通常、使用済燃料とは、原子炉で使用された後の燃料棒のことを指す。原子燃料は原子炉の中で3〜4年程度使用した後、取り出され、この燃料を使用済燃料という。
使用済燃料にはまだ使えるウラン、プルトニウムが残っているため、再処理工場に運び処理した後、再び燃料として使用することが出来るのが特徴。使用済み核燃料には大量の放射性物質が含まれているが、その処理が世界的な問題となっており、特に使用済み核燃料からウラン及びプルトニウムを抽出することで核兵器への転用も可能となっている。
一般的には原子炉で使用された後、冷却するために原子力発電所内にある貯蔵プールで3年〜5年ほど保管される。その後、核燃料サイクルに用いるために再処理工場に輸送されて処理が行われるか、高レベル放射性廃棄物処理場での長期保管が行われ、日本においては青森県六ヶ所村に六ヶ所村核燃料再処理施設の建設が行われている。
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