MOX燃料の特性

MOX燃料は、ウラン燃料に比べてプルトニウムが核分裂する割合が増えます。そのことによる影響については、原子力安全委員会(当時)が1995(平成7)年6月に、MOX 燃料が安全に利用できることを確認し、安全審査の指標をまとめています。これによると、現在運転している原子力発電所では、MOX燃料が炉心の3分の1までであれば、MOX燃料の特性や挙動はウラン燃料と大きな差はないとされています。

MOX燃料には2つの特徴があります。

温度について

プルトニウムとウランは化学的な特徴はよく似ていますが、融点や熱伝導度が異なります。その結果、プルトニウムの混合割合が増えるにしたがって、MOX燃料の融点が低下し、また熱伝導度が低下するため、MOX燃料の温度が上昇する傾向になります。

しかし、実際にプルサーマルで使用するMOX燃料の混合量では、いずれの変化も小さく、実際のMOX燃料の温度は融点に対して十分な余裕をもっています。

核分裂反応の制御について

プルトニウムはウランに比べて中性子を吸収しやすいため、制御棒の効きが低下したり、燃料の出力が高くなる傾向になります。しかし、実際には制御棒の「核分裂を止める」機能は、燃料の設計や原子炉の中での配置を工夫することによって、ウラン燃料のみの場合とほとんど変わらず、安全は十分な余裕をもって確保されています。

また、原子炉内では蒸気の泡が増えると核分裂反応が自然に抑えられる効果(ボイド効果)があります。MOX燃料を利用する軽水炉は、現在の軽水炉よりもボイド効果が大きく、出力上昇を抑えることができる特性をもっています。

実績をみる限り、これまでの約6,350体の利用実績(2014(平成26)年1月現在)からは、現在の軽水炉においてMOX燃料を使用することについては特段の技術的問題はないことが実証されています。

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