１．高速増殖炉
高速増殖炉(FBR)は,発電しながら消費した以上の核燃料を生成する画期的な原子炉であり,ウラン資源を最大限に利用し得るものであるので,核燃料の資源問題を基本的に解決でき,将来の原子力発電の主流となるものと考えられている。
我が国初の実験炉「常陽」については,その建設・運転を通じ技術的経験を蓄積してきたところであり,1983年8月以降は燃料・材料の照射用施設として利用されている。
また,実験炉に続く原型炉「もんじゅ」(28方キロワット)については,1983年5月に原子炉の設置が許可され,1991年4月に機器据付が完了し,1994年4月の臨界を目指して,現在,性能試験が進められている。さらに,実証炉以降の開発の進め方については,原子力委員会の高速増殖炉開発計画専門部会において検討が進められている。
(1)実験炉の運転
実験炉「常陽」は,1977年4月の初臨界以来順調な運転を続け,原型炉等の開発に必要な技術データや運転経験を着実に蓄積してきた。
1980年1月から1981年12月まで増殖炉心(MK-I炉心:熱出力7万5千キロワット)での運転が行われた。引き続いて,照射炉心(MK-II:熱出力10万キロワット)への改造が行われ,現在,順調に運転が行われている。この間,1984年9月には,「常陽」の使用済燃料から回収されたプルトニウムが再び「常陽」に装荷されるという,初の高速炉でのリサイクル利用を実現,1986年10月には,高速増殖炉固有の安全性を確認するための自然循環試験を定格出力においた実施し,1988年5月からの1サイクル70日間運転の達成と,炉心燃料の最高燃焼度約75,000メガワット日/トンを達成した。1988年8月からの,日仏交換照射計画に基づく,仏製被覆管を用いた燃料の照射試験,1991年6月及び1992年6月の燃料の溶融限界を求めるための高線出力試験を,1992年11月の燃料破損検出技術の開発のための燃料破損模擬試験など各種の試験が行われた。初臨界以来,照射中のものを含め約440体の燃料集合休等の照射試験を実施してきている。
現在,「常陽」の照射能力の向上を目的としてMK-III計画を進めており,高中性子束化,照射運転時間の増大及び照射技術の高度化に関する検討・研究を行っている。
(2)原型炉の建設
原型炉「もんじゅ」は,その設計・建設・運転の経験を通じて,発電プラントとしての高速増殖炉の性能,信頼性を技術的に確認するとともに,経済性についても検討・評価を行うためのデータを得ることを目的としている。
同炉は,1983年5月に内閣総理大臣から原子炉設置許可を取得し,さらに1985年8月には第1回設計及び工事の方法の認可,同年9月には第1,2回工事計画の認可を得て,1985年10月本格工事に着手した。
建設工事は順調に進捗し,1991年4月機器据付が完了した。同年5月,試運転の第一段階である総合機能試験を開始。1992年12月に完了し,現在,第二段階である性能試験が進められている。なお,初臨界は1994年4月を目途としている。
(3)実証炉の開発
原型炉に続く実証炉の開発については,動力炉・核燃料開発事業団において1975年より,また,電気事業者において1978年より概念設計が実施されてきた他,(財)電力中央研究所においても概念の確立に必要な研究が進められてきた。
原子力委員会は,1987年6月に「原子力開発利用長期計画」を取りまとめ,その中で今後の高速増殖炉開発の長期的な進め方を示した。
すなわち,実証炉の設計・建設・運転については電気事業者が動力炉・核燃料開発事業団との密接な連携の下に,主体的役割を果たすこととし,関連する研究開発については,電気事業者,動力炉・核燃料開発事業団,その他関連する研究開発機関等が,それぞれの役割に即し,整合性を持って進めることとされた。また,これら実証炉開発の具体的展開は原子力委員会の高速増殖炉開発計画専門部会において引き続き審議を進めることとされ,同部会はその第一歩として1988年8月「高速増殖炉研究開発の進め方」をまとめた。
さらに,電気事業者においては,実証炉の設計・建設・運転主体を日本原子力発電(株)とし,同社を中心に電力が行う実証炉関係の研究開発,実証炉の基本仕様の選定等を行うこととしている。電気事業者は,いわゆるトップエントリ方式ループ型炉の技術的成立性の確認を主たる目的とした実証炉の予備的概念設計研究を実施したのに引き続き,プラント全般について総合的評価を行うための概念設計研究を行い,原子力委員会においては,このような状況を踏まえ,高速増殖炉開発計画専門部会において,実証炉の炉型選定等基本仕様の妥当性,関連研究開発の進め方等について審議を行っている。現在,これらを踏まえ基本仕様の選定を行っている。
また,我が国の高速増殖炉の開発方針に基づき国内関係機関が実施する研究開発の効率的な分担・運用及び関連する国際協力について協議・調整を行うことを目的として,動力炉・核燃料開発事業団,日本原子力発電(株),日本原子力研究所及び(財)電力中央研究所の4者は,1986年7月,高速増殖炉研究開発運営委員会を発足させた。
さらに,動力炉・核燃料開発事業団と日本原子力発電(株)の間で実証炉の開発をより円滑,効率的に進めることを目的に,1989年3月「高速増殖実証炉の研究開発する技術協力基本協定」が締結され,具体的協力が進められている。
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