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中山 梓介; 古立 直也; 岩本 修; 渡辺 幸信*
NEA/NSC/R(2020)4 (Internet), p.345 - 349, 2022/10
原子炉から発生する長寿命核分裂生成物(LLFP)は安定ないし短寿命な核種へと変換することが強く望まれている。こうした中、近年、高エネルギー粒子による破砕反応によってLLFPを核変換処理することが検討されており、いくつかの実験研究からは重陽子による破砕反応断面積が陽子によるものよりも大きいことが明らかにされている。これらの結果は重陽子ビームによるLLFPの核変換処理が陽子ビームによるものよりも有効である可能性を示唆している。他方、我々はこれまでに重陽子入射反応用の計算コードシステムDEURACSを開発してきた。DEURACSは元々、重陽子加速器中性子源の設計に資するために開発されてきたが、本研究ではDEURACSをLLFPに対する破砕反応断面積の計算に適用する。実験値との比較を通じ、LLFPの核変換応用へのDEURACSの適用性を議論する。
国枝 賢; 古立 直也*; 湊 太志; 岩本 信之; 岩本 修
NEA/NSC/R(2020)4 (Internet), p.329 - 331, 2022/10
長寿命核分裂生成核種の核変換研究のために、新たな核データライブラリImPACT/LLFP-2018を開発した。測定データの少ない不安定核種の核反応断面積を推定するために、微視的理論に基づく核構造モデルをCCONEコードに導入した。また、理化学研究所で得られた最新の断面積測定データを用いて高エネルギー反応で重要な前平衡パラメータを決定した。開発したライブラリには
Se, 
Zr, 
Pdおよび
Csを含む160核種に対する中性子および陽子入射の断面積が200MeVをエネルギー上限に格納されている。さらに、既存の安定核種に対する測定値と比較することにより調査した結果、本ライブラリは他のライブラリと比べて実験データへの再現性が高いことが判った。
菅原 隆徳; 方野 量太; 辻本 和文
no journal, ,
原子力機構では、分離変換技術の研究開発を行っており、加速器駆動核変換システム(ADS)を用いた核変換サイクルを提案している。本研究では、ADS核設計に対する、核変換サイクルにおける不純物の影響を評価した。例えば、分離におけるウランについては、Pu重量に対して20%のウラン随伴が許容されることを示した。また分離におけるレアアースについては、MA重量に対して5%のマイナーアクチノイド(MA)の随伴が許容されることを示した。これらの検討を通じて、ADS核設計の観点から、核変換サイクルの各工程における不純物の許容値が明らかとなった。
元川 竜平
no journal, ,
We present a hierarchical aggregate model of the organic phase containing the coordination species as a fundamental building unit for essential comprehension of the microscopic structure and phase separation in ionic separation and recovery systems during solvent extraction. Tri-n-butyl phosphate (TBP) is an important extractant for separating hexavalent uranium and tetravalent plutonium from used nuclear fuel by solvent extraction. In such solvent extractions, the organic phase occasionally separates into two organic phases, namely, light and heavy organic phases. The heavy organic phase is called the third phase, which contains high concentrations of uranium and plutonium, and TBP. In essence, the third phase is induced by a growth of the aggregation due to a lot of extracted coordination species, where the third phase formation in the extraction process could lead to a criticality accident and hinder the safe and stable operation of used fuel reprocessing facilities. Accordingly, understanding the mechanism of third phase formation, in conjunction with the microscopic structure of aggregation, is important. Through small-angle neutron scattering observations of the organic phase before and after extraction of the zirconium ions, this work contributes to provide a contemporary knowledge of third phase formation mechanisms as well as the microscopic structure of the hierarchical aggregates in the organic phases.
佐野 雄一; 川野邊 一則*; 坂本 淳志; 小藤 博英; 竹内 正行; 鈴木 英哉; 松村 達郎
no journal, ,
日本原子力研究開発機構(JAEA)は、高レベル液体廃棄物(HLLW)などの高酸性溶液からの3価マイナーアクチニド(MA(III))回収に有効な新しい抽出剤を開発している。これらの新しい抽出剤を使用して効率的なMA(III)回収プロセスを設計するためには、溶媒抽出システムにおけるそれらの平衡及び速度論的データを得ることが重要である。本研究では、HNO
溶液とテトラドデシルジグリコールアミド(TDdDGA)またはヘキサオクチルニトリロ三酢酸アミド(HONTA)/ n-ドデカンとの間の三価ランタニド(Ln(III)、MA(III)の代替物)の物質移動挙動を単一液滴法及びNitschセルによって評価した。HNO / TDdDGA系におけるLn(III)逆抽出の物質移動係数は、抽出工程における同値よりも小さいが、TDdDGA / n-ドデカン溶媒への2-エチル-1-ヘキサノールの添加によって改善された。HNO溶液とHONTA / n-ドデカン溶媒との間のLn(III)の物質移動は、HNO溶液とTDdDGA / n-ドデカン溶媒との間の移動よりもかなり遅かった。これらの評価で得られた物質移動係数に基づいて、ミキサセトラ及び遠心抽出器を用いたMA(III)回収のためのプロセス条件を議論した。
樋川 智洋; 津幡 靖宏; 松村 達郎
no journal, ,
粒子輸送計算コード(PHITS)を用いて、マイナーアクチノイド分離プロセス中での抽出溶媒への放射線エネルギー移行挙動を計算した。モンテカルロ法に基づいたPHITSを用いることで、複雑な形状をした抽出器や油水混合状態における抽出溶媒の線量が計算可能となった。結果から、
線量は抽出器の大きさに、一方、アルファ線量は液滴の大きさに強く依存することがわかった。さらに実験的に得られるG値と組み合わせることで、プロセス中での抽出剤の分解量および分解生成物の生成量を評価できることを示した。