我が国における高速増殖炉の開発は動力炉・核燃料開発事業団において一元的に行われており,第一段階の実験炉が既に順調に運転を開始している。
また,次のステップの原型炉については,建設の準備を進めている。さらに,高速増殖炉の実用化を円滑に進めるためには,実証炉の建設が必要であり,動力炉・核燃料開発事業団において,関連の研究開発が進められている。
（１）実験炉の建設,運転
実験炉「常陽」は,我が国初のナトリウム冷却型高速増殖炉であり,この設計,建設,運転を通じて高速増殖炉に関する技術的経験を蓄積するとともに,将来は,燃料,材料等の照射施設として利用することを目的としている。
実験炉「常陽」については,昭和45年2月,原子炉等規制法に基づく設置が許可され,茨城県の動力炉・核燃料開発事業団大洗工学センターにおいて建設を進めてきた。昭和49年末には機器据付けを完了し,昭和52年2月総合機能試験を終了し,昭和52年4月,初臨界を達成した。その後,低出力での炉物理特性を中心にした実験を終了した険出力を上昇し,昭和53年7月,第1期目標熱出力5万キロワットを達成,10月から昭和54年2月まで5万キロワット定格運転を行つた。更に昭和54年7月第2期目標熱力7.5万キロワットに達し,各種性能試験を実施した。
（２）原型炉の建設準備
原型炉「もんじゅ」は,その設計,建設,運転の経験を通じて,高速増殖炉の性能,信頼性等を確認し,更に,将来の発電炉の主流となるものとして実用炉の段階における経済性の目安を得ることを目的としている。
原型炉「もんじゅ」の設計については,昭和43年度に予備設計を行い,更に,昭和44～47年度に第1次～第3次設計を行った。昭和48年度以降はその後の研究開発の成果等を反映させるための調整設計を,その後昭和52年度から開始した製作準備設計を昭和54年度も継続して実施している。これらの設計作業の取りまとめに当たっては国内4メーカーの共同により設立されたFBRエンジニアリング事務所が当っている。
また,原型炉「もんじゅ」の敷地については,昭和53年8月から国及び県において環境審査等が行われており,その後原子炉の安全審査を経て,建設に着手できるよう諸準備が進められている。
（３）研究開発
高速増殖炉の研究開発は,動力炉・核燃料開発事業団大洗工学センターのナトリウム流動伝熱試験装置,50MW蒸気発生器試験施設等の各施設を中核として実施されているほか,日米,日英,日独仏の協力が動力炉・核燃料開発事業団を当事者として行われている。
- ①炉物理
- 日本原子力研究所に設置されている高速臨界実験装置(FCA)を用いた原型炉炉心の部分モックアップ実験を前年度に引き続き実施しているほか,高速炉炉心核設計法の確立のためのバーンアップ計算法の開発,炉定数の作成と評価,核データの評価等を実施している。
- ② ナトリウム技術
- ナトリウム中での構造材料の特性を調査するため,材料試験ループ等を用いて,質量移行試験,各種クリープ試験等を行っている。
また,ナトリウム流動伝熱試験装置を用いて,燃料集合体を中心とした各種機器の耐久試験,確性試験を行ったほか,ナトリウム分析法の開発,ナトリウム純度管理技術の開発等を実施している。 - ③ 主要機器,部品
- 実験炉用構造機器については,ナトリウム冷却系機器の耐久試験等を行っている。原型炉用構造機器については,燃料交換機,制御棒駆動機構,1次系ポンプ等のモックアップ試験,炉体構造について水流動試験,1次収納構造物について健全性試験,中間熱交換器についてナトリウム熱衝撃試験,NaKについて流動試験を行っている。また,供用期間中検査装置,回転プラグシール構造,ナトリウム用大型弁類,熱膨張吸収装置,予熱法等の開発を行っている。
- ④計測制御
- 原型炉において使用する検出器,回路系の開発を中心として,炉内及び炉外中性子検出器,破損燃料検出装置,ナトリウム流量計,ナトリウム透視器等の試験等を行っている。
- ⑤ 燃料・材料
- フランスの実験炉ラプソディー等による燃料照射を引き続き行うとともに,燃料ピン,燃料集合体等の製造技術の開発,照射燃料試験施設(AG F)等における照射後試験等を実施している。
- ⑥構造材料
- 原型炉の高温構造設計解析法の開発,空気中,ナトリウム中の材料試験及び照射試験を行っている。
- ⑦安全性
- 動力炉・核燃料開発事業団大洗工学センターの高速炉安全性試験室におけるナトリウム過渡沸とう試験等の炉内安全研究を行ったほか,1次系配管の信頼性に関する研究,耐衝撃試験,耐震構造試験,事故時の放射性物質移行試験等を実施している。また,国際共同研究である反応度事故模擬炉内試験,大規模炉内安全性試験等を実施している。
- ⑧ 蒸気発生器
- 熱出力50MW蒸気発生器2号機による各種試験運転を実施している。
またナトリウム―水反応試験では,大リーク及び小リークのナトリウム水反応試験と継続して実施するとともに,蒸気発生器安全性総合試験装置での大規模ナトリウム―水反応試験を実施している。 - ⑨再処理
- 高速増殖炉燃料に対して,世界の主流を占める湿式再処理法を適用することとし,再処理試験施設の予備設計,主要工程の研究を行うとともに,高レベル放射性廃棄物処理処分技術開発施設の建設を進めている。
- ⑩国際協力
- 高速増殖炉に関する日英,日米,日独協力が順調に進展した他,ソ連との協力が昭和53年1月に両国により合意され,昭和54年度から開始されることになり,また,昭和53年5月,日独協力協定に仏国が加わることになった。
| 目次へ | 第７章 第２節へ |