第2章 新長期計画策定の背景としての内外の原子力開発利用の現状
6.核燃料リサイクルの技術開発

(参考)諸外国の動向

(1)使用済燃料の再処理
 IAEAによると,1993年現在,世界の主要な濃縮ウラン(軽水炉)及び天然ウラン(ガス炉)の再処理設備容量は,フランスが1,200トンU/年(濃縮ウラン),600トンU/年(天然ウラン),英国が1,500トンU/年(天然ウラン),日本が100トンU年(濃縮ウラン)*旧ソ連が400トンU/年(濃縮ウラン)である。

①フランス
 自国内で再処理を実施するとともに,海外からの委託再処理も実施している。また,軽水炉でのプルトニウム利用,高速増殖炉の研究開発等,核燃料リサイクルを積極的に推進している。
 COGEMAは,1994年8月,軽水炉燃料の年間再処理能力を400トンU/年から800トンU/年に拡張し,かつMOX燃料の再処理にも対応可能としたラ・アーグの再処理工場UP2-800の操業を開始した。
1990年に全面運転を開始したUP3(処理能力:軽水炉燃料800トンU/年)が海外からの委託再処理を行うのに対し,このUP2-800は今後,フランス国内の使用済燃料の再処理を受け持つことになっている。


*実際の日本の再処理設備容量(動燃東海再処理工場)は0.7トンU/日であり,年間70~90トンUを再処理している。

 高速炉燃料再処理についてはマルクールにおいて,APT(TOR)と呼ばれる施設(5トン/年)が操業されている。

②英国
 自国内で再処理を実施するとともに,外国からの委託再処理も実施しており,軽水炉でのプルトニウム利用を図っていく方針である。
 セラフィールドにおいて,外国からの委託再処理のため,1984年より1,200トンU/年の処理能力を有する軽水炉燃料の再処理工場(THORP)の建設を進め,1992年に建設を終了していたが,その後英国政府が公開審議を開催するなどして運転認可が遅れている状況であった。しかし,政府は1993年12月,THORPを含むセラフィールド・サイトからの放射性物質の放出基準変更申請を認可し,THORPの運転開始を決定した。BNFLはこの認可の発効を受けて,1994年1月,ようやくTHORPの操業を開始した。

 高速炉燃料の再処理については,ドーンレイにおいて既に10トン/年のPFRプラントが操業中である。

③ドイツ
 再処理・プルトニウム利用の推進が基本であったが,EC統合等の背景の下1989年に自国内での再処理方針から,英仏に再処理委託を行っていく方針に変更した。
 また,これまで原子力法により再処理・プルトニウム利用が義務付けられてきたが,1994年5月,原子力法の一部改正を含むエネルギー一括法案が成立し,使用済燃料の再処理路線と直接処分路線の両立が認められることとなった。

(2)軽水炉によるMOX燃料利用
 プルトニウムの軽水炉による利用については,主として欧州で実績が積み重ねられている。欧州各国とも新規施設を増設計画中である。

①ベルギー
 デッセルにてベルゴニュークリア社が35トンHM*/年の工場(PO)を操業中であり,40トンHM/年の新工場(Pl)を計画中である。
 1993年12月,ベルギー議会は2基の軽水炉へのMOX燃料装荷を承認した。ベルギーでは,1963年から1987年まで研究炉BR- 3(PWR,1万キロワット)においてMOX燃料を合計125本装荷した経験を有している。

②フランス
 1983年に軽水炉でプルトニウムをリサイクルすることを決定し,1993年は5基の90万キロワット級軽水炉でプルトニウムのリサイクルを行ってきた。1994年には7基となり,2010年までには16基とする予定である。カダラッシュにてCOGEMAが15トンHM/年の工場を操業中である。また,COGEMA,フラマトム社が共同で,マルクールにおいて120トンHM/年の新工場(MELOX)を建設中であり,1995年に操業を開始する予定である。


*HM:重金属(ヘビーメタル)量(ここでは燃料加工規模を燃料に含まれる重金属の量で表現している)。

③ドイツ
 1960年代よりMOX燃料を試験的に使用し,1980年代からは本格的に展開して,現在は7基の軽水炉でMOX燃料を使用している。2010年までには20基程度に増やす予定である。ジーメンス社が,30トンHM/年のハナウ工場において沸騰水型軽水炉(BWR)及び加圧水型軽水炉(PWR)向けのMOX燃料を製造していたが,1991年に操業を停止した。現在,120トンHM/年の新工場が完成を目前に控えているが,完成に必要な許認可の発給拒否や環境保護団体からの訴訟などにより,建設作業速度が大幅に遅れ,その操業目途は立っていない。

④英国
 英国原子力公社(UKAEA)及びBNFLが1993年10月,セラフィールドにおいて8トンHM/年の実証プラントを運転開始させた。また更に,BNFLは120トンHM/年のセラフィールドMOXプラント(SMP)の建設を1994年4月に開始しており,その操業開始は1997年に予定されている。

(3)高速増殖炉の開発
 高速増殖炉開発については,欧州において,1970年代前半にフランス,英国がそれぞれ原型炉フェニックス,PFRの運転を開始した。
 英国のPFRは約20年にわたり運転経験を蓄積し,1994年3月に運転を終了した。フランスのフェニックスはトラブルのため1990年より運転停止状態にあったが,1993年2月には反応度異常の原因究明のため試験運転を実施している。また,ドイツでは,原型炉SNR-300の計画が1991年に運転開始目前で政治的理由から中止された。
 フランスの高速増殖実証炉スーパーフェニックスは,1986年に全出力運転を開始したが,トラブルにより1990年から運転停止状態にあった。その後,公聴会の開催等運転再開に向けて準備が進められてきたが,ナトリウム火災対策をはじめとする各種安全措置が施されたことが確認され,本年8月3日に産業・郵政・貿易大臣及び環境大臣が運転を許可し,翌日には臨界を達成した。今後は,産業規模の高速増殖炉の性能実証を行い,その後プルトニウム燃焼研究,長寿命放射性廃棄物の燃焼研究が行われる予定である。
 また,旧ソ連においては実験炉(BOR-60),原型炉(BN-350),大型原型炉(BN-600)が運転中のほか,これに続く実証炉(BN-800)の建設も進められている。

 このように欧州において,英国,ドイツなど高速増殖炉開発を中止又は縮減する例も見受けられるが,これらの国々においては,既に高速増殖炉技術の開発成果を蓄積しており,短期的なエネルギー事情,特にウラン需給の緩和,財政事情等から高速増殖炉への更なる開発投資を控えているものである。
 他方,米国においては,前述のとおり核不拡散政策について民生用のプルトニウム利用をしないとの方針を打ち出しており,予算に示された措置等を見ても高速増殖炉に対して消極的である。

(4)世界のプルトニウム量
 全世界に存在するプルトニウムは,ストックホルム国際平和研究所等の試算によれば,1990年末時点で軍事用が約257トン,民生用が約654トンである。民生用のうち,使用済燃料中のプルトニウムが約532トン,分離貯蔵されているプルトニウムが約72トン,これら以外は核燃料サイクルの工程中に存在しているものである。分離貯蔵されているプルトニウムのほとんどは,英国及びロシア等に存在している。


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