照射済燃料を浸漬させた人工海水の組成分析

Chemical composition of artificial seawater after leaching tests of irradiated fuel

田中 康介  ; 須藤 光雄; 大西 貴士  ; 圷 葉子 ; 吉武 庸光 ; 山下 真一郎   ; 関岡 健*; 石ヶ森 俊夫*; 大林 弘 ; 小山 真一  

Tanaka, Kosuke; Suto, Mitsuo; Onishi, Takashi; Akutsu, Yoko; Yoshitake, Tsunemitsu; Yamashita, Shinichiro; Sekioka, Ken*; Ishigamori, Toshio*; Obayashi, Hiroshi; Koyama, Shinichi

東京電力福島第一原子力発電所(1F)の事故では、原子炉の冷却機能維持のために建屋の外部から注水が行われた。その際、緊急措置として一時的に海水が使われ、燃料と海水が有意な時間直接的に接触する状態が生じた。この状態においては燃料から核分裂生成物(FP)等が海水中に溶出することが想定されることから、その溶出・浸出挙動を把握しておくことは、圧力容器,格納容器等構造物の健全性に与える影響を評価する上での基礎的な情報として有用である。そこで、本研究においては、FP等の海水への浸出挙動に係る基礎的な知見を得ることを目的として、照射済燃料を人工海水中で浸漬させて得られた溶液の組成を分析する試験を行った。その結果、海水成分は浸漬試験の前後で大きな変動は確認されなかった。また、浸漬試験後の溶液中における被覆管成分は検出されず、これらの元素の溶出は確認されなかった。FP成分についてはCs, Cd, Mo等が、燃料由来成分についてはU, Pu及びAmがそれぞれ検出された。溶液中で検出された核種において溶出率を評価した結果、地下水を想定した溶液に照射済燃料を浸漬させた試験結果と類似する傾向にあることがわかった。

In the accident of Fukushima Daiichi NPPs, the water ingress was performed in order to decrease the reactor temperature. At that time, sea water was temporarily used as a coolant and the water contacted with nuclear fuel directly. It can be supposed that fission products (FP) were easily migrated from the fuel to sea water in this situation and that affect the water quality. The knowledge of leaching behavior, therefore, is necessary for evaluating the integrity of reactor component materials such as steels for pressure containment vessel and for reactor vessel. In order to obtain the fundamental knowledge for leaching behavior of FP in the hot sea water, the leaching tests of irradiated fuel were performed and the leachates were subjected to chemical analysis. It is found that he leaching rate of each nuclides obtained in this study were similar to that of the leaching results simulating the underground water.