Analysis of particles containing alpha-emitters in stagnant water at torus room of Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station's Unit 2 reactor

福島第一原子力発電所2号機トーラス室滞留水の核種を含有する微粒子の分析

蓬田 匠   ; 大内 和希  ; 岡 壽崇   ; 北辻 章浩  ; 駒 義和  ; 今野 勝弘*

Yomogida, Takumi; Ouchi, Kazuki; Oka, Toshitaka; Kitatsuji, Yoshihiro; Koma, Yoshikazu; Konno, Katsuhiro*

福島第一原子力発電所2号機トーラス室滞留水に含まれる線放出核種の存在形態を、走査型電子顕微鏡X線検出(SEM-EDX)やアルファトラック法により分析した。SEM-EDXによる観察の結果、Uを主成分とするサブm数mサイズの粒子を複数同定できた。これらの粒子はZrなどの燃料被覆管や構造材を構成する元素を含んでいる。また、同じ粒径フラクションの固形分に含まれるU同位体比(235/238)は、原子炉燃料のそれと一致した。このことから、U粒子は原子炉に由来し、これが微細化したものであることを示している。アルファトラック分析により同定した核種含有粒子は、粒径数10m~数100mのサイズであり、SEM-EDXの元素分析の結果、鉄を主成分としていた。核種の物質量は極わずかであることから、Pu, Am, Cm等が鉄粒子上に付着する形態であると考えられる。分析した滞留水中の固形分試料では、Uと他の核種の存在形態が異なる場合があることが明らかになった。

Particles containing alpha () nuclides were identified from sediment in stagnant water at the torus room of the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station (FDiNPS)'s Unit 2 reactor. Several uranium-bearing particles were identified by SEM observation. These particles contained Zr and other elements which constituted fuel cladding and structural materials. The U/U isotope ratio in the solid fractions that included U particles was consistent with the nuclear fuel in the Unit 2 reactor, which indicated that the U particles had been derived from nuclear fuel. The particles with alpha-emitters detected by alpha track analysis were several tens to several hundred m in size. The EDX spectra showed that these particles mainly comprised iron, which indicated Pu, Am, and Cm were adsorbed on the Fe-baring particles. This study clarifies that the major morphologies of U and other -nuclides were differed in the sediment of stagnant water in the torus room of FDiNPS's Unit 2 reactor.