廃棄物の合理的処理処分方策の基本的考え方; 廃棄物処理の加速に向けた検討結果

中川 明憲; 及川 敦; 村上 昌史; 吉田 幸彦; 佐々木 紀樹; 岡田 翔太; 仲田 久和; 菅谷 敏克; 坂井 章浩; 坂本 義昭

JAEA-Technology 2021-006, 186 Pages, 2021/06

JAEA-Technology-2021-006.pdf:54.45MB

日本原子力研究開発機構が保管する放射性廃棄物のうち、一部の放射性廃棄物については過去に未分別のまま圧縮等の処理が行われていた。このため、埋設処分に向けて圧縮されたものを分解して確認する等の作業に多くの時間が必要であると想定され、放射性廃棄物の早期のリスク低減を行う方策について、廃棄物処理及び埋設処分の2つの観点から検討を実施した。前処理,処理及び固型化といった廃棄物処理作業の中で時間を要している工程を分析し、放射能濃度評価、有害物等の分別、及び可燃物の分別といった課題を抽出した。放射能濃度評価に関しては、保守的な核種組成比と非破壊線測定による廃棄体中の放射能濃度評価方法の検討、及びトレンチ埋設施設構造の高度化を図るとともに、評価対象核種の選定に一定の基準を設定することにより、評価対象核種を絞り込める可能性があることを明らかにした。有害物等の分別に関しては、非破壊検査と記録・有害物使用状況等による分別の要否の確認により、分別作業を大幅に削減できる見込みが得られた。また、廃棄物から地下水中に移行した重金属による地下水中濃度を評価し、水質に関する環境基準を遵守可能な廃棄体中に含有される濃度として受入基準を提示した。可燃物の分別に関しては、埋設施設内空隙増加による陥没の影響を評価し、覆土での事前対応が可能な可燃物含有量を評価するとともに、非破壊検査による可燃物量の確認と、解体で発生するコンクリートのような可燃物含有量が少ない廃棄物との混合埋設により、埋設処分場内の廃棄物層の平均的な可燃物の含有割合を20vol%とする定置管理を行い、分別作業を不要にできる見込みが得られた。原子力科学研究所の圧縮体を例に、これらの方策を施すことによる廃棄物処理加速の効果についての評価を実施し、廃棄物の分別処理作業を約5倍加速できる見込みが得られた。今後、検討した対策の実現に向けた対応を進める。

Outline of Japan Atomic Energy Agency's Okuma Analysis and Research Center, 2; Labolatory-1

菅谷 雄基; 坂爪 克則; 圷 英之; 井上 利彦; 吉持 宏; 佐藤 宗一; 小山 智造; 中山 真一

Proceedings of 54th Annual Meeting of Hot Laboratories and Remote Handling (HOTLAB 2017) (Internet), 8 Pages, 2017/00

http://hotlab.sckcen.be/proceedings

日本原子力研究開発機構は、東京電力福島第一原子力発電所の廃炉に向けて、ガレキや燃料デブリ等の放射性廃棄物を分析・研究する研究開発拠点「大熊分析・研究センター」を整備する。本稿では、大熊分析・研究センターのうち、低・中レベルの放射性廃棄物の分析を行う「第1棟」について、構想や研究計画等を概説する。

DNA damage by soft X-ray exposure at oxygen K-edge

菅谷 雄基; 成田 あゆみ; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

Journal of Physics; Conference Series, 502(1), p.012040_1 - 012040_4, 2014/04

https://doi.org/10.1088/1742-6596/502/1/012040

In order to obtain detailed insights into the physicochemical mechanism of DNA damage induction in terms of photoabsorption modes, we have prepared thin DNA films of closed circular plasmid (pUC18) on a cover slip without any additives. Using this film, we have performed preliminary experiments by exposing to soft X-rays with energies around oxygen K-shell ionization threshold. The DNA damage yields of strand breaks and base lesions or AP sites were quantified by biochemical treatments. We confirmed that the DNA film can work as a specimen irradiation. The DNA damage yields induced by excitation of a K-shell electron of oxygen atoms in DNA were significantly greater than those for oxygen K-ionization.

Bulky averaged microscopic information for ECAP-processed Cu using Accelerator-based gamma-ray-Induced Positron Annihilation Spectroscopy and neutron diffraction

石橋 寿啓*; 友田 陽*; 菅谷 聡*; 豊川 弘之*; 平出 哲也; 堀田 善治*; 鈴木 裕士

Materials Transactions, 54(9), p.1562 - 1569, 2013/09

http://www.jim.or.jp/journal/e/54/09/1562.html

Equal Channel Angular Pressing(ECAP)法による99.99%銅の空孔密度,組織,粒界応力などのバルク平均された微視的構造パラメータを加速器利用の線誘起陽電子消滅分光(AIPAS)と中性子回折により調べた。AIPASで得られた消滅線ピークのドップラー広がりを示すSパラメータは最初のECAP処理で大きく増大し、その後の処理でわずかな減少が確認された。また、熱処理によって回復が見られたが、8サイクルのECAP処理試料の方が1サイクルのものよりも低温での回復が見られた。ECAP処理による組織や粒界の応力を中性子回折分析で求めた。熱処理を行いながら観測した中性子回折の半値幅と強度の変化から、8サイクルのECAP処理試料において再結晶化がより早く起こっていることがわかった。これらのバルク平均されたデータは結晶方位解析(SEM-EBSD)や機械的特性評価の結果と定性的に良い一致を示した。

Induction of DNA damage, including abasic sites, in plasmid DNA by carbon ion and X-ray irradiation

椎名 卓也; 渡辺 立子; 白石 伊世; 鈴木 雅雄*; 菅谷 雄基; 藤井 健太郎; 横谷 明徳

Radiation and Environmental Biophysics, 52(1), p.99 - 112, 2013/03

https://doi.org/10.1007/s00411-012-0447-4

Plasmid DNA was irradiated with carbon ions or X-rays in solutions containing several concentrations of Tris (0.66-200 mM) to determine the yield of abasic (AP) sites and the effect of scavenging capacity. The yield of AP sites, detected as single strand breaks (SSB) after digestion with E. coli endonucrease IV (Nfo), was compared with that of SSB and base lesions. At higher concentrations of Tris, the yields of single or clustered AP sites were significantly lower than those of single or clustered base lesions. The dependence of the yield of AP sites on scavenging capacity was similar to that of prompt strand breaks. These results indicate that the reaction of water radiolysis products, presumably OH radicals, with the sugar-phosphate moieties in the DNA backbone induces both AP sites and SSB with similar efficiency.

余裕深度処分における人為・稀頻度事象シナリオに係る検討・評価

中谷 隆良; 石戸谷 公英; 船橋 英之; 菅谷 敏克; 曽根 智之; 嶋田 秀充*; 中居 邦浩*

JAEA-Research 2009-064, 104 Pages, 2010/03

JAEA-Research-2009-064.pdf:14.45MB

本検討は、余裕深度処分対象廃棄物を処分するために必要となる情報を整備する一環として、「低レベル放射性廃棄物埋設に関する安全規制の基本的考え方(中間報告)」(平成19年7月、原子力安全委員会)に基づき日本原子力学会にて策定された「日本原子力学会標準余裕深度処分の安全評価手法:2008」等を参考に、3区分のシナリオのうち「人為・稀頻度事象シナリオ」について、評価シナリオを設定した。さらに、設定したシナリオについて被ばく線量評価が可能な解析ツールを整備するとともに、設定したシナリオについて予備的な線量評価を実施した。評価の結果、対象とした評価シナリオのうち、掘削影響領域(EDZ)からの井戸水飲用シナリオが最も高い被ばく線量を示した。本シナリオは、保守的に評価した場合の被ばく線量の上限を評価するという観点から、EDZからの井戸水を直接飲用に用いることを想定したシナリオであった。評価結果は10mSv/yを超えたものの、人為・稀頻度事象シナリオのめやす線量である10mSv/y100mSv/yの上限を超過しなかった。

アスファルト固化体等の浸出試験

芳中 一行; 高野 祐吾*; 木村 之彦*; 菅谷 篤志; 鬼澤 寿和

JAEA-Technology 2008-063, 135 Pages, 2008/10

JAEA-Technology-2008-063.pdf:5.88MB

本報告書は、固化体処分時の固化体からの放射性核種や化学種の浸出挙動の調査を行うため、平成15年度から平成18年度にかけて実施した、アスファルト固化体及びプラスチック固化体の浸出試験の結果をまとめて報告するものである。本試験において、以下の知見,データが得られた。(1)アスファルト固化体の浸出試験においては、従来は検出困難であったI-129についてピークを検出し、I-129の浸出挙動にかかわるデータを初めて取得することができた。検出されたピーク面積からI-129の放射能量を評価したところ、約50日間の浸出期間で供試体に含まれるI-129の約40%から100%に相当する量が浸出していることがわかった。また、供試体形状や浸出液の温度などを変えて、異なる条件下で浸出試験を実施し、処分時の評価において考慮すべき硝酸イオン等の化学種の浸出挙動にかかわるデータを取得した。(2)プラスチック固化体の浸出試験においては、TBP等の化学種及びI-129等の放射性核種に着目した浸出試験を実施し、TBP等の浸出挙動にかかわるデータを取得することができた。

Beam-palarization asymmetries for the (,) and (,) reactions for =1.5-2.4 GeV

Zegers, R. G. T.*; 住浜 水季*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; Dat, S.*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; et al.

Physical Review Letters, 91(9), p.092001_1 - 092001_4, 2003/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.092001

=1.5-2.4GeVで(,),(,)反応に対するビーム偏極非対称が初めて測定された。この結果は未決定のハドロン共鳴や反応機構解明に用いられる。

並列処理型温度・変形シームレス解析システム「TESTPAS」の開発(2)

月森 和之; 菅谷 寿男; 山崎 智明*; 北川 和士*; 松永 繁*; 早川 透*

JNC TN1400 2002-009, 400 Pages, 2002/07

JNC-TN1400-2002-009.pdf:17.88MB

サイクル機構では、平成9年度より、温度解析と変形解析が連成する大規模非線形計算を並列処理等を利用して効率よく実行するシステムとして並列処理型温度・変形シームレス解析システム「TESTPAS」(Temperature and Stress/Strain Response Parallel Analysis System)の開発・整備を行っている。testpasは、構造の変形解析と温度解析そして流体の軌跡に関する簡易解析のルーチを有し、それらの変数と関係させながら計算を同時的に進めることができる。つまり、構造の変形により、表面の流体の挙動が変化し、その流体が熱源となっている場合、温度分布が変化し、構造の変形に影響を及ぼすという3者の連成を伴った現象を追跡できる。今回は、熱源となる流体が構造物表面に溜まることによって構造物への入熱範囲が広がり、また、構造物の変形により入熱範囲が変化するといった現象に対応できるようにシステム機能の拡張・整備を行った。あわせてチュートリアルマニュアルの拡充を行っている。ここでは、拡張したシステム機能の検証を兼ねて、円形の鉄板の中央に高温のナトリウムを流下させる場合の流体の広がり、流体の熱による鉄板の温度分布および変形挙動を解析する例題を取り上げた。参照した文献によると、解析において鉄板の熱変形による流体の広がりの変化が考慮されていないため、実験結果よりも同じ場所の温度の立ち上がりが早くなっているが、今回の例題解析を通じて、変形、温度挙動および流体の溜まりの相互関係の結果生じたと考えられる温度の立ち上がりの「遅れ」をTESTPASによって表現できることが示された。

Development of A Computational System for Coupled Neutronic,Thermal-Hydraulic and Structural Analysis Using Messge Passing Interface

宇都 成昭; 月森 和之; 根岸 仁; 江沼 康弘; 菅谷 寿男; 堺 公明

SNS2000, 16 Pages, 2000/00

液体金属高速炉において核、熱流動、構造が統合する炉内物理挙動をシミュレーションするプロトタイプ解析システムを開発した。本システムは、出力分布の空間的歪みと炉心変形が重畳する挙動や、反応度フィールドバック効果を考慮して得られる冷却材温度変化を用いた炉心変形計算を総合的に解析できる。また、解析に用いるコード間の膨大なデータ通信時間とそれに伴う膨大な作業負荷の低減に配慮した。本システムでは、核特性解析、摂動計算、プラント動特性解析、炉心変形解析の各々に用いて4種類の大規模解析コードを構成要素として、これらコード間を専用のメッセージ通信ライブラリーを用いてデータ通信することとした。また、これら4種類のコードを2種類のインターフェイスで結合することで、各コードにおいて物理モデルの改良等を行う際必要となるプログラム更新をできるだけ容易に行える構成とした。このような特徴を発揮しつつ本システムが