており、かつ有害なプルトニウム240の比率が低い。
^ a b c 市川・館野(1986) p.184
^ 軽水炉の使用済み核燃料に含まれるプルトニウムにはプルトニウム240が全プルトニウム中の20%から40%も含まれる。
^ 発電用原子炉の中でも高速増殖炉からは、炉心の周囲のブランケット部分で、プルトニウム240が非常に少なく、プルトニウム239が97%以上の兵器級プルトニウムを生産できる。
^ ただし、爆弾はサイズだけは巨大化するが爆発力はせいぜい1キロトン止まりとなり、兵器としては現実的でないと言われる。兵器として十分使えるプルトニウムを得るには、プルトニウム240の含有量を減らすため、経済性を無視して、原子炉から燃料棒を早く抜き出さなくてはならない。このため国際原子力機関 (IAEA) は商用原子炉の核燃料交換作業に非常に注意を払っている。

参考文献

 吉川榮和、垣本直人、八尾健『発電工学』(社)電気学会〈電気学会大学講座〉、2003年。

小池東一郎編編『大学課程電力発生工学』オーム社、1980年。

長崎晋也、中山真一(共編)『放射性廃棄物の工学』オーム社〈原子力教科書〉、2011年。

土井和巳『そこが知りたい放射性廃棄物 ?用語解説付?』日刊工業新聞社、1993年。

市川富士夫、館野淳『地球をまわる放射能?核燃料サイクルと原発?』大月書店、1986年。

館野淳、野口邦和、吉田康彦『どうするプルトニウム』リベルタ出版、2007年。

原子力委員会 (1998), ⇒高レベル放射性廃棄物処分に向けての基本的考え方について, ⇒http://www.aec.go.jp/jicst/NC/pressrelease/files/20121129/02.pdf

IAEA (1988), ⇒Radioactive Waste Management Glossary (2nd ed.), ⇒http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/te_447_web.pdf

原子力委員会新計画策定会議技術検討小委員会 (2004), ⇒基本シナリオの核燃料サイクルコスト比較に関する報告書, ⇒http://www.aec.go.jp/jicst/NC/iinkai/teirei/siryo2004/kettei/sakutei041124.pdf

原子力用語研究会編編『図解原子力用語辞典』（新版）日刊工業新聞社、1974年。

関連項目

 原子力発電環境整備機構（略称：原環機構、NUMO）

オメガ計画

ドライキャスク

セラフィールド

核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律

特定放射性廃棄物の最終処分に関する法律

使用済燃料管理及び放射性廃棄物管理の安全に関する条約

 外部リンク

核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律（昭和三十二年法律第百六十六号）.e-Gov法令検索. 総務省行政管理局

核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律施行令（昭和三十二年政令第三百二十四号）.e-Gov法令検索. 総務省行政管理局

実用発電用原子炉の設置、運転等に関する規則（昭和五十三年通商産業省令第七十七号）.e-Gov法令検索. 総務省行政管理局

特定放射性廃棄物の最終処分に関する法律（平成十二年法律第百十七号） .e-Gov法令検索. 総務省行政管理局

特定放射性廃棄物の最終処分に関する法律施行令（平成十二年政令第四百六十二号） .e-Gov法令検索. 総務省行政管理局

特定放射性廃棄物の最終処分に関する法律施行規則（平成十二年通商産業省令第百五十一号）.e-Gov法令検索. 総務省行政管理局

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