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島田 太郎; 西村 優基; 武田 聖司
MRS Advances (Internet), 2(12), p.687 - 692, 2017/01
東京電力福島第一発電所の事故で発生した燃料デブリは、その特性調査が開始された段階であり、具体的な処分方法は示されていない。本研究では、燃料デブリ処分に求められるバリア機能を予察的に把握するため、HLWと同様の地層処分概念を前提に、既往文献から核種量や廃棄体形状を仮想し、燃料デブリ特性、人工バリア及び天然バリアの不確実性を想定した核種移行の感度解析を行った。その結果、燃料デブリの主要核種である
Uを含む4n+2系列核種の天然バリア出口での移行フラックスは、燃料デブリ特性や人工バリアの不確実性を考慮しても、天然バリアの性能が確保されればHLWと同程度に収まり、また、他の系列及びFP核種の移行フラックスはHLWを下回ることがわかった。一方、燃料デブリ特有の
C, 
Iについては、燃料デブリからの瞬時放出割合の感度が高く、これら核種の放出時の物理化学特性の把握が重要であることを示した。
島田 太郎; 武田 聖司; 向井 雅之; 宗像 雅広; 田中 忠夫
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1744, p.229 - 234, 2015/04
隆起・侵食を伴う地層処分サイトを対象として、地質構造の長期的変化を考慮して解析する地下水流動と、水質変化を考慮して解析する人工バリア長期変遷の結果に基づいて、地質,水質,距離などが時間的・空間的に変化する移行経路上の核種移行を解析する総合的な安全評価手法を整備した。また、本手法により隆起・侵食を伴う仮想的な堆積岩サイトに対してケース解析を行った。その結果、一様隆起と侵食の組み合わせの場合に、対地深度が減少して地下水流速が増加するため、その地質及び水理構造の変化が核種移行に大きな影響をもたらすことがわかった。また、侵食がない場合には、動水勾配が上昇することによって地下水流速が増加するため、一様隆起よりも傾動隆起のほうが核種移行フラックスが大きくなった。処分施設設置のための事前調査においては、隆起・侵食を含む長期的な地質構造、水理条件、地下水の涵養及び流出域の特性を十分に調査し、処分場の適切な位置、深度、レイアウト設計に反映する必要がある。
宮原 要; 時澤 孝之; 中山 真一
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.245 - 256, 2013/10
福島第一原子力発電所事故後の汚染に対処するため、原子力機構は国から受託した除染モデル実証事業を避難区域を主とする対象地区で実施した。さまざまな制約条件にもかかわらず、除染モデル実証事業により効率的で効果的な除染方法を提案するなど、本格除染に向けた知見を取りまとめることができた。これらの成果をモニタリング(放射線量などの測定),除染,除去物の保管を軸として概説する。
(aq)/NH
小林 大志*; 佐々木 隆之*; 上田 健揚*; 北村 暁
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.231 - 236, 2013/10
TRU廃棄物の管理においては、廃棄物に含まれる硝酸塩の影響を評価する必要がある。本研究では、軽石凝灰岩に対するニッケル及びパラジウムの収着挙動を、アンモニア/アンモニウムイオン共存下で調べた。種々のアンモニア/アンモニウム濃度, pH及びイオン強度条件において、軽石凝灰岩に対するニッケル及びパラジウムの分配係数(D)をバッチ法で取得した。ニッケルの場合、中性付近での分配係数は初期アンモニウムイオンに対する顕著な依存性を示さず、熱力学データを用いた予測と一致した。パラジウムの場合、初期アンモニウムイオン濃度の増大とともに分配係数が低下し、アンミン錯体(Pd(NH)
(m: 1-4))の生成が示唆された。得られたニッケル及びパラジウムの分配係数を表面錯体モデルで解析した。熱力学データを用いた予測計算を考慮したところ、アンモニア/アンモニウムイオン共存下におけるニッケル及びパラジウムの収着挙動がよく説明された。
武田 聖司; 井上 佳久; 木村 英雄
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.237 - 242, 2013/10
今後のHLW地層処分の安全審査に向けて、採用される工学技術に対し、適用した際のヒューマンエラーとバリア材の安全機能へ影響との関係を把握することを目的として、幾つかのヒューマンエラーに起因したバリア機能の低下・喪失を想定したシナリオ(初期欠陥シナリオ)に対する感度解析を行った。重要核種であるCs-135, Se-79に対する解析から、安全機能な健全な場合の天然バリアからの核種移行率よりも、「緩衝材の初期欠陥によるコロイドフィルトレーション機能の喪失」と、「粘土プラグの初期欠陥による止水機能の喪失及び卓越した移行経路の形成」のシナリオの核種移行率が、1桁から2桁以上の高い結果を示し、これらの2つのシナリオの可能性の確認が特に重要であることを示した。
佐々木 紀樹; 上西 修司*; 宮本 泰明; 船坂 英之
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.257 - 268, 2013/10
福島第一原子力発電所事故及びその復旧活動により多量の放射性廃棄物が発生している。これらの廃棄物は、通常の原子力発電所より発生する放射性廃棄物とは性状が大きく異なり、廃棄物を管理していくためには幅広い研究開発が必要となる。廃棄物の性状把握や安全な保管に向けて放射性核種の分析、保管容器内の水素発生・拡散評価、腐食評価といった研究開発が実施されている。また、廃棄物の処理処分に向けた詳細な研究開発計画が2012年度末までに策定される予定である。
吉川 英樹; 飯島 和毅; 笹本 広; 藤原 健壮; 三ツ井 誠一郎; 北村 暁; 操上 広志; 時澤 孝之; 油井 三和; 中山 真一
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.269 - 275, 2013/10
福島県東京電力福島第一原子力発電所で発生した事故に起因する児童生徒等への放射能・放射線の影響をできるだけ低減させるため、直ちに講ずることが可能な対策を検討することを目的として、日本原子力研究開発機構は、福島市内に位置する中学校及び幼稚園を対象に調査を行った。今回の事故に伴い放出され、土壌中に残留している主な放射性元素は分析の結果、
Csと
Csであった。放射性物質の大部分が存在すると考えられる表層付近の土を剥離し、それを敷地内の別の場所に掘削した穴に入れた後、遮蔽のため別の穴から採取した放射性物質を含まない深部の土で覆った方法を試験的に実施した。1mでの高さによる線量が2.5
Sv/hから0.15SV/hに低減することができた。
佐藤 治夫; 新里 忠史; 天野 健治; 田中 真悟; 青木 和弘
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.277 - 282, 2013/10
平成23年3月11日に発生した東北太平洋沖地震によって東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生した。4月初旬までにCsで1.2-1.5
10
Bq、I-131で1.5-1.610
Bq放出されたと推定されており、それらは福島県を中心に土壌表面や森林などに沈着した。本調査は文部科学省が進める放射線量率や放射性物質によって汚染された土壌の分布マップを作成するための調査の1つとして実施したもので、事故から3か月後の深度方向の分布状況についてジオスライサー調査を実施した。調査は、二本松,川俣町,浪江町の11地点で行った。Cs, Cs, 
Te, 
Agが検出され、CsとCsはすべての調査地点で、TeとAgは空間線量率が高いエリアで検出された。地表面土壌については多くの地点で沈着量の99%以上は表層10cm以内に存在した。一方、元農地と推定される土壌は地表面土壌よりも深い位置まで検出される傾向であるものの、沈着量の99%以上は表層14cm以内であった。表層付近の濃度分布から求めた見掛けの拡散係数D
は、すべての核種について元農地と推定される土壌(D=0.1-1.510
m
/s)の方が地表面土壌(D=0.65-4.410
m/s)よりも大きく、多くの拡散係数はD=10(m/s)付近であった。バッチ法によりCsとIに対する分配係数Kdも取得しており、K
とDとの関係を総合すると、濃度分布の形成は雨が降った際の移流による分散の効果が支配的であったと考えられる。
Harjo, S.; 土田 紀之*; Gong, W.; 阿部 淳; 相澤 一也
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1528 (Internet), 7 Pages, 2013/01
鉄鋼材料の強化機構の中で、高強度,高延性、優れた高速変形挙動が期待されるものにTRIP効果がある。TRIP効果は鉄鋼材料に発現する特徴的な強化機構であり、オーステナイト組織(
)の一部が強度の高いマルテンサイト組織(
')に変態する(加工誘起変態)ことにより高強度,高延性が得られると言われている。ところが、TRIP効果にもたらす変形中の加工誘起変態挙動, ,フェライト組織()及び'組織の役割に関する定量的な研究がほとんどないため、TRIP鋼の変形中のその場中性子回折実験を行った。実験及び結果の詳細を紹介し議論する。
and zircalloy-2加藤 正人; 内田 哲平; 廣岡 瞬; 赤司 雅俊; 米野 憲; 森本 恭一
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1444, p.91 - 96, 2012/09
被引用回数：1 パーセンタイル：56.57(Materials Science, Multidisciplinary)Pellets of UO react with zircalloy (Zry) cladding to form corium in severe accident of LWRs. It is important to know thermal and chemical properties of corium to analyze fuel behavior in severe accident and to treat corium in post-accident. However, their data are limited. In this work, corium was prepared from UO and Zry-2, and its melting temperature and thermal conductivity were investigated as a parameter of U content. In the heating curves in the melting temperature measurement, thermal arrests were clearly observed. The solidus temperatures of 75%U, 50%U and 25%U-sample were determined to be 2622
C, 2509C and 2540C, respectively, which were consistent with solidus temperature reported in the UO-ZrO system. The melted samples were taken from W-capsule and sliced in a plate. Thermal diffusivity of the plate sample was measured. The data were lower than that of UO.
and zircalloy-2廣岡 瞬; 赤司 雅俊; 内田 哲平; 森本 恭一; 加藤 正人
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1444, p.97 - 101, 2012/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.11(Materials Science, Multidisciplinary)As a part of severe accident research in LWRs, physical and chemical properties of corium formed by meltdown of the reactor core have been studied. The corium consists of two kinds of phases, Zr-rich phase and U-rich phase. The U-rich phase has fluorite structure and Zr-rich phase has monoclinic structure which transforms to tetragonal and fluorite structure with temperature. These phase transformations with temperature change cause volume change and cracks. In this study, the corium was prepared from Zry-2 and UO, and thermal expansion was measured. Then, volume change with phase transformation was analyzed from the results.
米野 憲; 加藤 正人; 廣岡 瞬; 砂押 剛雄*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1444, p.85 - 89, 2012/09
被引用回数：8 パーセンタイル：96.04(Materials Science, Multidisciplinary)Oxygen potentials of PuO were measured at temperatures of 1473-1873 K by thermo-gravimetry. The oxygen potentials were determined by 
analysis as functions of oxygen-to-metal ratio and temperature. The measurement data were analyzed on the basis of defect chemistry and an approximate equation was derived to represent the relationship among temperature, oxygen partial pressure, and deviation 
in PuO.
神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1444, p.165 - 168, 2012/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.11(Materials Science, Multidisciplinary)
波超伝導体では、超伝導クーパー対は磁気揺らぎによって誘起されている。実際、反強磁性磁気揺らぎエネルギーと超伝導転移温度は、高温超伝導体を含む波超伝導体で相関がある。この相関に加え、
電子系の新奇超伝導体では、磁気異方性と超伝導対称性に相関が見られる。反強磁性新奇超伝導にはXY型揺らぎが有利であり、強磁性新奇超伝導にはISING揺らぎが有利である。ここではXY型磁気異方性の起源について軌道角運動量とFermi面の観点から議論する。
徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 中堂 博之; 逢坂 正彦; 三輪 周平; 西 剛史; 中田 正美; 伊藤 昭憲; 本間 佳哉*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1444, p.149 - 158, 2012/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.11(Materials Science, Multidisciplinary)二酸化アクチノイドは原子力燃料としての応用がよく知られているが、アクチノイド化合物の基礎的な電子物性を系統的に理解するうえでも非常に重要な化合物群である。特に低温では電子特有の強いスピン-軌道相互作用を起源とした多彩な磁気状態が実現することが知られている。われわれはこれまでO酸素核のNMR測定を通じて微視的観点から系統的な研究を行ってきた。最近ではアメリシウム化合物では初めてとなるNMR測定をAmOにおいて成功している。本講演ではこれまでの二酸化アクチノイドのNMR研究結果についての総括的に議論する予定である。
都留 智仁; 青柳 吉輝; 加治 芳行
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1298, 6 Pages, 2011/04
照射材で観察される転位チャネリングは、変形局所化の結果として観察され、照射誘起応力腐食割れ現象における重要な応力因子と考えられている。本研究では、照射材の変形のメカニズムの解明のため、原子シミュレーションと連続体解析に基づく階層的な計算科学モデリングを構築し、照射材の塑性変形について検討を行った。まず、原子シミュレーションから照射欠陥が存在するときの基礎的な情報として、降伏応力の欠陥密度依存性を検討した。次に、二次元及び三次元の照射欠陥を有する多結晶モデルに対して、照射欠陥の弾性変形と塑性変形への影響を検討した。原子シミュレーションにより、照射欠陥は弾性変形過程に大きな影響を与えない一方、降伏応力は欠陥直径が2
4nmの場合に150200MPaに上昇することがわかった。さらに、これらの降伏応力等の情報を結晶塑性有限要素解析に適用する階層モデルを提案した。そして、実際の転位密度を有する照射材において、照射欠陥の有無がマクロな塑性変形挙動に大きな影響を与えることを示した。
Kim, G.; 芝 清之; 沢井 友次; 井岡 郁夫; 木内 清
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1298, p.61 - 66, 2011/04
FaCT事業では、約250dpaの照射量に耐える燃料被覆管の候補材として9Cr系のODS鋼が選定されているが、粉末冶金に伴う製品の安定性や、再処理適合性の面での懸念も議論されている。本研究では、こういった懸念に対するバックアップ材料としての位置づけで、耐照射性とともに耐食性に優れる二種類('析出型とG相析出型)の超高純度高Ni合金(EHP合金)を選定し、その開発を進めている。開発材の耐照射性を確認するために、高速炉での核変換反応に伴うHeやHの生成量を模擬した高崎量子応用研究所TIARAのイオン照射実験を実施した。その結果、400C照射では'析出型合金,G相析出型合金ともに照射硬化を示したが、G相析出型合金の方が照射硬化量は大きかった。また、550C照射によるスエリングは両合金ともに良好であったが、特にG相析出型合金では大型のボイドが形成されず、極めて耐スエリング性が高いということが明らかになった。
Lee, S.; 吉川 英樹; 松井 敏也*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1265, p.209 - 214, 2010/11
鉄還元菌共存下での炭素鋼腐食試験を実施した。41日の培養条件で、バイオフイルムの生成と腐食生成物が確認され、腐食生成物はSEM観察等を実施した。本実験の結果、防食機能を持つVivianiteが微生物の作用で腐食生成物として生成することが確認された。
杉田 裕; 中村 隆浩; 真田 祐幸; 相澤 隆生*; 伊東 俊一郎*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1265, p.39 - 44, 2010/11
日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町に分布する堆積岩の深部地質環境を調査することにより地層処分技術に関する信頼性の向上を行っている。放射性廃棄物を深部地層に処分するために坑道を地下深部に掘削する場合、坑道の周囲には掘削影響領域が発生する。地下140mの調査坑道において、原位置掘削影響試験を行った。試験では、弾性波トモグラフィー調査を行った。調査領域は、坑道壁面近傍の3m四方のエリアである。調査坑道の掘削の進捗とともに弾性波トモグラフィー調査を繰り返し行い、坑道周囲に弾性波速度の変化領域が観測された。弾性波トモグラフィー調査は、坑道周囲に発生した掘削影響領域を捉えることができた。
加治 芳行; 都留 智仁; 渋谷 陽二*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1215, 6 Pages, 2010/10
本研究では、粒界の代表的な例として、対応(CSL)粒界,小角度(SA)粒界及びランダム粒界の3タイプについて検討した。最初に、CSL粒界の粒界エネルギーと原子配置について第一原理密度汎関数法(DFT)と原子埋め込み法(EAM)を用いて評価した。その後、SA及びランダム粒界を同じEAMを用いて構築し、その基礎特性を離散転位動力学モデルとボロノイ多面体解析手法により評価した。その結果、CSL及びSA粒界の応力分布は、粒界コア周辺に局所化していることがわかった。それに対して、ランダム粒界は、五角形面を多く持つ多面体で校正されており準結晶に近い、CSL粒界等とは全く異なる構造を示すことがわかった。
田中 康介; 逢坂 正彦; 黒崎 健*; 牟田 浩明*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1215, p.95 - 100, 2010/10
MOX燃料にAm及びFPを添加した模擬低除染MOX試料を従来の粉末冶金技術を用いて調製し、TG-DTAにより酸素ポテンシャルを測定した。その結果、低除染MOX燃料はFPを含まない燃料よりもわずかに酸素ポテンシャルが上昇することがわかった。また、燃焼度の進展とともに酸素ポテンシャルが上昇することを確認した。
