抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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10年間,炭化けい素(SiC)マトリックスに3構造等方性(TRISO)燃料粒子を含む完全セラミックマイクロカプセル化(FCM)燃料を軽水炉(LWR)の事故耐性燃料として研究した。他の例は,異なるマトリックス材料を有するLWR燃料に対するTRISOベースの概念が存在する。以前の研究では,SiC(または他の)マトリックスにおいて約0.44のTRISO粒子体積充填を仮定し,従来の製造で可能な最高の現実的充填率であった。先進製造における最近の進歩は,非常に高い可能なTRISO充填率(0.5~0.7)を有する3D印刷SiCマトリックス中に従来製造されたTRISO粒子から成る燃料形態の開発と実証をもたらした。この増加したウラン負荷は,LWRsにおけるTRISOベースの粒子燃料形態の使用の実行可能性を高めた。燃料サイクル長さ,達成可能な燃料燃焼度,反応性係数および燃料サイクル性能の観点から,LWRにおける高充填率TRISOベース粒子燃料形態の実行可能性を評価した。高充填率TRISOベース燃料は,一定のサイクル長さで,一定の濃縮で,より長いサイクル長さ(0.55の充填分率で約25%)と,濃縮減少(0.44の充填分率で約25%)を,一定サイクル長さで可能にする。異なる燃料カーネルタイプ(窒化ウラン,ウランオキシカーバイド,および炭化ウラン)の研究は,ウランオキシカーバイドのサイクル長さは窒化ウランまたは炭化ウラン(酸化ウランのより低い密度による)よりも短いが,同様の結果をもたらす。本研究はまた,ウランモノ窒化物燃料カーネルの運転中の14Nの中性子吸収から生じる14Cの生成を特性化した。14C/Nの比率は,放電で1~2%であった。燃料サイクル評価では,100と100,000年の使用済み核燃料と高レベル廃棄物の活動は,従来のLWR燃料よりも高充填率燃料で低かった。環境影響計量は全体的に同様であったが,燃料サイクルのフロントエンドで高く,燃料サイクルのバックエンドで低かった。高充填率TRISOベース燃料の反応性係数は,従来の燃料のそれらと比較して合理的であった。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】