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島根発電所MOX燃料使用手続きへ

中国電力島根原子力発電所にて、MOX燃料の使用認可申請を島根県側に申し入れるらしい。今のところ計画が進められているのは、九州電力玄海発電所と四国電力伊方発電所で、本来先行していた東京電力と関西電力は不祥事理由で頓挫している。

ではこのMOX燃料とはどんなものなのかおさらいしよう。

通常の核燃料は核分裂しやすいウラン235を3~5%に濃縮したものの酸化物を焼き固めたペレットを多数詰め込んだ細管を束ねた燃料集合体の形で供給されます。
この燃料集合体は3~4年使用された後に使用済み燃料として取り出されます。この時の使用前後での燃料中の組成は
ウラン燃料1トン中で比較すると(単位キログラム)
        使用前   使用後
ウラン235    41      9
ウラン238    959    929
プルトニウム    0     11
その他       0     51

となっており、軽水炉でも最終的な使用済み燃料中ではウラン235よりもプルトニウムの方が多い事が判る。
ではこのプルトニウムは単に出来ただけかと言えばそれは違い生成されたプルトニウムの大部分はウラン235と共に大半が炉内で核分裂をおこしており、炉内での核反応寄与率は30~40%になっている。
MOX燃料はウランを濃縮する代わりにプルトニウムを数%程度添加して混合燃料を最初から作るもので、この燃料を燃焼させた場合にプルトニウムの核反応寄与率は50~60%と上昇するものの、全体を支配するほどのものでは無い。
更にこの燃料を全数装架するわけでは無く、およそ1/3程度である。

ではMOX燃料を装架した場合の影響はどうなるのか?
 【制御棒価値が下がる】
現在の制御棒は、ホウ素をガラス化したホウケイ酸ガラスで製作されているが、プルトニウムの熱中性子吸収断面積がウランより大きいために、結果的に制御棒の価値が下がる。
 【共鳴中性子吸収が大きい】
共鳴吸収がウランより大きいため、ドップラー効果が増し結果的に反応度が負になる。
 【遅発中性子数が減少する】
原子炉の反応度における時間的余裕のカギは遅発中性子が握っている。その遅発中性数が減るために、余裕が少なくなる。
 【核分裂断面積が大きい】
ウランよりも核分裂しやすいために、核燃料棒の出力密度が上昇する。よって炉内の平滑化対策が不可欠となる。
その他に、燃料棒のサヤに対して照射量が大きくなることから照射脆性の危険度が上がる。またFP核種の発生量も大きくなるために、結果的に内圧が高くなる。これらから燃料棒自体の
負担は重くなる。


現状のウラン燃料での運転に比べ条件が悪くなる要因は多いのは確かである。しかしながら反対派ががなり立てるほど圧倒的に不利になるわけでは無いのも事実である。
プルトニウムを利用すべきでは無いと言う立場なら論外ではあるが、矢無を得まいとするなら現在プルトニウムを利用するにはこの方法しかないのも事実である。
本来の原子力行政の方針から逸脱した折衷案ではあるが・・・・

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