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乾式キャスク貯蔵は、使用済み核燃料プールで少なくとも1年間、多くの場合10年間冷却された使用済み核燃料などの高レベル放射性廃棄物を貯蔵する方法です。 [1] [2]キャスクは通常、溶接またはボルトで固定された鋼鉄製のシリンダーです。内部の燃料棒は不活性ガスで囲まれています。理想的には、鋼鉄製のシリンダーは使用済み燃料を漏れなく閉じ込めます。各シリンダーは、作業員や一般の人々に対する放射線遮蔽を提供するために、追加の鋼鉄、コンクリート、またはその他の材料 で囲まれています。
乾式貯蔵キャスクシステムの設計には様々なものがあります。いくつかの設計では、燃料を含む鋼鉄シリンダーがコンクリート製の地下室に垂直に配置され、他の設計ではシリンダーが水平に配置されます。[3]コンクリート製の地下室は放射線遮蔽を提供します。他のキャスク設計では、乾式キャスク貯蔵場所のコンクリートパッド上に鋼鉄シリンダーを垂直に配置し、金属とコンクリートの両方の外筒を使用して放射線遮蔽を行います。2024/25年まで、世界中に長期恒久貯蔵施設はなく、ほとんどの国にはまだ施設がありません。乾式キャスク貯蔵は、使用済み燃料プール貯蔵よりも安全な暫定的な解決策として設計されています。
一部のキャスク設計は、貯蔵と輸送の両方に使用できます。Holtec International、NAC International、Areva-Transnuclear NUHOMS の 3 社は、鋼鉄とコンクリートで作られた垂直または水平の遮蔽された貯蔵モジュールで輸送および貯蔵される、遮蔽されていない多目的キャニスターに基づく独立使用済み燃料貯蔵施設 (ISFSI) を販売しています。
使用法
2000年代には、アメリカ、カナダ、ドイツ、スイス、スペイン、ベルギー、イギリス、日本、アルメニア、アルゼンチン、ブルガリア、チェコ共和国、ハンガリー、韓国、ルーマニア、スロバキア、ウクライナ、リトアニアで乾式キャスク貯蔵が使用されました。[4] [5] [6]
ロシアでも同様のシステムが導入されている。ただし、これは個別の樽ではなく、単一の構造内の「貯蔵室」をベースにしている。
2017年、フランスのアレバは、複数の使用済み核燃料棒をキャニスターに保管するための高密度システムであるNUHOMSマトリックス先進使用済み核燃料貯蔵オーバーパックを導入しました。[7]
アメリカ合衆国
1970年代後半から1980年代前半にかけて、多くの原子炉の冷却プールが貯蔵使用済み燃料で満杯になり始めたため、米国では代替貯蔵の必要性が高まり始めた。当時は国立の核燃料貯蔵施設が稼働していなかったため、電力会社は使用済み燃料を貯蔵する選択肢を検討し始めた。使用済み燃料を貯蔵するには乾式キャスク貯蔵が現実的であり、冷却タンクに大量の使用済み燃料を放置するよりも望ましいと判断された。米国で最初の乾式貯蔵施設は、1986年にバージニア州のサリー原子力発電所で原子力規制委員会(NRC) から認可を受けた。現在、使用済み燃料は、ますます多くの発電所サイトで乾式キャスクシステムに貯蔵されており、アイダホ州アイダホフォールズ近郊のアイダホ国立研究所にある暫定施設でも貯蔵されている。NRCは、米国の原子力発電所の多くで2015年までに使用済み燃料プールのスペースがなくなり、何らかの一時貯蔵が必要になる可能性が高いと推定している。[8]ネバダ州のユッカマウンテンは2017年にオープンする予定だった。しかし、2009年3月5日、エネルギー長官スティーブン・チューは上院の公聴会で、ユッカマウンテンの敷地はもはや原子炉廃棄物の保管場所としては考慮されていないと改めて述べた。[9]
2008年のNRCガイドラインでは、燃料を乾式貯蔵容器に移す前に、貯蔵プールで少なくとも5年間保管することを求めている。業界標準は約10年である。[2] [10] NRCは、米国で使用されている乾式貯蔵容器を「洪水、竜巻、飛来物、極端な温度、その他の異常な状況に耐えられるように設計されている」と説明している。[10]
2009年末時点で、商業用使用済み燃料の13,856トン（約22％）が乾式貯蔵容器に保管されている。[2]
1990年代、NRCは「乾式貯蔵容器の溶接不良により亀裂や品質保証上の問題が生じ、ヘリウムが一部の貯蔵容器に漏れて温度が上昇し、燃料の腐食が加速したため、その対策を繰り返し講じなければならなかった」[11] 。
ネバダ州ユッカマウンテン核廃棄物貯蔵庫の連邦予算がゼロになったため、より多くの核廃棄物が不活性ガスで満たされた密閉された金属キャスクに詰め込まれている。これらのキャスクの多くは、潮風環境が存在する沿岸地域または湖畔地域に保管され、マサチューセッツ工科大学は、このような乾式キャスクが塩分環境でどのように機能するかを研究している。腐食に関連する亀裂は30年以内に発生する可能性があり、NRCはキャスクが100年間使用できるかどうかを検討している。[12]
NRCの2023年のウェブサイトによると、カリフォルニア州ディアブロキャニオン発電所から乾式キャスク貯蔵庫に保管されている使用済み燃料は、10年以上の保管後も腐食の兆候が見られず、腐食に屈するまで1800年間は持ちこたえられるようです。[13]最初の燃料の積み込みから取り出し、最終的な乾式キャスク貯蔵までのプロセスと遠隔操作を網羅した同社のビデオは、さまざまなビデオホスティングドメインで視聴できます。[14] [15]
カナダ
カナダでは、地上乾式貯蔵が使用されています。オンタリオ発電は、ダーリントンの敷地内に乾式貯蔵キャスク貯蔵施設[16]を建設中ですが、これは多くの点でピカリング原子力発電所とブルース原子力発電所の既存の施設に類似しています。NBパワーのポイント・レプロー原子力発電所とハイドロ・ケベックのジャンティリー原子力発電所も、乾式貯蔵施設を運営しています。[17]
ドイツ
乾式貯蔵容器を使用する集中貯蔵施設はアーハウスにあります。[18] 2011年の時点で、そこには311個の容器が保管されており、そのうち305個はトリウム高温炉から、3個はネッカーヴェストハイム原子力発電所から、3個はグンドレミンゲン原子力発電所からでした。[18]グンドレミンゲンからアーハウスの敷地への輸送は大きな抗議に遭遇し、後に発電所の運営者と政府はそのような容器を発電所に設置することに同意しました。[18]
CASTOR (放射性物質の貯蔵および輸送用キャスク)は、使用済み核燃料(核廃棄物の一種)を貯蔵するために使用される乾式キャスクの商標です。CASTOR は、ドイツの原子力サービス プロバイダーであるGesellschaft für Nuklear-Service (GNS)によって製造されています。
CONSTORは、GNS社が製造した使用済み燃料や高レベル廃棄物の輸送と長期貯蔵に使用されるキャスクである。内層と外層は鋼鉄で、その周囲はコンクリート層で覆われている。2004年にV/TCモデルの9メートル落下試験が実施され、結果は予想通りであった。[19]
ブルガリア
2008年、コズロドゥイ原子力発電所の当局者は、2010年末までにコズロドゥイ原子力発電所敷地内で34個のCONSTORキャスクを使用する意向を発表した。[20]
リトアニア
現在は閉鎖されているイグナリナ原子力発電所の使用済み燃料は、2000年代にCASTORとCONSTOR貯蔵容器に保管されました。[6]
ロシア
ロシアの使用済み核燃料の乾式貯蔵施設、シベリアのクラスノヤルスク地方ジェレズノゴルスクにある鉱業化学コンバインのHOT-2は、使用済み核燃料（ VVERとRBMKの両方）を一連の区画に収容するように設計されているため、厳密には「キャスク」施設ではありません。施設の構造は、モノリシックな鉄筋コンクリートの壁と上部と下部のスラブで構成されており、実際の貯蔵区画は鉄筋コンクリートの仕切りで形成されています。燃料は空気の自然対流によって冷却されます。施設の設計容量はウラン37,785トンです。現在、建設中であり、試運転中です。[21]
ウクライナ
ウクライナでは、乾式貯蔵施設が2001年からザポリージャ原子力発電所（VVER-1000原子炉6基）からの使用済み燃料を受け入れており、旧ソ連で最も長く稼働している施設となっている。このシステムは、現在は解散した米国のデュークエンジニアリング社によって設計され、貯蔵容器は現地で製造された。[22]
もう一つのプロジェクトは、 1986年の事故で被害を受けたチェルノブイリ原子力発電所（RBMK-1000原子炉）に乾式使用済み燃料貯蔵施設を建設するというもので、ホルテック・インターナショナル（米国）と共同で進められている。このプロジェクトは当初フランスのフラマトム（現アレバ）と共同で開始されたが、後に技術的な問題により中断・中止された。ホルテックは当初、使用済み燃料の脱水を行う下請け業者として雇われ、最終的にプロジェクト全体を引き継いだ。[23] [24]
参照
参考文献
- ^ 「乾式キャスク貯蔵」。原子力規制委員会。 2011年3月17日閲覧。
乾式キャスク貯蔵は、使用済み燃料プールで少なくとも1年間冷却された使用済み燃料を、キャスクと呼ばれる容器内で不活性ガスで囲むことを可能にする。
- ^ abc 「使用済み燃料のプールと乾式キャスクへの貯蔵：要点と質疑応答」。原子力規制委員会。 2013年11月27日閲覧。
燃料は通常、キャスクに移送される前にプールで少なくとも5年間冷却される。NRCは3年という早い移送を許可しているが、業界標準は約10年である。
- ^ [1] 原子力規制委員会、乾式キャスク貯蔵、図43。
- ^ IAEA – 国際原子力機関。「核燃料サイクル施設（NFCIS）」。infcis.iaea.org 。 2018年4月18日閲覧。
- ^ OECD原子力機関（2007年5月）。リサイクル可能な核分裂性物質および核分裂性物質の管理。OECD出版。34ページ。ISBN 978-92-64-03255-2. 2011年3月22日閲覧。
- ^ ab 「イグナリナ原子力発電所の使用済み核燃料貯蔵用の CASTOR RBMK-1500 および CONSTOR RBMK-1500 キャスクの放射線特性と熱特性」。Hanser 、 CAT.INIST から引用。2006 年。2012 年 8 月 17 日時点のオリジナルからアーカイブ。2010 年 1 月 1 日に取得。
- ^ 「Arevaの使用済み燃料貯蔵のための省スペースソリューション」。World Nuclear News。2017年9月29日。 2017年9月29日閲覧。
- ^ 「NRC使用済み燃料容量グラフ」nrc.gov 。 2018年4月18日閲覧。
- ^ Hebert, H. Josef. 2009. 「オバマ政権関係者、核廃棄物はネバダ州のユッカ山には送られないと語る」Wayback Machineに 2011-03-24 アーカイブ済み。シカゴ・トリビューン2009年3月6日、4ページ。2009年3月6日にアクセス。
- ^ ab 「使用済み核燃料の乾式キャスク貯蔵に関するファクトシート」。NRC。2009年5月7日。 2011年3月21日閲覧。
- ^ ベンジャミン・K・ソバクール（2011年）「原子力発電の将来をめぐる論争：原子力エネルギーに関する世界的批判的評価」ワールドサイエンティフィック、144ページ。
- ^ Wald, Matthew (2011年8月9日). 「より安全な原子力エネルギーの研究」. New York Times .
- ^ 「プールと乾式キャスクでの使用済み燃料貯蔵の要点と質疑応答」。
- ^ 乾式燃料貯蔵庫（ヤンキー・ロウ）。
- ^ ディアブロキャニオン発電所の使用済み燃料貯蔵庫。
- ^ 「アーカイブコピー」（PDF） 。 2007年10月13日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2008年4月12日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク)オンタリオ発電、ダーリントン廃棄物管理施設。 - ^ 「今日どのように保管されているか？」nwmo.ca 。 2020年5月12日閲覧。
- ^ abc 商業用使用済み核燃料貯蔵の安全性とセキュリティ：公開レポート（2006年）放射性廃棄物管理委員会（BRWM）。全米アカデミー出版。2006年。doi：10.17226/ 11263。ISBN 978-0-309-09647-8. 2011年3月21日閲覧。
- ^ 「実物大CONSTOR V/TC試作機の落下試験結果」(PDF)。Bundesanstalt für Materialsforschung und -prüfung。2012 年 3 月 26 日にオリジナル(PDF)からアーカイブされました。2010 年 1 月 10 日に取得。
- ^ 「コズロドゥイ原子力発電所の英語版速報」（PDF） 。コズロドゥイ原子力発電所公式速報。2008年。 2013年5月24日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2010年10月9日閲覧。
- ^ “На ГХК успезно заверлен второй этап пусконаладки оборудования на ХОТ-2”. sibghk.ru (ロシア語)。ロシア。 2014 年 3 月 2 日にオリジナルからアーカイブされました。2013 年 3 月 30 日に取得。
- ^ 「2001年8月のニュースリリース」デューク・エナジー。2013年5月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年4月18日閲覧。
- ^ 「ホルテック・インターナショナル、チェルノブイリ乾式貯蔵プロジェクトを開始」。businesswire.com 。 2018年4月18日閲覧。
- ^ 「エネルゴアトム、ロブノ原子力発電所でホルテックの使用済み燃料容器を試験」ワールド・ニュークリア・ニュース。2019年8月12日。 2019年8月13日閲覧。
外部リンク
- NRC: 乾式キャスク貯蔵
- 米国核廃棄物技術審査委員会、使用済み核燃料の長期乾式貯蔵および輸送に関する技術的基礎の評価 2010
- 使用済燃料独立貯蔵施設の所在地