平成１７年度採択課題
 革新技術創出型研究開発（核燃料サイクル技術）
| No. |
研究開発課題名 |
| 研究代表者 |
所属機関* |
開発期間（年） |
| 概要 |
| 1 |
効果的環境負荷低減策創出の為の高性能Am含有酸化物燃料の研究 |
| 田中 健哉 |
核燃料サイクル開発機構 |
5 |
| 使用済み燃料中のマイナーアクチノイド（MA）を現有サイクル技術を利用してプルトニウムとともに抽出し、MA含有MOX燃料に加工して高速炉燃料としてリサイクルできるMA含有酸化物燃料製造技術の開発を行う。本研究では、酸化ウランやMOX燃料に10wt.％程度アメリシウム（Am）を含有させる方法の研究開発、Am含有により生じる燃料物性の劣化を改善するため添加材の研究開発を実際のAmを用いた実験により行う。これにより、わが国の核燃料サイクル技術に高性能MA含有酸化物燃料によるMAリサイクル燃料システムという資源有効活用性と環境負荷低減性に優れた有力なオプションを追加することが可能となる。
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| 2 |
超臨界流体を用いた全アクチニド一括分離システムの開発 |
| 小山 智造 |
核燃料サイクル開発機構 |
5 |
| 超臨界二酸化炭素（CO2）流体の優れた浸透性と溶解性を有効に活用して、使用済み燃料固体から溶媒に全アクチノイドを一括分離する技術開発を行う。本開発では、直接抽出技術特有の高濃度条件下での超臨界CO2による直接抽出の抽出条件データを拡充する。さらに、全アクチノイド一括分離条件の推定を行い、未照射MOX及び照射済みMOX燃料を用いた成立性確証試験ならびに本分離システムの運転上必要となるオンラインモニタリングの成立性確認試験を実施する。これにより、従来のPUREX法の主要工程（溶解・清澄・調整・抽出）とMA回収工程を直接抽出という単一工程に簡素化するとともに高放射性廃液の発生を最小限に低減することにより経済性の向上と廃棄物発生量の低減を同時に実現できる革新的分離プロセスを構築できる。
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| 3 |
新規抽出剤・吸着剤によるTRU・FP分離の要素技術開発 |
| 木村 貴海 |
日本原子力研究所 |
5 |
| 独自に開発したウラン(U)やプルトニウム(Pu)を選択的に抽出するモノアミド（BAMA）、超ウラン元素（TRU）を効率的に抽出するテトラオクチルジグリコールアミド（TODGA）等の技術経験を基に、さらに抽出容量・選択性、TRU/ストロンチウム分離ならびに有害核分裂生成物（FP）の選択的分離能の優れた新規抽出剤・吸着剤の開発を行う。本要素技術開発では、U,Puを分離した廃液から全TRUの99.9%以上を回収でき、TODGAよりも抽出容量の大きな新規DGAを開発するとともに、ピリアジンアミド等のN-ドナー配位子を改良・開発して、硝酸溶液から3価のマイナーアクチノイドのみを選択的に分離する技術を開発する。さらに、単一カラムによる抽出クロマトグラフ法で発熱性FPの分離・精製が可能な新規クラウン化合物の開発を行うとともに、廃棄物減容効果の大きいモリブデン元素の選択分離が可能な新規吸着剤開発をあわせて行う。これにより、高速増殖炉燃料に対応できる経済的で、長寿命核種の核変換及び廃棄物処理場の負担軽減も可能な革新的な分離プロセスの構築に寄与する。
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| 4 |
次世代再処理機器用耐硝酸性材料技術の研究開発 |
| 中山 準平 |
株式会社神戸製鋼所 |
5 |
| 難溶性MOX燃料や酸化剤生成元素の核分裂生成物や超ウラン元素濃度の高い新型燃料に対応した再処理や群分離プロセスに必要な強酸化性硝酸用合金の実用化のための技術開発を行う。本研究開発では、強酸化性硝酸環境に対応した無粒界腐食型ステンレス鋼、伝熱部材用の過不動態腐食抑制型の高クロム-タングステン-シリコン系ニッケル基合金及び蒸発機器用で難溶性MOX用の混酸系プロセスに対応できるニオブ系合金新材料の超高純度仕様（UHP）材を試作する。その際、その大型構造材の中間製品が廉価原料を用いて一貫製造できる複合溶解技術を開発する。さらに、UHP仕様合金の共材及び異材の溶接・接合継手技術の開発を行い、実用環境の適応評価試験等を実施する。これにより、新型燃料の再処理や群分離プロセスにおける強酸化性硝酸環境対応型のUHP材の実用化を目指す。
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| 5 |
高選択・制御性沈殿剤による高度化沈殿法再処理システムの開発 |
| 池田 泰久 |
東京工業大学 |
4 |
| 独自に開発した高選択性・制御性の優れた沈殿剤により、使用済み高速増殖炉（FBR）燃料溶解液中の酸化ウランイオンや酸化プルトニウムイオンの沈殿反応を効率的に行い、FBR燃料として使用可能なプルトニウム・ウラン混合酸化物及びウラン酸化物を簡素なプロセスで得る再処理システムの開発を目的とする。本開発では、C,H,O,Nのみからなるユニークなピロリドン化合物（NCP）の開発経験を基に、さらに選択・制御性の優れた新沈殿剤を開発し、これらの性能評価をウランを用いた基礎試験やプルトニウムを含む超ウラン元素試験により実施することで、高度化沈殿法再処理システムの基盤的な確証を行う。また、沈殿物を取り扱うプロセスでの沈殿効率、除染性能等を工学的に検討するとともに、沈殿を確実・安全に無害化ガス処理する焼成工程を工学的試験により検証し、信頼性の高い再処理プロセス技術を確立する。これにより、現在研究開発中の各種FBR再処理法の持つ安全性・操作性・保守等の課題をも克服できる我が国独自の再処理システムを構築できる。
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| 6 |
低除染TRU燃料の非破壊・遠隔分析技術開発 |
| 若井田 育夫 |
日本原子力研究所 |
5 |
| 煩雑で時間のかかる従来の低除染超ウラン元素燃料中のマイナーアクチノイド（MA）及び核分裂生成物（FP）の組成成分分析方法に代わり、非破壊的かつ迅速に高精度の分析が行えるレーザー利用直接遠隔分析法の開発を行う。本技術開発では、固体燃料にレーザーを照射して試料表面にプラズマを生成させ、発生する蛍光を分光することによって元素を分析するレーザー励起ブレークダウン分光分析法と、このプラズマ中に共鳴励起用レーザー光を入射し着目した元素の吸収・蛍光を測定することにより同位体比を測定する、レー ザー共鳴蛍光・吸収分光測定等を組み合わせ、グローブボックスから離れた別エリアからレーザー制御、分光分析の遠隔操作ができる分光分析システム技術を確立するとともに、模擬試料を用いた基礎的試験データを統計処理することにより高精度の同位体組成比計測法を確立し、ウラン-235について5%程度までの濃縮度分析を可能とする同位体組成比分析技術の確立を目指す。さらに、ウランを試料母材としてppmオーダーの不純物を含む模擬ターゲットの分析を行い、燃料中プルトニウム、MAが完全に同定できる高感度分光分析技術を確立する。これにより、ウラン、プルトニウムに含まれる5ppmオーダーの微量MAの非破壊的迅速分析法及びそのための分析機器の実用化を目指す。
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| ※所属機関は申請時のもの。 |
