JP5931353B2 - Spent nuclear fuel reprocessing method and spent nuclear fuel reprocessing facility - Google Patents
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Description
本発明は、原子炉内で使用された使用済核燃料を再処理する使用済核燃料の再処理方法および使用済核燃料の再処理施設に関するものである。 The present invention relates to a spent nuclear fuel reprocessing method and spent nuclear fuel reprocessing facility for reprocessing spent nuclear fuel used in a nuclear reactor.
従来、軽水炉(LWR:Light Water Reactor)で使用された使用済核燃料(以下、LWR使用済核燃料という)を再処理する場合は、LWR用の再処理施設で行われる。一方で、高速増殖炉(FBR:Fast Breeder Reactor)で使用された使用済核燃料(以下、FBR使用済核燃料という)を再処理する場合は、FBR用の再処理施設で行われる。 Conventionally, spent nuclear fuel (hereinafter referred to as LWR spent nuclear fuel) used in a light water reactor (LWR) is reprocessed at a reprocessing facility for LWR. On the other hand, when reprocessing spent nuclear fuel (hereinafter referred to as FBR spent nuclear fuel) used in a fast breeder reactor (FBR), it is performed at a reprocessing facility for FBR.
このような再処理施設を用いた再処理方法として、FBR使用済核燃料を再処理するFBR用の再処理施設と、FBR用の再処理施設で排出される回収残液とLWR使用済核燃料とを再処理するLWR用の再処理施設とを用いた方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この再処理方法では、FBR用の再処理施設で排出される回収残液を、LWR用の再処理施設で再処理できる分、FBR用の再処理施設を経済的に負荷の小さいものとすることができる。 As a reprocessing method using such a reprocessing facility, an FBR reprocessing facility for reprocessing FBR spent nuclear fuel, a recovery residual liquid discharged from the FBR reprocessing facility, and an LWR spent nuclear fuel are used. A method using an LWR reprocessing facility for reprocessing is known (for example, see Patent Document 1). In this reprocessing method, the recovery residual liquid discharged from the FBR reprocessing facility can be reprocessed by the LWR reprocessing facility, so that the FBR reprocessing facility is economically light. Can do.
ところで、使用済核燃料の再処理施設の用地取得や建設費用の観点から、LWR使用済核燃料およびFBR使用済核燃料を単一の再処理施設で再処理することが望まれている。使用済核燃料を単一の再処理施設で再処理する場合、再処理施設には、複数種の異なる使用済核燃料が投入される。このとき、使用済核燃料に含まれる核燃料物質(プルトニウム等)の核分裂性の放射性同位体(プルトニウム239やプルトニウム241等)のフィッサイル率は、使用済核燃料の種類によって異なるフィッサイル率となっている。なお、フィッサイル率とは、核燃料物質中における核分裂性の放射性同位体の割合であり、特に、全プルトニウム中におけるプルトニウム239およびプルトニウム241の割合を、Puフィッサイル率という。 By the way, from the viewpoint of land acquisition and construction cost of a spent nuclear fuel reprocessing facility, it is desired to reprocess the LWR spent nuclear fuel and the FBR spent nuclear fuel in a single reprocessing facility. When the spent nuclear fuel is reprocessed in a single reprocessing facility, a plurality of different types of spent nuclear fuel are input into the reprocessing facility. At this time, the fissile rate of the fissile radioactive isotopes (plutonium 239, plutonium 241 and the like) of the nuclear fuel material (plutonium and the like) contained in the spent nuclear fuel is different depending on the type of the spent nuclear fuel. The fissile rate is the ratio of fissile radioactive isotopes in the nuclear fuel material. In particular, the ratio of plutonium 239 and plutonium 241 in the total plutonium is called the Pu fissile rate.
再処理後に生成される新たな核燃料を用いて製造される装荷用燃料(例えば、MOX燃料)は、原子力発電施設側からの要求によって、Puフィッサイル率を、目標Puフィッサイル率とする必要があるため、再処理後に生成される新たな核燃料も、目標Puフィッサイル率とする必要がある。しかしながら、再処理施設には、異なるPuフィッサイル率の使用済核燃料が投入されることから、再処理施設に投入される使用済核燃料の種類によっては、新たな核燃料のPuフィッサイル率を目標Puフィッサイル率とすることが困難な場合がある。 A loading fuel manufactured using new nuclear fuel generated after reprocessing (for example, MOX fuel) needs to have the Pu fissile rate as the target Pu fissile rate in response to a request from the nuclear power generation facility. New nuclear fuel generated after reprocessing also needs to have the target Pu fissile rate. However, since spent nuclear fuel with a different Pu fissile rate is input to the reprocessing facility, depending on the type of spent nuclear fuel that is input to the reprocessing facility, the Pu fissile rate of the new nuclear fuel is set as the target Pu fissile rate. It may be difficult to do.
そこで、本発明は、複数種の異なる使用済核燃料を単一の再処理施設で再処理するにあたり、再処理後の新たな核燃料に含まれる核燃料物質の核分裂性の放射性同位体のフィッサイル率を、目標フィッサイル率とすることができる使用済核燃料の再処理方法および使用済核燃料の再処理施設を提供することを課題とする。 Therefore, in the present invention, when a plurality of different spent nuclear fuels are reprocessed in a single reprocessing facility, the fissile ratio of the fissionable radioisotope of the nuclear fuel material contained in the new nuclear fuel after the reprocessing, It is an object of the present invention to provide a spent nuclear fuel reprocessing method and a spent nuclear fuel reprocessing facility capable of achieving a target fissile rate.
本発明の使用済核燃料の再処理方法は、複数種の異なる使用済核燃料を単一の再処理施設において再処理して、新たな核燃料を生成する使用済核燃料の再処理方法であって、核燃料に含まれる核燃料物質の核分裂性の放射性同位体のフィッサイル率が目標フィッサイル率となるように、フィッサイル率の高い高フィッサイル核燃料と、フィッサイル率の低い低フィッサイル核燃料とを混合させる混合工程を備えたことを特徴とする。 The spent nuclear fuel reprocessing method of the present invention is a spent nuclear fuel reprocessing method in which a plurality of different spent nuclear fuels are reprocessed in a single reprocessing facility to generate new nuclear fuel, A mixing step of mixing a high fissil nuclear fuel with a high fissile rate and a low fissile nuclear fuel with a low fissile rate so that the fissile rate of the fissionable radioisotope contained in the nuclear fuel material is the target fissile rate. It is characterized by.
この構成によれば、混合工程では、高フィッサイル核燃料と、低フィッサイル核燃料とを混合させることができるため、再処理後の新たな核燃料に含まれる放射性物質の核分裂性の放射性同位体のフィッサイル率を目標フィッサイル率とすることができる。これにより、再処理後の新たな核燃料を用いることで、要求に応じた所望の装荷用燃料を製造することができる。なお、核燃料物質としては、ウランおよびプルトニウム等であり、核分裂性の放射性同位体としては、ウラン233、ウラン235、プルトニウム239、プルトニウム241およびアメリシウム241等である。 According to this configuration, in the mixing step, the high fissil nuclear fuel and the low fissil nuclear fuel can be mixed. Therefore, the fission rate of the fissionable radioactive isotope of the radioactive material contained in the new nuclear fuel after the reprocessing is increased. It can be the target fissile rate. Thereby, the desired fuel for loading according to a request | requirement can be manufactured by using the new nuclear fuel after reprocessing. The nuclear fuel materials are uranium and plutonium, and the fissile radioisotopes are uranium 233, uranium 235, plutonium 239, plutonium 241 and americium 241 and the like.
この場合、核分裂性の放射性同位体は、プルトニウム239およびプルトニウム241の少なくともいずれか一方を含んでいることが好ましい。 In this case, the fissile radioactive isotope preferably contains at least one of plutonium 239 and plutonium 241.
この構成によれば、新たな核燃料を用いて、軽水炉で使用されるMOX燃料や、高速増殖炉で使用されるMOX燃料等の装荷用燃料を製造する場合において、MOX燃料に混合されるプルトニウムの核分裂性の放射性同位体であるプルトニウム239およびプルトニウム241のPuフィッサイル率を目標Puフィッサイル率とすることができる。これにより、使用済核燃料を再処理して得られる新たなMOX燃料を好適に製造することができる。 According to this configuration, when a fuel for loading such as a MOX fuel used in a light water reactor or a MOX fuel used in a fast breeder reactor is manufactured using a new nuclear fuel, the plutonium mixed with the MOX fuel is used. The Pu fissile rate of plutonium 239 and plutonium 241 which are fissile radioisotopes can be set as the target Pu fissile rate. Thereby, the new MOX fuel obtained by reprocessing a spent nuclear fuel can be manufactured suitably.
この場合、新たな前記核燃料を用いて製造される装荷用燃料に含まれる核燃料物質の富化度を、上限富化度以下にすることが好ましい。 In this case, it is preferable that the enrichment degree of the nuclear fuel material contained in the loading fuel manufactured using the new nuclear fuel is equal to or less than the upper limit enrichment degree.
この構成によれば、新たに生成された核燃料を用いて製造される装荷用燃料に含まれる核燃料物質の富化度を上限富化度以下とすることができるため、装荷用燃料の再処理を容易なものとすることができる。 According to this configuration, since the enrichment of the nuclear fuel material contained in the loading fuel manufactured using the newly generated nuclear fuel can be made lower than the upper limit enrichment, the reprocessing of the loading fuel can be performed. It can be easy.
この場合、核燃料物質は、プルトニウムであり、上限富化度は、30%であることが好ましい。 In this case, the nuclear fuel material is preferably plutonium, and the upper limit enrichment is preferably 30%.
この構成によれば、装荷用燃料におけるプルトニウムの富化度(以下、Pu富化度という)を、目標フィッサイル率とした上で、30%以下にすることができる。これにより、例えば、硝酸を用いて、装荷用燃料を溶解させる場合、Pu富化度が30%以下であるため、装荷用燃料に含まれるプルトニウムの全量を好適に溶解させることができる。なお、Pu富化度とは、核燃料に含まれる全てのウランおよびプルトニウムに対するプルトニウムの割合である。 According to this configuration, the plutonium enrichment (hereinafter referred to as Pu enrichment) in the loading fuel can be set to 30% or less after setting the target fissile rate. Thereby, for example, when the loading fuel is dissolved using nitric acid, since the Pu enrichment is 30% or less, the total amount of plutonium contained in the loading fuel can be suitably dissolved. The Pu enrichment is the ratio of plutonium to all uranium and plutonium contained in the nuclear fuel.
この場合、使用済みの燃料集合体に内包する使用済核燃料を、機械的処理によって暴露させる機械的処理工程と、硝酸を用いて、機械的処理後の使用済核燃料を溶解し、燃料溶解液とする溶解工程と、燃料溶解液中の不溶解残渣を除去する清澄工程と、不溶解残渣が除去された燃料溶解液を計量する計量工程と、計量後の燃料溶解液から核燃料物質を含む溶液を分離する分離工程と、分離後の溶液を精製する精製工程と、精製後の溶液を濃縮し、溶液中の核燃料物質の富化度を調整する富化度調整工程と、富化度調整後の燃料溶解液を脱硝して、核燃料物質を含む新たな核燃料を生成する脱硝工程と、脱硝後の核燃料から装荷用燃料を製造する燃料製造工程と、をさらに備え、混合工程は、機械的処理工程と溶解工程との間、溶解工程と清澄工程との間、清澄工程と計量工程との間、計量工程と分離工程との間、分離工程と精製工程との間、精製工程と富化度調整工程との間、富化度調整工程と脱硝工程との間、および脱硝工程と燃料製造工程との間のうち、いずれかの間で行われていることが好ましい。 In this case, the spent nuclear fuel contained in the spent fuel assembly is exposed by mechanical treatment, and the spent nuclear fuel after mechanical treatment is dissolved using nitric acid, A dissolving step, a refining step for removing the insoluble residue in the fuel solution, a measuring step for measuring the fuel solution from which the insoluble residue has been removed, and a solution containing the nuclear fuel material from the measured fuel solution. A separation step for separation, a purification step for purifying the solution after separation, an enrichment adjustment step for adjusting the enrichment of the nuclear fuel material in the solution by concentrating the solution after purification, and after the adjustment of the enrichment A denitration step of denitrating the fuel solution to generate a new nuclear fuel containing nuclear fuel material, and a fuel production step of producing a loading fuel from the denitrated nuclear fuel, the mixing step is a mechanical treatment step And dissolution process, dissolution process and clarification Between the clarification step and the weighing step, between the weighing step and the separation step, between the separation step and the purification step, between the purification step and the enrichment adjustment step, and the enrichment adjustment step. It is preferable to be performed between the denitration process and between the denitration process and the fuel production process.
この構成によれば、混合工程を、いずれかの工程間で行うことができるため、再処理方法の汎用性を高めることが可能となる。 According to this configuration, since the mixing step can be performed between any of the steps, the versatility of the reprocessing method can be improved.
本発明の使用済核燃料の再処理施設は、複数種の異なる使用済核燃料を再処理して、新たな核燃料を生成する使用済核燃料の再処理施設であって、核燃料に含まれる核燃料物質の核分裂性の放射性同位体のフィッサイル率が目標フィッサイル率となるように、フィッサイル率の高い高フィッサイル核燃料と、フィッサイル率の低い低フィッサイル核燃料とを混合させる混合装置を備えたことを特徴とする。 A spent nuclear fuel reprocessing facility according to the present invention is a spent nuclear fuel reprocessing facility that reprocesses a plurality of different spent nuclear fuels to generate new nuclear fuel, and is intended for fission of nuclear fuel material contained in the nuclear fuel. It is characterized by comprising a mixing device for mixing a high fissile nuclear fuel with a high fissile rate and a low fissile nuclear fuel with a low fissile rate so that the fissile rate of the active radioisotope becomes the target fissile rate.
この構成によれば、混合装置は、高フィッサイル核燃料と、低フィッサイル核燃料とを混合させることができるため、再処理後の新たな核燃料に含まれる核燃料物質の核分裂性の放射性同位体のフィッサイル率を目標フィッサイル率とすることができる。これにより、再処理後の新たな核燃料を用いることで、要求に応じた所望の装荷用燃料を製造することができる。 According to this configuration, since the mixing device can mix the high fissil nuclear fuel and the low fissil nuclear fuel, the fissile ratio of the fissionable radioisotope of the nuclear fuel material contained in the new nuclear fuel after reprocessing is obtained. It can be the target fissile rate. Thereby, the desired fuel for loading according to a request | requirement can be manufactured by using the new nuclear fuel after reprocessing.
この場合、混合装置は、異なるフィッサイル率となる複数種の使用済核燃料をそれぞれ溜める1つ以上のバッファ部と、各バッファ部から供給される使用済核燃料を混合する混合部と、を有することが好ましい。 In this case, the mixing device may include one or more buffer units that respectively store a plurality of types of spent nuclear fuel having different fissile rates, and a mixing unit that mixes the spent nuclear fuel supplied from each buffer unit. preferable.
この構成によれば、複数種の使用済核燃料を1つ以上のバッファ部にそれぞれ溜め、各バッファ部から混合部へ向けて供給される使用済核燃料の供給量を調整することで、混合後の使用済核燃料のフィッサイル率を、目標フィッサイル率に精度よく調整することができる。 According to this configuration, a plurality of types of spent nuclear fuel are respectively stored in one or more buffer units, and the amount of spent nuclear fuel supplied from each buffer unit to the mixing unit is adjusted, whereby the mixed nuclear fuel is mixed. The fissile rate of spent nuclear fuel can be accurately adjusted to the target fissile rate.
この場合、1つ以上のバッファ部に溜められる複数種の使用済核燃料は、混合部へ向けて、一種ずつ順に供給されることが好ましい。 In this case, it is preferable that the plurality of types of spent nuclear fuel stored in one or more buffer units are sequentially supplied to the mixing unit one by one.
この構成によれば、複数種の使用済核燃料を混合部へ向けて一種ずつ順に供給することができるため、混合後の使用済核燃料のフィッサイル率を目標フィッサイル率に調整し易いものとすることができる。なお、複数種の使用済核燃料のうち、高フィッサイル核燃料から順に供給することが好ましい。 According to this configuration, since multiple types of spent nuclear fuel can be sequentially supplied to the mixing unit one by one, it is easy to adjust the fissile rate of the spent nuclear fuel after mixing to the target fissile rate. it can. In addition, it is preferable to supply in order from a high fissile nuclear fuel among several types of spent nuclear fuel.
この場合、混合装置は、異なるフィッサイル率となる複数種の使用済核燃料を混合して溜めるバッファ混合部を有することが好ましい。 In this case, it is preferable that the mixing device has a buffer mixing unit that mixes and stores a plurality of types of spent nuclear fuel having different fissile ratios.
この構成によれば、バッファ部と混合部とを個別に設けることなく、簡易な装置構成で、高フィッサイル核燃料と低フィッサイル核燃料とを混合することができる。 According to this configuration, the high fissile nuclear fuel and the low fissile nuclear fuel can be mixed with a simple apparatus configuration without separately providing the buffer unit and the mixing unit.
この場合、使用済みの燃料集合体に内包する使用済核燃料を、機械的処理によって暴露させる機械的処理装置と、硝酸を用いて、機械的処理後の使用済核燃料を溶解し、燃料溶解液とする溶解装置と、燃料溶解液中の不溶解残渣を除去する清澄装置と、不溶解残渣が除去された燃料溶解液を計量する計量装置と、計量後の燃料溶解液から核燃料物質を含む溶液を分離する分離装置と、分離後の溶液を精製する精製装置と、精製後の溶液を濃縮し、溶液中の核燃料物質の富化度を調整する富化度調整装置と、富化度調整後の溶液を脱硝して、核燃料物質を含む新たな核燃料を生成する脱硝装置と、脱硝後の核燃料から装荷用燃料を製造する燃料製造装置と、をさらに備え、混合装置は、機械的処理装置、溶解装置、清澄装置、計量装置、分離装置、精製装置、富化度調整装置、脱硝装置、燃料製造装置のうち、いずれかの装置に設けられていることが好ましい。 In this case, the spent nuclear fuel contained in the spent fuel assembly is exposed by mechanical treatment, and the spent nuclear fuel after mechanical treatment is dissolved using nitric acid, A dissolving device that removes the insoluble residue in the fuel solution, a weighing device that measures the fuel solution from which the insoluble residue has been removed, and a solution containing nuclear fuel material from the fuel solution after weighing. A separation device for separation, a purification device for purifying the solution after separation, an enrichment adjusting device for concentrating the purified solution to adjust the enrichment of nuclear fuel material in the solution, and after the enrichment adjustment A denitration device that denitrates the solution to generate a new nuclear fuel containing nuclear fuel material, and a fuel production device that produces fuel for loading from the nuclear fuel after denitration, the mixing device includes a mechanical processing device, a melting device Equipment, clarification equipment, weighing equipment, separation equipment , Purifier, enrichment adjusting device, denitrification device, among the fuel production apparatus, it is preferably provided on any device.
この構成によれば、混合装置を、いずれかの装置に設けることができるため、再処理施設の汎用性を高めることができる。 According to this structure, since the mixing apparatus can be provided in any apparatus, the versatility of a reprocessing facility can be improved.
本発明の使用済核燃料の再処理方法および使用済核燃料の再処理施設によれば、単一の再処理施設において、複数種の異なる使用済核燃料を再処理する場合、再処理後の新たな核燃料に含まれる核燃料物質の核分裂性の放射性同位体のフィッサイル率を目標フィッサイル率とすることができるため、要求に応じた所望の装荷用燃料を製造することができる。 According to the spent nuclear fuel reprocessing method and spent nuclear fuel reprocessing facility of the present invention, when a plurality of different spent nuclear fuels are reprocessed in a single reprocessing facility, a new nuclear fuel after the reprocessing is used. Since the fissile rate of the fissionable radioisotope of the nuclear fuel material contained in the target fuel can be set as the target fissile rate, a desired loading fuel can be manufactured according to the demand.
以下、添付した図面を参照して、本発明の使用済核燃料の再処理方法および使用済核燃料の再処理施設について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, a spent nuclear fuel reprocessing method and a spent nuclear fuel reprocessing facility according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the following examples. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
本実施例に係る使用済核燃料の再処理施設は、複数種の異なる使用済核燃料に含まれるウラン(U)およびプルトニウム(Pu)等の核燃料物質を抽出して再処理することにより、新たな核燃料としてのU製品やU/Pu製品を生成するものである。 The spent nuclear fuel reprocessing facility according to the present embodiment extracts a new nuclear fuel by extracting and reprocessing nuclear fuel materials such as uranium (U) and plutonium (Pu) contained in a plurality of different spent nuclear fuels. U products and U / Pu products are generated.
図1は、実施例1に係る使用済核燃料の再処理施設の概略構成図である。再処理施設1は、複数種の異なる使用済核燃料を再処理可能な単一の施設となっている。複数種の異なる使用済核燃料としては、ウラン燃料を沸騰水型原子炉(BWR:Boiling Water Reactor)で使用したBWR使用済核燃料、ウラン燃料を加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)で使用したPWR使用済核燃料、MOX燃料を沸騰水型原子炉で使用したB−MOX使用済核燃料、MOX燃料を加圧水型原子炉で使用したP−MOX使用済核燃料、ウラン燃料またはMOX燃料を高速増殖炉で使用したFBR使用済核燃料等がある。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a spent nuclear fuel reprocessing facility according to the first embodiment. The reprocessing facility 1 is a single facility capable of reprocessing a plurality of different spent nuclear fuels. As different types of spent nuclear fuel, uranium fuel was used in boiling water reactor (BWR), BWR spent nuclear fuel, uranium fuel was used in pressurized water reactor (PWR) PWR spent nuclear fuel, B-MOX spent nuclear fuel using MOX fuel in boiling water reactor, P-MOX spent nuclear fuel using MOX fuel in pressurized water reactor, uranium fuel or MOX fuel in fast breeder reactor There are used FBR spent nuclear fuel.
複数種の使用済核燃料は、使用済核燃料に含まれる核燃料物質の核分裂性の放射性同位体のフィッサイル率や、核燃料物質の富化度が異なっている。ここで、核燃料物質としては、ウランおよびプルトニウム等であり、核分裂性の放射性同位体としては、ウラン233、ウラン235、プルトニウム239、プルトニウム241およびアメリシウム241等である。以下の説明では、核燃料物質として、プルトニウムに適用した場合について説明する。 The multiple types of spent nuclear fuel differ in the fissile ratio of the fissile radioisotope of the nuclear fuel material contained in the spent nuclear fuel and the enrichment of the nuclear fuel material. Here, nuclear fuel materials include uranium and plutonium, and fissile radioisotopes include uranium 233, uranium 235, plutonium 239, plutonium 241 and americium 241. In the following description, the case where it is applied to plutonium as a nuclear fuel material will be described.
使用済核燃料は、使用済核燃料中のプルトニウムのフィッサイル率(Puフィッサイル率)や、核燃料中のプルトニウムの富化度(Pu富化度)が異なっている。Puフィッサイル率とは、プルトニウムの全量に対する核分裂性の放射性同位体の割合を表す指標である。プルトニウムの核分裂性の放射性同位体としては、プルトニウム239(239Pu)およびプルトニウム241(241Pu)である。このため、Puフィッサイル率は、「(239P+241Pu)/Pu」で求められる。また、Pu富化度とは、ウランおよびプルトニウムの全量に対するプルトニウムの含有量の割合を表す指標である。このため、Pu富化度は、「Pu/(U+Pu)」で求められる。なお、Puフィッサイル率とPu富化度とを掛け合わせた指標がPuフィッサイル富化度であり、Puフィッサイル富化度は、「(239P+241Pu)/(U+Pu)」で求められる。 The spent nuclear fuel is different in the plutonium fissile ratio (Pu fissile ratio) in the spent nuclear fuel and the plutonium enrichment (Pu enrichment) in the nuclear fuel. Pu fissile rate is an index representing the ratio of fissile radioisotope to the total amount of plutonium. Plutonium fissionable isotopes are plutonium 239 ( 239 Pu) and plutonium 241 ( 241 Pu). For this reason, the Pu fissile rate is obtained by “( 239 P + 241 Pu) / Pu”. The Pu enrichment is an index representing the ratio of the content of plutonium to the total amount of uranium and plutonium. Therefore, the Pu enrichment is obtained by “Pu / (U + Pu)”. An index obtained by multiplying the Pu fissile rate and the Pu enrichment is the Pu fissile enrichment, and the Pu fissile enrichment is obtained by “( 239 P + 241 Pu) / (U + Pu)”.
ここで、再処理によって生成される新たな核燃料を用いて製造される装荷用燃料(例えば、MOX燃料)は、原子力発電施設側からの要求によって、MOX燃料のPuフィッサイル率を、目標Puフィッサイル率とする必要があり、また、MOX燃料のPu富化度を、目標Pu富化度とする必要がある。換言すれば、MOX燃料のPuフィッサイル富化度を、目標Puフィッサイル富化度とする必要がある。 Here, the loading fuel (for example, the MOX fuel) manufactured using the new nuclear fuel generated by the reprocessing is based on the request from the nuclear power generation facility side for the Pu fissile rate of the MOX fuel and the target Pu fissile rate. In addition, it is necessary to set the Pu enrichment of the MOX fuel to the target Pu enrichment. In other words, the Pu fissile enrichment of the MOX fuel needs to be the target Pu fissile enrichment.
一方で、複数種の使用済核燃料は、Puフィッサイル率が異なっており、特に、B−MOX使用済核燃料は、Puフィッサイル率の最も低い使用済核燃料となっている。このため、例えば、B−MOX使用済核燃料を再処理して得られる新たな核燃料を用いて製造されるMOX燃料は、目標Puフィッサイル率とすると、Pu富化度が上限富化度を超え、再処理することが困難である。このため、実施例1の再処理施設1は、以下のような構成となっている。以下、図1を参照して、上記した複数種の使用済核燃料を再処理する再処理施設1について説明する。 On the other hand, a plurality of types of spent nuclear fuels have different Pu fissile rates, and in particular, B-MOX spent nuclear fuel is the spent nuclear fuel with the lowest Pu fissile rate. Therefore, for example, if the MOX fuel manufactured using new nuclear fuel obtained by reprocessing the B-MOX spent nuclear fuel is the target Pu fissile rate, the Pu enrichment exceeds the upper limit enrichment, It is difficult to reprocess. For this reason, the reprocessing facility 1 of Example 1 has the following configuration. Hereinafter, with reference to FIG. 1, a reprocessing facility 1 for reprocessing a plurality of types of spent nuclear fuel described above will be described.
図1に示すように、再処理施設1は、機械的処理装置(例えば、せん断装置)5と、溶解装置6と、清澄装置7と、計量装置8と、分離装置9と、精製装置10と、富化度調整装置11と、脱硝装置12と、燃料製造装置13と、混合装置とを備えている。
As shown in FIG. 1, the reprocessing facility 1 includes a mechanical processing device (for example, a shearing device) 5, a dissolution device 6, a clarification device 7, a weighing
機械的処理装置5に供給される使用済核燃料は、その成分が予め推定されている。推定される使用済核燃料の成分は、使用前の成分および使用中における燃焼度等のデータに基づいて算出可能となっている。
The components of the spent nuclear fuel supplied to the
機械的処理装置5は、使用済みの燃料集合体に内包する使用済核燃料を、機械的処理によって暴露させている。このとき、機械的処理装置5により使用済核燃料を機械的処理すると廃ガスが発生するため、機械的処理装置5は、発生した廃ガスを図示しない廃ガス処理装置へ向けて送り出している。そして、機械的処理装置5は、機械的処理後の使用済核燃料を溶解装置6へ向けて供給する。
The
溶解装置6は、硝酸を貯留した溶解槽に、機械的処理後の使用済核燃料を投入することで、使用済核燃料を溶解させる。硝酸に溶解した使用済核燃料は燃料溶解液となり、溶解装置6は、燃料溶解液を清澄装置7へ供給する。 The melting device 6 dissolves the spent nuclear fuel by putting the spent nuclear fuel after mechanical treatment into the melting tank storing nitric acid. The spent nuclear fuel dissolved in nitric acid becomes a fuel solution, and the dissolving device 6 supplies the fuel solution to the refining device 7.
清澄装置7は、例えば、遠心分離機で構成されている。清澄装置7は、硝酸に溶解しない燃料溶解液に含まれる不溶解残渣を取り除き、不溶解残渣を除去した燃料溶解液を計量装置8へ供給する。取り除かれた不溶解残渣は、図示しない廃棄物貯蔵槽へ供給される。
The clarification device 7 is composed of, for example, a centrifuge. The clarification device 7 removes the insoluble residue contained in the fuel solution that does not dissolve in nitric acid, and supplies the fuel solution from which the insoluble residue has been removed to the
計量装置8は、燃料溶解液中の成分を計量するために燃料溶解液を受け入れている。燃料溶解液中の成分としては、例えば、硝酸濃度、ウランの量、ウラン中における同位体の割合、プルトニウムの量、プルトニウム中における同位体の割合等がある。そして、燃料溶解液中の成分から、実測値となるU富化度、Uフィッサイル率、Uフィッサイル富化度、Pu富化度、Puフィッサイル率、Puフィッサイル富化度等の指標を導出する。計量装置8は、計量後の燃料溶解液を分離装置9へ供給する。
The
分離装置9は、燃料溶解液から、溶液として、ウラン溶液およびウラン/プルトニウム溶液を分離している。具体的に、分離装置9は、燃料溶解液に抽出溶媒を投入して、ウランおよびプルトニウムを含む抽出溶媒であるウラン/プルトニウム装荷溶媒を生成する。続いて、分離装置9は、ウラン/プルトニウム装荷溶媒にPu逆抽出溶媒を投入して、ウランおよびプルトニウムを含む溶液であるウラン/プルトニウム溶液(以下、U/Pu溶液という)を抽出する。この後、分離装置9は、プルトニウム抽出後のウラン/プルトニウム装荷溶媒であるウラン装荷溶媒にU逆抽出溶媒を投入して、ウランを含む溶液であるウラン溶液(以下、U溶液という)を抽出する。
The
精製装置10は、U溶液およびU/Pu溶液を、硝酸ウラン溶液(以下、硝酸U溶液という)および硝酸ウラン/プルトニウム溶液(以下、硝酸U/Pu溶液という)に精製する。精製装置10は、精製した硝酸U溶液および硝酸U/Pu溶液を、富化度調整装置11へ向けて供給する。
The
富化度調整装置11は、精製した硝酸U溶液および硝酸U/Pu溶液を加熱して濃縮した後の溶液を混合してPu富化度を調整する。具体的に、富化度調整装置11は、濃縮後の硝酸U/Pu溶液に、硝酸U溶液を混合させて、硝酸U/Pu溶液のPu富化度を調整する。富化度調整装置11は、硝酸U溶液および富化度調整後の硝酸U/Pu溶液を脱硝装置12へ向けて供給する。
The enrichment adjusting device 11 adjusts the Pu enrichment by mixing the purified nitric acid U solution and the nitric acid U / Pu solution after heating and concentrating. Specifically, the enrichment adjusting device 11 adjusts the Pu enrichment of the nitric acid U / Pu solution by mixing the nitric acid U solution with the concentrated nitric acid U / Pu solution. The enrichment adjusting device 11 supplies the nitric acid U solution and the enriched nitric acid U / Pu solution to the
脱硝装置12は、硝酸U溶液および富化度調整後の硝酸U/Pu溶液を脱硝して、ウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物とする。そして、得られたウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物は、燃料製造装置13へ送られる。
The
燃料製造装置13は、ウラン酸化物(U製品)およびウラン/プルトニウム酸化物(U/Pu製品)を貯蔵すると共に、貯蔵したウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物を適宜混合して、装荷用燃料を製造している。
The
混合装置は、混合後のPuフィッサイル率が目標Puフィッサイル率となるように、複数種の異なるPuフィッサイル率となる使用済核燃料を混合している。詳細については後述するが、この混合装置は、計量装置8と一体に設けられている。なお、使用済核燃料は、溶解後の燃料溶解液や、分離後のU溶液およびU/Pu溶液、精製後の硝酸U溶液および硝酸U/Pu溶液、脱硝後のウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物等を含む意である。
The mixing device mixes a plurality of kinds of spent nuclear fuels having different Pu fissile rates so that the Pu fissile rate after mixing becomes the target Pu fissile rate. Although details will be described later, the mixing device is provided integrally with the weighing
次に、図2を参照し、混合装置と一体に設けられた計量装置8について具体的に説明する。図2は、実施例1に係る使用済核燃料の再処理施設における計量装置周りの概略構成図である。図2に示すように、計量装置8は、計量槽21と、複数のバッファ槽(バッファ部)22と、調整槽(混合部)23とを有している。
Next, the
計量槽21は、清澄装置7に接続され、燃料溶解液の成分を計量するために、清澄装置7から供給された燃料溶解液を溜めている。計量後の燃料溶解液は、バッファ槽22または調整槽23へ向けて供給される。複数のバッファ槽22は、計量槽21にそれぞれ接続され、計量後の燃料溶解液を一時的に溜めている。なお、実施例1では、バッファ槽22を複数設けたが、バッファ槽22は1つ以上あればよい。バッファ槽22に溜められた燃料溶解液は、調整槽23へ向けて供給される。なお、複数のバッファ槽22には、Puフィッサイル率がそれぞれ異なる燃料溶解液を溜めることが可能となっている。調整槽23は、計量槽21およびバッファ槽22に接続され、計量槽21およびバッファ槽22から供給された燃料溶解液を溜めている。調整槽23には、複数種の異なるPuフィッサイル率の燃料溶解液を流入させることで混合され、混合後のPuフィッサイル率を目標Puフィッサイル率としている。
The measuring
続いて、図3を参照して、上記のように構成された使用済核燃料の再処理施設において行われる使用済核燃料の再処理方法に関する一連のフローについて説明する。図3は、使用済核燃料の再処理方法に関するフローチャートである。 Next, with reference to FIG. 3, a series of flows regarding a spent nuclear fuel reprocessing method performed in the spent nuclear fuel reprocessing facility configured as described above will be described. FIG. 3 is a flowchart regarding a method for reprocessing spent nuclear fuel.
予め成分が推定された使用済核燃料を内包する燃料集合体が、機械的処理装置5に供給されると、機械的処理装置5は、供給された燃料集合体に内包する使用済核燃料を、機械的処理によって暴露させる機械的処理工程S1を実行し、機械的処理後の使用済核燃料を溶解装置6へ向けて供給する。使用済核燃料が溶解装置6に供給されると、溶解装置6は、硝酸を用いて、供給された使用済核燃料を溶解する溶解工程S2を実行し、溶解後の使用済核燃料を燃料溶解液として清澄装置7へ向けて供給する。燃料溶解液が清澄装置7へ供給されると、清澄装置7は、燃料溶解液中に含まれる不溶解残渣を取り除く清澄工程S3を実行し、清澄後の燃料溶解液を計量装置8へ供給する。
When the fuel assembly containing the spent nuclear fuel whose component has been estimated in advance is supplied to the
燃料溶解液が計量装置8へ供給されると、計量装置8は、燃料溶解液を計量槽21に流入させ、計量槽21に溜まった燃料溶解液の成分が計量される計量工程S4を実行する。これにより、計量前に推定された燃料溶解液の成分は、計量後の燃料溶解液の成分との誤差が修正される。計量後の燃料溶解液は、バッファ槽22に供給される。この後、再処理する使用済核燃料の種類分だけ、S1からS4まで工程を繰り返し行う。これにより、複数のバッファ槽22には、異なる種類の燃料溶解液が溜められる。
When the fuel solution is supplied to the
所定の種類の使用済核燃料が燃料溶解液となって複数のバッファ槽22および計量槽21に溜められると、計量装置8は、目標Puフィッサイル率となるように、計量後のPuフィッサイル率およびPu富化度に基づいて、異なるPuフィッサイル率およびPu富化度の燃料溶解液を、1種ずつ順に調整槽23へ向けて供給する。つまり、計量装置8は、Puフィッサイル率の高い燃料溶解液(高Puフィッサイル核燃料)と、Puフィッサイル率の低い燃料溶解液(低Puフィッサイル核燃料)とを、調整槽23において混合する混合工程S5を実行する。なお、複数種の燃料溶解液を調整槽23に供給する場合、Puフィッサイル率の高い燃料溶解液から、順に供給することが好ましい。これにより、計量装置8は、目標Puフィッサイル率となった燃料溶解液を得ることができる。そして、計量装置8は、調整槽23に溜まった燃料溶解液を分離装置9へ向けて供給する。
When a predetermined type of spent nuclear fuel becomes a fuel solution and is stored in the plurality of
燃料溶解液が分離装置9へ供給されると、分離装置9は、燃料溶解液中のウランおよびプルトニウムを、U/Pu溶液およびU溶液として抽出する分離工程S6を実行する。U/Pu溶液およびU溶液を抽出すると、分離装置9は、U/Pu溶液およびU溶液を精製装置10へ向けて供給する。
When the fuel solution is supplied to the
U/Pu溶液およびU溶液が精製装置10へ供給されると、精製装置10は、U溶液およびU/Pu溶液を、硝酸U溶液および硝酸U/Pu溶液に精製する精製工程S7を実行する。この後、精製装置10は、精製した硝酸U溶液および硝酸U/Pu溶液を富化度調整装置11へ向けて供給する。硝酸U溶液および硝酸U/Pu溶液が富化度調整装置11へ供給されると、富化度調整装置11は、硝酸U溶液および硝酸U/Pu溶液を加熱して濃縮した後の溶液を混合してPu富化度を調整する富化度調整工程S8を実行する。この後、富化度調整装置11は、硝酸U溶液および富化度調整後の硝酸U/Pu溶液を脱硝装置12へ向けて供給する。
When the U / Pu solution and the U solution are supplied to the
硝酸U溶液および富化度調整後の硝酸U/Pu溶液が脱硝装置12へ供給されると、脱硝装置12は、硝酸U溶液および硝酸U/Pu溶液を脱硝して、ウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物を生成する脱硝工程S9を実行する。この後、脱硝装置12は、ウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物を燃料製造装置13へ向けて供給する。ウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物が燃料製造装置13へ供給されると、燃料製造装置13は、ウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物を貯蔵容器に一旦貯蔵し、貯蔵したウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物を適宜混合した後、装荷用燃料を製造する燃料製造工程S10を実行する。
When the nitric acid U solution and the enriched nitric acid U / Pu solution are supplied to the
以上のように、実施例1の構成によれば、混合装置が一体となった計量装置8において、高Puフィッサイル核燃料と低Puフィッサイル核燃料とを混合することができるため、混合後の燃料溶解液のPuフィッサイル率を、目標Puフィッサイル率とすることができる。これにより、計量装置8を備えた再処理施設1は、目標Puフィッサイル率となった燃料溶解液(核燃料)から、要求に応じた所望の装荷用燃料を製造することが可能となる。
As described above, according to the configuration of the first embodiment, since the high Pu fissile nuclear fuel and the low Pu fissile nuclear fuel can be mixed in the
また、実施例1の構成によれば、複数のバッファ槽22を設けたため、再処理する1種類の燃料溶解液(使用済核燃料)に対し、1つのバッファ槽22を割り当てることができるため、各バッファ槽22に溜める燃料溶解液の容量を抑制することができる。
Moreover, according to the structure of Example 1, since the
なお、実施例1の再処理施設1では、機械的処理装置5、溶解装置6および清澄装置7を1つずつ設けた一系統としたが、機械的処理装置5、溶解装置6および清澄装置7を複数設けて複数系統とし、計量槽21を介して複数のバッファ槽22へ、複数系統で再処理された燃料溶解液を流入させてもよい。
In the reprocessing facility 1 of the first embodiment, the
また、実施例1の再処理施設1では、調整槽23において複数種の燃料溶解液を混合させたが、混合させる必要のない場合は、バッファ槽22に流入させることなく、計量槽21から調整槽23へ供給した後、分離装置9へ供給してもよい。
In the reprocessing facility 1 of the first embodiment, a plurality of types of fuel solutions are mixed in the
また、実施例1の再処理施設1では、複数のバッファ槽22に流入させた後、調整槽23において混合させたが、これに限らず、図4に示す構成であってもよい。図4は、変形例1に係る使用済核燃料の再処理施設1における計量装置周りの概略構成図である。変形例1に係る再処理施設1の計量装置8は、複数のバッファ槽22を省いた構成となっており、調整槽(バッファ混合部)23が、バッファ槽22の機能を兼ねている。ここで、変形例1に係る使用済核燃料の再処理施設1において行われる使用済核燃料の再処理方法について説明する。
Moreover, in the reprocessing facility 1 of Example 1, after making it flow into the some
変形例1に係る再処理方法において、再処理する複数種の使用済核燃料のうち、1種の使用済核燃料が、機械的処理工程S1から計量工程S4まで実行されると、計量装置8は、計量槽21に溜まった1種の燃料溶解液を、調整槽23へ供給する。この後、他の1種の使用済核燃料が、機械的処理工程S1から計量工程S4まで実行されると、計量装置8は、計量槽21に溜まった他の1種の燃料溶解液を、1種の燃料溶解液が溜まった調整槽23へ供給する。この工程を、再処理する使用済核燃料の種類分だけ繰り返す。
In the reprocessing method according to the modified example 1, when one type of spent nuclear fuel is executed from the mechanical processing step S1 to the weighing step S4 among the plurality of types of spent nuclear fuel to be reprocessed, the weighing
以上のように、変形例1に係る構成でも、計量装置8において、高Puフィッサイル核燃料と低Puフィッサイル核燃料とを混合することができるため、混合後の燃料溶解液のPuフィッサイル率を、目標Puフィッサイル率とすることができる。また、変形例1に係る構成によれば、複数のバッファ槽22を省くことができるため、再処理施設を簡易な構成とすることができる。なお、この場合、混合後の燃料溶解液が目標Puフィッサイル率となるように、予め調整槽23に供給する燃料溶解液の供給量を管理することが好ましい。
As described above, even in the configuration according to the modified example 1, since the high Pu fissile nuclear fuel and the low Pu fissile nuclear fuel can be mixed in the
次に、図5を参照して、実施例2に係る使用済核燃料の再処理施設31および再処理方法について説明する。図5は、実施例2に係る使用済核燃料の再処理施設における分離装置周りの概略構成図である。なお、実施例2では、重複した記載を避けるべく、異なる部分のみ説明する。実施例1に係る使用済核燃料の再処理施設1では、混合装置と計量装置8とを一体としたが、実施例2に係る使用済核燃料の再処理施設31では、混合装置と分離装置35とを一体としている。以下、図5を参照し、混合装置と一体に設けられた分離装置35について具体的に説明する。
Next, the spent nuclear fuel reprocessing facility 31 and the reprocessing method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram around a separation device in a spent nuclear fuel reprocessing facility according to the second embodiment. In the second embodiment, only different parts will be described in order to avoid redundant description. In the spent nuclear fuel reprocessing facility 1 according to the first embodiment, the mixing device and the
分離装置35は、供給槽41と、共除染装置42と、廃液受槽43と、Pu抽出装置44と、U/Pu溶液受槽45と、U抽出装置46と、U溶液受槽47と、複数のバッファ槽(バッファ部)48と、調整槽(混合部)49とを有している。
The
供給槽41は、計量装置8に接続され、計量装置8から供給される燃料溶解液を溜めている。供給槽41に溜められた燃料溶解液は、共除染装置42へ向けて供給される。
The
共除染装置42は、燃料溶解液に抽出溶媒を投入してウランおよびプルトニウムを含む抽出溶媒であるウラン/プルトニウム装荷溶媒を生成する一方で、燃料溶解液に洗浄液を投入して燃料溶解液に含まれる不純物を分離する。つまり、燃料溶解液は、共除染装置42において、ウラン/プルトニウム装荷溶媒と、ウランおよびプルトニウム以外の不純物を含む洗浄液とに分離する。そして、共除染装置42は、ウラン/プルトニウム装荷溶媒をPu抽出装置44へ向けて供給する一方、不純物を含む洗浄液を廃液受槽43へ向けて供給する。廃液受槽43は、共除染装置42において分離された不純物を含む洗浄液を溜めている。
The co-decontamination apparatus 42 generates an uranium / plutonium loaded solvent, which is an extraction solvent containing uranium and plutonium, by adding an extraction solvent to the fuel solution, while supplying a cleaning solution to the fuel solution. Isolate impurities. That is, the fuel solution is separated in the co-decontamination apparatus 42 into a uranium / plutonium loading solvent and a cleaning liquid containing impurities other than uranium and plutonium. The co-decontamination device 42 supplies the uranium / plutonium loaded solvent toward the Pu extraction device 44 and supplies the cleaning liquid containing impurities toward the waste
Pu抽出装置44は、共除染装置42から供給されるウラン/プルトニウム装荷溶媒に、Pu逆抽出溶媒を投入して、U/Pu溶液と、プルトニウム抽出後のウラン装荷溶媒とに分離させる。そして、Pu抽出装置44は、U/Pu溶液をU/Pu溶液受槽45へ向けて供給する一方、ウラン装荷溶媒をU抽出装置46へ向けて供給する。U/Pu溶液受槽45は、Pu抽出装置44において分離されたU/Pu溶液を溜めており、複数のバッファ槽48に接続されている。
The Pu extraction device 44 inputs the Pu back-extraction solvent into the uranium / plutonium loading solvent supplied from the co-decontamination device 42 and separates it into the U / Pu solution and the uranium loading solvent after the plutonium extraction. Then, the Pu extraction device 44 supplies the U / Pu solution toward the U / Pu solution receiving tank 45, and supplies the uranium loaded solvent toward the
U抽出装置46は、Pu抽出装置44から供給されるウラン装荷溶媒に、U逆抽出溶媒を投入して、U溶液と、ウラン抽出後の抽出溶媒に分離させる。そして、U抽出装置46は、U溶液をU溶液受槽47へ向けて供給する。U溶液受槽47は、U抽出装置46において分離されたU溶液を溜めている。
The
複数のバッファ槽48は、U/Pu溶液受槽45にそれぞれ接続され、U/Pu溶液を一時的に溜めている。なお、実施例2においても、実施例1と同様に、バッファ槽48は1つ以上あればよい。バッファ槽48に溜められたU/Pu溶液は、調整槽49へ向けて供給される。なお、複数のバッファ槽48は、異なるPuフィッサイル率のU/Pu溶液を溜めることが可能となっている。調整槽49は、U/Pu溶液受槽45および各バッファ槽48に接続され、U/Pu溶液受槽45および各バッファ槽48から供給されたU/Pu溶液を溜めている。調整槽49には、複数種の異なるPuフィッサイル率のU/Pu溶液を流入させることで混合され、混合後のPuフィッサイル率を目標Puフィッサイル率としている。
The plurality of
U溶液受槽47に溜められたU溶液と、調整槽49に溜められたU/Pu溶液とは、精製装置10へ向けて供給される。精製装置10は、U溶液を精製するU精製装置10aと、U/Pu溶液を精製するU/Pu精製装置10bとを有し、U精製装置10aにおいてU溶液を硝酸U溶液に精製し、U/Pu精製装置10bにおいてU/Pu溶液を硝酸U/Pu溶液に精製する。
The U solution stored in the U
上記のように構成された使用済核燃料の再処理施設31において行われる使用済核燃料の再処理方法は、図3に示す混合工程S5が、分離工程S6の後となっている。以下、具体的に説明すると、機械的処理工程から計量工程までの工程を行った後、計量後の燃料溶解液が分離装置35へ供給されると、分離装置35は、燃料溶解液を供給槽41に流入させ、供給槽41に溜まった燃料溶解液を共除染装置42へ向けて供給する。共除染装置42は、燃料溶解液を、ウラン/プルトニウム装荷溶媒と、不純物を含む洗浄液とに分離する。この後、共除染装置42は、ウラン/プルトニウム装荷溶媒をPu抽出装置44へ供給する。
As for the spent nuclear fuel reprocessing method performed in the spent nuclear fuel reprocessing facility 31 configured as described above, the mixing step S5 shown in FIG. 3 is after the separation step S6. More specifically, after performing the steps from the mechanical processing step to the metering step, when the fuel solution after measurement is supplied to the
Pu抽出装置44は、供給されたウラン/プルトニウム装荷溶媒を、U/Pu溶液と、ウラン装荷溶媒とに分離する分離工程を実行する。この後、Pu抽出装置44は、U/Pu溶液をU/Pu溶液受槽45へ供給する。U/Pu溶液がU/Pu溶液受槽45へ供給されると、分離装置35は、U/Pu溶液受槽45からバッファ槽48へ向けてU/Pu溶液を供給する。この後、再処理する使用済核燃料の種類分だけ、機械的処理工程から分離工程に至る工程を繰り返し行う。これにより、U/Pu溶液受槽45および複数のバッファ槽48には、異なる種類のU/Pu溶液が溜められる。
The Pu extraction device 44 executes a separation step of separating the supplied uranium / plutonium loading solvent into a U / Pu solution and a uranium loading solvent. Thereafter, the Pu extraction device 44 supplies the U / Pu solution to the U / Pu solution receiving tank 45. When the U / Pu solution is supplied to the U / Pu solution receiving tank 45, the
異なる種類のU/Pu溶液が複数のバッファ槽48およびU/Pu溶液受槽45に溜められると、分離装置35は、目標Puフィッサイル率となるように、計量後のPuフィッサイル率およびPu富化度に基づいて、異なるPuフィッサイル率およびPu富化度のU/Pu溶液を、1種ずつ順に調整槽49へ向けて供給する。つまり、分離装置35は、Puフィッサイル率の高いU/Pu溶液(高Puフィッサイル核燃料)と、Puフィッサイル率の低いU/Pu溶液(低Puフィッサイル核燃料)とを、調整槽49において混合する混合工程を実行する。これにより、分離装置35は、目標Puフィッサイル率となったU/Pu溶液を得ることができる。そして、分離装置35は、調整槽49に溜まったU/Pu溶液を精製装置10へ向けて供給する。
When different types of U / Pu solutions are stored in the plurality of
以上のように、実施例2の構成によれば、混合装置が一体となった分離装置35において、高Puフィッサイル核燃料と低Puフィッサイル核燃料とを混合することができるため、混合後のU/Pu溶液のPuフィッサイル率を、目標Puフィッサイル率とすることができる。これにより、分離装置35を備えた再処理施設31は、要求に応じた所望の装荷用燃料を製造することが可能となる。なお、実施例2においても、実施例1における変形例1の構成を適用可能である。
As described above, according to the configuration of the second embodiment, the high Pu fissile nuclear fuel and the low Pu fissile nuclear fuel can be mixed in the
次に、図6を参照して、実施例3に係る使用済核燃料の再処理施設51および再処理方法について説明する。図6は、実施例3に係る使用済核燃料の再処理施設における富化度調整装置周りの概略構成図である。なお、実施例3でも、重複した記載を避けるべく、異なる部分のみ説明する。実施例1に係る使用済核燃料の再処理施設1では、混合装置と計量装置8とを一体としたが、実施例3に係る使用済核燃料の再処理施設51では、混合装置と富化度調整装置55とを一体としている。以下、図6を参照し、混合装置と一体に設けられた富化度調整装置55について具体的に説明する。
Next, the spent nuclear fuel reprocessing facility 51 and the reprocessing method according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram around the enrichment adjusting device in the spent nuclear fuel reprocessing facility according to the third embodiment. In the third embodiment, only different parts will be described in order to avoid redundant description. In the spent nuclear fuel reprocessing facility 1 according to the first embodiment, the mixing device and the
富化度調整装置55は、U濃縮装置61と、U溶液受槽62と、U払出槽63と、U/Pu濃縮装置64と、U/Pu溶液受槽65と、U/Pu払出槽66と、調整槽(混合部)67と、複数のバッファ槽(バッファ部)68とを有している。
The enrichment adjusting device 55 includes a
U濃縮装置61は、精製装置10のU精製装置10aから供給された硝酸U溶液を加熱して濃縮している。U濃縮装置61は、濃縮後の硝酸U溶液をU溶液受槽62へ向けて供給する。U溶液受槽62は、濃縮後の硝酸U溶液を溜めており、U払出槽63に接続されている。富化度調整装置55は、U溶液受槽62に溜まった硝酸U溶液をU払出槽63へ向けて供給する。U払出槽63は、供給された硝酸U溶液を脱硝装置12へ向けて払い出している。
The U concentrator 61 heats and concentrates the nitric acid U solution supplied from the
U/Pu濃縮装置64は、精製装置10のU/Pu精製装置10bから供給された硝酸U/Pu溶液を加熱して濃縮している。U/Pu濃縮装置64は、濃縮後の硝酸U/Pu溶液をU/Pu溶液受槽65および複数のバッファ槽68へ向けて供給する。U/Pu溶液受槽65は、濃縮後の硝酸U/Pu溶液を溜めており、調整槽67に接続されている。
The U / Pu concentrator 64 heats and concentrates the nitric acid U / Pu solution supplied from the U /
複数のバッファ槽68は、U/Pu濃縮装置64にそれぞれ接続され、硝酸U/Pu溶液を一時的に溜めている。なお、実施例3においても、実施例1と同様に、バッファ槽68は1つ以上あればよい。各バッファ槽68に溜められた硝酸U/Pu溶液は、調整槽67へ向けて供給される。なお、複数のバッファ槽68に溜められる硝酸U/Pu溶液は、Puフィッサイル率がそれぞれ異なるものとなっている。
The plurality of
調整槽67は、U溶液受槽62、U/Pu溶液受槽65および各バッファ槽68に接続され、U溶液受槽62から供給された硝酸U溶液と、U/Pu溶液受槽65および各バッファ槽68から供給された硝酸U/Pu溶液とを溜めている。調整槽67では、硝酸U溶液と、複数種の異なるPuフィッサイル率の硝酸U/Pu溶液とが混合されることで、混合後の硝酸U/Pu溶液のPuフィッサイル率を目標Puフィッサイル率としている。このとき、混合後の硝酸U/Pu溶液のPu富化度も、目標Pu富化度としている。
The adjustment tank 67 is connected to the U
調整槽67に溜められた硝酸U/Pu溶液は、U/Pu払出槽66へ向けて供給される。U/Pu払出槽66は、供給された硝酸U/Pu溶液を脱硝装置12へ向けて払い出している。
The nitric acid U / Pu solution stored in the adjustment tank 67 is supplied toward the U /
U払出槽63から払い出された硝酸U溶液と、U/Pu払出槽66から払い出された硝酸U/Pu溶液とは、脱硝装置12へ向けて供給される。脱硝装置12は、硝酸U溶液を脱硝するU脱硝装置12aと、硝酸U/Pu溶液を脱硝するU/Pu脱硝装置12bとを有し、U脱硝装置12aにおいて硝酸U溶液をウラン酸化物とし、U/Pu脱硝装置12bにおいて硝酸U/Pu溶液をウラン/プルトニウム酸化物とする。
The nitric acid U solution dispensed from the
上記のように構成された使用済核燃料の再処理施設51において行われる使用済核燃料の再処理方法は、図3に示す混合工程S5が、富化度調整工程S8の後となっている。以下、具体的に説明すると、機械的処理工程から精製工程までの工程を行った後、精製後の硝酸U溶液および硝酸U/Pu溶液が富化度調整装置55へ供給される。すると、富化度調整装置55は、U濃縮装置61において硝酸U溶液を濃縮して、濃縮後の硝酸U溶液をU溶液受槽62へ向けて供給し、U/Pu濃縮装置64において硝酸U/Pu溶液を濃縮して、濃縮後の硝酸U/Pu溶液をU/Pu溶液受槽65またはバッファ槽68へ向けて供給する。この後、再処理する使用済核燃料の種類分だけ、機械的処理工程から富化度調整工程に至る工程を繰り返し行う。これにより、U/Pu溶液受槽65および複数のバッファ槽68には、異なる種類の硝酸U/Pu溶液が溜められる。
As for the spent nuclear fuel reprocessing method performed in the spent nuclear fuel reprocessing facility 51 configured as described above, the mixing step S5 shown in FIG. 3 is after the enrichment adjusting step S8. More specifically, after performing the steps from the mechanical treatment step to the purification step, the purified nitric acid U solution and nitric acid U / Pu solution are supplied to the enrichment adjusting device 55. Then, the enrichment adjusting device 55 concentrates the nitric acid U solution in the
異なる種類の硝酸U/Pu溶液が複数のバッファ槽68およびU/Pu溶液受槽65に溜められると、富化度調整装置55は、目標Puフィッサイル率および目標Pu富化度となるように、計量後のPuフィッサイル率およびPu富化度に基づいて、異なるPuフィッサイル率およびPu富化度の硝酸U/Pu溶液を、1種ずつ順に調整槽67へ向けて供給する。また、富化度調整装置55は、目標Pu富化度となるように、計量後のPu富化度に基づいて、硝酸U溶液を供給する。つまり、富化度調整装置55は、Puフィッサイル率の高い硝酸U/Pu溶液(高Puフィッサイル核燃料)と、Puフィッサイル率の低い硝酸U/Pu溶液(低Puフィッサイル核燃料)とを、調整槽67において混合する混合工程を実行する。これにより、富化度調整装置55は、目標Puフィッサイル率および目標Pu富化度となった硝酸U/Pu溶液を得ることができる。そして、富化度調整装置55は、調整槽67に溜まった硝酸U/Pu溶液を脱硝装置12へ向けて供給する。
When different types of nitric acid U / Pu solutions are stored in the plurality of
以上のように、実施例3の構成によれば、混合装置が一体となった富化度調整装置55において、高Puフィッサイル核燃料と低Puフィッサイル核燃料とを混合することができるため、混合後の硝酸U/Pu溶液のPuフィッサイル率を、目標Puフィッサイル率とすることができる。加えて、富化度調整装置55では、混合時にPu富化度も調整することができるため、混合後の硝酸U/Pu溶液のPu富化度を、目標Pu富化度とすることができる。これにより、富化度調整装置55を備えた再処理施設51は、要求に応じた所望の装荷用燃料を製造することが可能となる。なお、実施例3においても、実施例1における変形例1の構成を適用可能である。 As described above, according to the configuration of the third embodiment, in the enrichment adjusting device 55 in which the mixing device is integrated, the high Pu fissile nuclear fuel and the low Pu fissile nuclear fuel can be mixed. The Pu fissile rate of the nitric acid U / Pu solution can be set as the target Pu fissile rate. In addition, since the enrichment adjusting device 55 can also adjust the Pu enrichment during mixing, the Pu enrichment of the nitric acid U / Pu solution after mixing can be set as the target Pu enrichment. . As a result, the reprocessing facility 51 provided with the enrichment adjusting device 55 can produce a desired loading fuel according to the demand. In the third embodiment, the configuration of the first modification of the first embodiment can also be applied.
次に、図7を参照して、実施例4に係る使用済核燃料の再処理施設71および再処理方法について説明する。図7は、実施例4に係る使用済核燃料の再処理施設における燃料製造装置周りの概略構成図である。なお、実施例4でも、重複した記載を避けるべく、異なる部分のみ説明する。実施例1に係る使用済核燃料の再処理施設1では、混合装置と計量装置8とを一体としたが、実施例4に係る使用済核燃料の再処理施設71では、混合装置と燃料製造装置75とを一体としている。以下、図7を参照し、混合装置と一体に設けられた燃料製造装置75について具体的に説明する。
Next, a spent nuclear fuel reprocessing facility 71 and a reprocessing method according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic configuration diagram around a fuel manufacturing apparatus in a spent nuclear fuel reprocessing facility according to a fourth embodiment. In the fourth embodiment, only different parts will be described to avoid redundant description. In the spent nuclear fuel reprocessing facility 1 according to the first embodiment, the mixing device and the
燃料製造装置75は、複数のU貯蔵容器(バッファ部)81と、複数のU/Pu貯蔵容器(バッファ部)82と、混合部83と、核燃料製造部84とを有している。 The fuel manufacturing apparatus 75 includes a plurality of U storage containers (buffer units) 81, a plurality of U / Pu storage containers (buffer units) 82, a mixing unit 83, and a nuclear fuel manufacturing unit 84.
複数のU貯蔵容器81は、脱硝装置12のU脱硝装置12aから供給されたウラン酸化物を使用済核燃料の種類毎に貯蔵している。複数のU/Pu貯蔵容器82は、脱硝装置12のU/Pu脱硝装置12bから供給されたウラン/プルトニウム酸化物を使用済核燃料の種類毎に貯蔵している。
The plurality of
混合部83は、複数のU貯蔵容器81に貯蔵されたウラン酸化物と、複数のU/Pu貯蔵容器82に貯蔵されたウラン/プルトニウム酸化物と、をそれぞれ混合している。混合部83では、ウラン酸化物と、複数種の異なるPuフィッサイル率のウラン/プルトニウム酸化物とが混合されることで、混合後のウラン/プルトニウム酸化物のPuフィッサイル率を目標Puフィッサイル率としている。このとき、混合後のウラン/プルトニウム酸化物のPu富化度も、目標Pu富化度としている。
The mixing unit 83 mixes uranium oxide stored in the plurality of
核燃料製造部84は、混合後のウラン/プルトニウム酸化物から、燃料ペレット等の装荷用燃料を製造する。 The nuclear fuel production unit 84 produces a fuel for loading such as fuel pellets from the mixed uranium / plutonium oxide.
上記のように構成された使用済核燃料の再処理施設71において行われる使用済核燃料の再処理方法は、図3に示す混合工程S5が、脱硝工程S9の後となっている。以下、具体的に説明すると、機械的処理工程から脱硝工程までの工程を行った後、脱硝後のウラン酸化物およびウラン/プルトニウム酸化物が燃料製造装置75へ供給される。 In the spent nuclear fuel reprocessing method performed in the spent nuclear fuel reprocessing facility 71 configured as described above, the mixing step S5 shown in FIG. 3 is performed after the denitration step S9. More specifically, the uranium oxide and the uranium / plutonium oxide after denitration are supplied to the fuel production apparatus 75 after performing the steps from the mechanical treatment process to the denitration process.
燃料製造装置75は、目標Puフィッサイル率および目標Pu富化度となるように、計量後のPuフィッサイル率およびPu富化度に基づいて、ウラン/プルトニウム酸化物を、U/Pu貯蔵容器82から混合部83へ向けて供給すると共に、ウラン酸化物を、U貯蔵容器81から混合部83へ向けて供給する。つまり、燃料製造装置75は、Puフィッサイル率の高いウラン/プルトニウム酸化物(高Puフィッサイル核燃料)と、Puフィッサイル率の低いウラン/プルトニウム酸化物(低Puフィッサイル核燃料)とを、混合部83において混合する混合工程を実行する。これにより、燃料製造装置75は、目標Puフィッサイル率および目標Pu富化度となったウラン/プルトニウム酸化物を得ることができる。そして、燃料製造装置75は、混合部83に溜まったウラン/プルトニウム酸化物を核燃料製造部84へ向けて供給し、核燃料製造部84において、MOX燃料等の装荷用燃料を製造する。
The fuel production device 75 removes uranium / plutonium oxide from the U /
以上のように、実施例4の構成によれば、混合装置が一体となった燃料製造装置75において、高Puフィッサイル核燃料と低Puフィッサイル核燃料とを混合することができるため、混合後のウラン/プルトニウム酸化物のPuフィッサイル率を、目標Puフィッサイル率とすることができる。加えて、燃料製造装置75では、混合時にPu富化度も調整することができるため、混合後のウラン/プルトニウム酸化物のPu富化度を、目標Pu富化度とすることができる。これにより、燃料製造装置75を備えた再処理施設71は、要求に応じた所望の装荷用燃料を製造することが可能となる。 As described above, according to the configuration of the fourth embodiment, the high Pu fissile nuclear fuel and the low Pu fissile nuclear fuel can be mixed in the fuel manufacturing apparatus 75 in which the mixing apparatus is integrated. The Pu fissile rate of the plutonium oxide can be set as the target Pu fissile rate. In addition, since the fuel enrichment device 75 can also adjust the Pu enrichment at the time of mixing, the Pu enrichment of the uranium / plutonium oxide after the mixing can be set as the target Pu enrichment. Thereby, the reprocessing facility 71 equipped with the fuel production device 75 can produce a desired loading fuel according to the demand.
なお、実施例1ないし4では、混合装置を、計量装置8、分離装置35、富化度調整装置55および燃料製造装置75と一体に設けることで、混合工程を、計量工程、分離工程、富化度調整工程および脱硝工程の後に行った。しかしながら、この構成に限らず、溶解装置6および清澄装置7等の他の装置と一体に設け、混合工程を、溶解工程および清澄工程の後に行ってもよい。
In Examples 1 to 4, the mixing device is provided integrally with the
また、混合装置を溶解装置6と一体に設けた場合、溶解装置6の溶解槽において、混合工程を行ってもよい。 When the mixing device is provided integrally with the melting device 6, the mixing step may be performed in the melting tank of the melting device 6.
また、実施例1ないし4の構成では、Puフィッサイル率が目標Puフィッサイル率となるように混合したが、この構成に限らず、ウランのフィッサイル率(Uフィッサイル率)が目標Uフィッサイル率となるように混合してもよい。 In the configurations of the first to fourth embodiments, the Pu fissile rate is mixed so as to become the target Pu fissile rate. However, the present invention is not limited to this configuration, and the uranium fissile rate (U fissile rate) becomes the target U fissile rate. May be mixed.
1 再処理施設
5 機械的処理装置
6 溶解装置
7 清澄装置
8 計量装置
9 分離装置
10 精製装置
11 富化度調整装置
12 脱硝装置
13 燃料製造装置
21 計量槽
22 バッファ槽
23 調整槽
31 再処理施設(実施例2)
35 分離装置(実施例2)
41 供給槽
42 共除染装置
43 廃液受槽
44 Pu抽出装置
45 U/Pu溶液受槽
46 U抽出装置
47 U溶液受槽
48 バッファ槽(実施例2)
49 調整槽(実施例2)
51 再処理施設(実施例3)
55 富化度調整装置(実施例3)
61 U濃縮装置
62 U溶液受槽
63 U払出槽
64 U/Pu濃縮装置
65 U/Pu溶液受槽
66 U/Pu払出槽
67 調整槽(実施例3)
68 バッファ槽(実施例3)
71 再処理施設(実施例4)
75 燃料製造装置(実施例4)
81 U貯蔵容器
82 U/Pu貯蔵容器
83 混合部
84 核燃料製造部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
35 Separator (Example 2)
41 Supply tank 42
49 Adjustment tank (Example 2)
51 Reprocessing facility (Example 3)
55 Enrichment adjusting device (Example 3)
61 U Concentrator 62 U Solution Receiving Tank 63 U Dispensing Tank 64 U / Pu Concentrator 65 U / Pu Solution Receiving Tank 66 U / Pu Dispensing Tank 67 Adjustment Tank (Example 3)
68 Buffer tank (Example 3)
71 Reprocessing facility (Example 4)
75 Fuel production device (Example 4)
81 U storage container 82 U / Pu storage container 83 Mixing section 84 Nuclear fuel production section
Claims (6)
前記核燃料に含まれる核燃料物質の核分裂性の放射性同位体のフィッサイル率が目標フィッサイル率となり、且つ、新たな前記核燃料を用いて製造される装荷用燃料に含まれる前記核燃料物質の富化度が、上限富化度以下となるように、前記フィッサイル率の高い高フィッサイル核燃料と、前記フィッサイル率の低い低フィッサイル核燃料とを混合させる混合工程を備え、
前記混合工程において使用される混合装置は、
異なる前記フィッサイル率となる複数種の前記使用済核燃料をそれぞれ溜める1つ以上のバッファ部と、
前記各バッファ部から供給される前記使用済核燃料を混合する混合部と、を有し、
前記混合工程では、前記1つ以上のバッファ部に溜められる複数種の前記使用済核燃料が、前記混合部へ向けて、前記フィッサイル率の高い前記使用済核燃料から順に、一種ずつ供給されることを特徴とする使用済核燃料の再処理方法。 A method for reprocessing spent nuclear fuel in which different types of spent nuclear fuel are reprocessed in a single reprocessing facility to produce new nuclear fuel,
The fissile rate of the fissionable radioisotope of the nuclear fuel material contained in the nuclear fuel becomes the target fissile rate, and the enrichment degree of the nuclear fuel material contained in the loading fuel manufactured using the new nuclear fuel is: A mixing step of mixing the high fissile nuclear fuel with the high fissile rate and the low fissile nuclear fuel with the low fissile rate so as to be equal to or lower than the upper limit enrichment,
The mixing device used in the mixing step is
One or more buffer portions each storing a plurality of types of the spent nuclear fuel having different fissile rates;
Have a, a mixing unit for mixing the spent nuclear fuel to be supplied from said each buffer section,
In the mixing step, a plurality of types of the spent nuclear fuel stored in the one or more buffer units are supplied to the mixing unit one by one in order from the spent nuclear fuel having a high fissile rate. A feature of a method for reprocessing spent nuclear fuel.
前記上限富化度は、30%であることを特徴とする請求項1または2に記載の使用済核燃料の再処理方法。 The nuclear fuel material is plutonium;
The method for reprocessing spent nuclear fuel according to claim 1 or 2 , wherein the upper limit enrichment is 30%.
硝酸を用いて、機械的処理後の前記使用済核燃料を溶解し、燃料溶解液とする溶解工程と、
前記燃料溶解液中の不溶解残渣を除去する清澄工程と、
前記不溶解残渣が除去された前記燃料溶解液を計量する計量工程と、
計量後の前記燃料溶解液から前記核燃料物質を含む溶液を分離する分離工程と、
分離後の前記溶液を精製する精製工程と、
精製後の前記溶液を濃縮し、前記溶液中の前記核燃料物質の富化度を調整する富化度調整工程と、
富化度調整後の前記燃料溶解液を脱硝して、前記核燃料物質を含む新たな前記核燃料を生成する脱硝工程と、
脱硝後の前記核燃料から装荷用燃料を製造する燃料製造工程と、をさらに備え、
前記混合工程は、前記機械的処理工程と前記溶解工程との間、前記溶解工程と前記清澄工程との間、前記清澄工程と前記計量工程との間、前記計量工程と前記分離工程との間、前記分離工程と前記精製工程との間、前記精製工程と前記富化度調整工程との間、前記富化度調整工程と前記脱硝工程との間、および前記脱硝工程と前記燃料製造工程との間のうち、いずれかの間で行われていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の使用済核燃料の再処理方法。 A mechanical treatment step of exposing the spent nuclear fuel contained in the spent fuel assembly by mechanical treatment;
Using nitric acid, dissolving the spent nuclear fuel after mechanical treatment, and forming a fuel solution,
A clarification step of removing insoluble residues in the fuel solution;
A weighing step for weighing the fuel solution from which the insoluble residue has been removed;
A separation step of separating the solution containing the nuclear fuel material from the fuel solution after measurement;
A purification step for purifying the solution after separation;
An enrichment adjusting step of concentrating the solution after purification and adjusting the enrichment of the nuclear fuel material in the solution;
A denitration step of denitrating the fuel solution after the enrichment adjustment to generate the new nuclear fuel containing the nuclear fuel material;
A fuel production process for producing fuel for loading from the nuclear fuel after denitration,
The mixing step is between the mechanical treatment step and the dissolution step, between the dissolution step and the clarification step, between the clarification step and the measurement step, and between the measurement step and the separation step. , Between the separation step and the purification step, between the purification step and the enrichment adjustment step, between the enrichment adjustment step and the denitration step, and between the denitration step and the fuel production step. The spent nuclear fuel reprocessing method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the method is performed between any of the above.
前記核燃料に含まれる核燃料物質の核分裂性の放射性同位体のフィッサイル率が目標フィッサイル率となり、且つ、新たな前記核燃料を用いて製造される装荷用燃料に含まれる前記核燃料物質の富化度が、上限富化度以下となるように、前記フィッサイル率の高い高フィッサイル核燃料と、前記フィッサイル率の低い低フィッサイル核燃料とを混合させる混合装置を備え、
前記混合装置は、
異なる前記フィッサイル率となる複数種の前記使用済核燃料をそれぞれ溜める1つ以上のバッファ部と、
前記各バッファ部から供給される前記使用済核燃料を混合する混合部と、を有し、
前記1つ以上のバッファ部に溜められる複数種の前記使用済核燃料は、前記混合部へ向けて、前記フィッサイル率の高い前記使用済核燃料から順に、一種ずつ供給されることを特徴とする使用済核燃料の再処理施設。 A spent nuclear fuel reprocessing facility that reprocesses multiple different types of spent nuclear fuel to produce new nuclear fuel,
The fissile rate of the fissionable radioisotope of the nuclear fuel material contained in the nuclear fuel becomes the target fissile rate, and the enrichment degree of the nuclear fuel material contained in the loading fuel manufactured using the new nuclear fuel is: A mixing device for mixing the high fissile nuclear fuel with the high fissile rate and the low fissile nuclear fuel with the low fissile rate so as to be equal to or lower than the upper limit enrichment;
The mixing device includes:
One or more buffer portions each storing a plurality of types of the spent nuclear fuel having different fissile rates;
Have a, a mixing unit for mixing the spent nuclear fuel to be supplied from said each buffer section,
A plurality of types of spent nuclear fuel stored in the one or more buffer units are supplied to the mixing unit one by one in order from the spent nuclear fuel having the highest fissile rate. Nuclear fuel reprocessing facility.
硝酸を用いて、機械的処理後の前記使用済核燃料を溶解し、燃料溶解液とする溶解装置と、
前記燃料溶解液中の不溶解残渣を除去する清澄装置と、
前記不溶解残渣が除去された前記燃料溶解液を計量する計量装置と、
計量後の前記燃料溶解液から前記核燃料物質を含む溶液を分離する分離装置と、
分離後の前記溶液を精製する精製装置と、
精製後の前記溶液を濃縮し、前記溶液中の前記核燃料物質の富化度を調整する富化度調整装置と、
富化度調整後の前記溶液を脱硝して、前記核燃料物質を含む新たな前記核燃料を生成する脱硝装置と、
脱硝後の前記核燃料から装荷用燃料を製造する燃料製造装置と、をさらに備え、
前記混合装置は、前記機械的処理装置、前記溶解装置、前記清澄装置、前記計量装置、前記分離装置、前記精製装置、前記富化度調整装置、前記脱硝装置、前記燃料製造装置のうち、いずれかの装置に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の使用済核燃料の再処理施設。 A mechanical processing device for exposing the spent nuclear fuel contained in the spent fuel assembly by mechanical processing;
Using nitric acid to dissolve the spent nuclear fuel after mechanical treatment, and a fuel dissolving solution;
A refining device for removing insoluble residues in the fuel solution;
A weighing device for weighing the fuel solution from which the insoluble residue has been removed;
A separation device for separating the solution containing the nuclear fuel material from the fuel solution after measurement;
A purification device for purifying the solution after separation;
An enrichment adjusting device for concentrating the solution after purification and adjusting the enrichment of the nuclear fuel material in the solution;
A denitration device for denitrating the solution after the enrichment adjustment and generating new nuclear fuel containing the nuclear fuel material;
A fuel production device that produces fuel for loading from the nuclear fuel after denitration,
The mixing device is any one of the mechanical processing device, the dissolving device, the clarification device, the metering device, the separation device, the purification device, the enrichment adjusting device, the denitration device, and the fuel production device. The spent nuclear fuel reprocessing facility according to claim 5 , wherein the facility is provided in the apparatus.
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