§3 高速増殖炉および新型転換炉の開発
1高速増殖炉

 高速増殖炉の開発については,原研において,38年以来,建設がすすめられてきた高速炉臨界実験装置(FCA)が,42年4月,20%濃縮ウラン96.7キログラムの装荷によって臨界に達し,その第1歩を踏み出したが,42年度は,このFCAの完成により,炉物理研究がすすめられるとともに,原研および動燃事業団を中心として,実験炉の設計が行なわれた。このほか高速増殖炉の開発に必要なナトリウム工学,主要機器,プルトニウム-ウラン混合酸化物系燃料,安全性等について研究開発がすすめられた。

(1)実験炉および原型炉の設計

(一次概念設計)
原研において実験炉の核設計および構造設計について第一次概念設計が行なわれ,42年8月,完了した。核設計については,炉心容量200,240,300リットルのものについて臨界量,増殖比,出力分布等の解析がすすめられ,20%濃縮ウランとプルトニウムとの混合の酸化物燃料を用いる体系について核的特性の解析が行なわれた。構造設計については,制御系の設計および燃料集合体開発に関する諸問題の研究がすすめられたほか,燃料取扱機構および冷却系の概念設計が行なわれた。

(二次概念設計)
42年9月,実験炉本体および付属設備についての二次概念設計は,原研から日本揮発油(株)に発注された。その後,これらの業務は動燃事業団にひきつがれ,43年3月,原研で行なわれた二次概念設計の補足部分,燃料使用中検査施設等の設計が動燃事業団から,同社に発注され,5月に完了した。

(2)炉物理研究

 炉物理研究については,原研のFCAを用い,諸特性の測定,解析,検討が行なわれ,43年1月からは,中速炉心を用いてそのエネルギー分布の測定等が行なわれている。

(3)ナトリウム工学実験

 ナトリウム技術の開発については,原研のマザードーター・ループにより運転技術,機器,計測器等の試作開発,ループ製作上の技術開発が行なわれるとともに高速実験炉の概念設計,詳細設計に必要なデータを得るため,液体ナトリウム腐食試験,ナトリウム中の不純物挙動試験が行なわれた。

(4)主要機器,部品の開発

 炉体構造物の開発を行なうため,実験炉の概念設計にもとづいて,その主要機器(しゃへいプラグ,炉心支持板,燃料取替装置等)の試作開発が必要であり,42年度には,コンクリートダクトでの貫通部放射線漏洩実験等高速中性子しゃへい体に関する研究が原研において行なわれた。

(5)核燃料の開発

(燃料要素等)
高速実験炉に最初に装荷される予定の高密度ペレット型,およびその後使用される予定の低密度ペレット型,振動充填型等の各プルトニウム-ウラン混合酸化物系燃料の製造に関する研究および物性値の測定等が動燃事業団において行なわれた。さらに燃料ピンの試作検討,端栓溶接法の研究等が動燃事業団において行なわれた。
 また,燃料集合体については,動燃事業団,原研,民間の協力により試作が行なわれ,その性能試験が行なわれた。
(燃料被覆管)
高速実験炉の燃料被覆材としては,ステンレス鋼が用いられる予定であるが,動燃事業団から,その薄肉管が(株)神戸製鋼所,住友金属工業(株)に試作発注され,試作品について種々の試験が行なわれた。
 また,原研において,同材料について熱処理,成分組成,加工度の影響等の研究が行なわれた。
(照射試験)
米国のエンリコ・フェルミ炉を用いて行なう予定の照射試験に関連して,高密度ペレット型,低密度ペレット型,振動充填型,穴あき型等各種燃料の照射試料の製作が動燃事業団において行なわれた。

(6)安全性の研究

(実験炉の安全性評価)
原研において,実験炉の安全性評価を行なうために必要な燃料集合体の材料湾曲およびナトリウムのボイド効果の計算コードが作られ,実験炉の災害解析が行なわれ,仮想事故解析のための諸定数,状態方程式が求められた。
(安全防護施設の研究)
高速炉開発にともない新たに必要となる安全研究課題についての調査および安全防護施設の研究が動燃事業団から原子力安全研究協会に委託された。


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