Estimation for mass transfer coefficient under two-phase flow conditions using two gas components

南上 光太郎; 塩津 弘之; 丸山 結; 杉山 智之; 岡本 孝司*

Journal of Nuclear Science and Technology, 60(7), p.816 - 823, 2023/07

https://doi.org/10.1080/00223131.2022.2146015

For proper source term evaluation, we constructed the theoretical model to estimate the mass transfer coefficient of gaseous iodine species under two-phase flow conditions, which complicates the direct experimental measurements. The mass transfer speed is determined by the product of the overall mass transfer coefficient and the interfacial area. By using the ratio of two gas components, the interfacial area, which is an important parameter that is difficult to measure, can be canceled out and the ratio of their overall mass transfer coefficients can be obtained. This ratio is expected to be equal to the ratio of their diffusion coefficients. Therefore, the unknown mass transfer coefficient such as iodine species can be estimated using the diffusion coefficients of two gas components and the reference mass transfer coefficient such as O. We carried out the experiments using the bubble column to confirm this relationship. From the results in this study, we confirmed that the ratio of the overall mass transfer coefficient was in good agreement with the ratio of diffusion coefficient under the bubbly flow conditions. Using this relationship confirmed in this study, we estimated the mass transfer coefficient of I, one of the iodine species.

Influences of humid substances, alkaline conditions and colloids on radionuclide migration in natural barrier

向井 雅之; 上田 正人; 稲田 大介; 湯川 和彦; 前田 敏克; 飯田 芳久

Proceedings of International Symposium NUCEF 2005, p.219 - 224, 2005/08

地層処分の安全評価における、より定量的な放射性核種移行の理解のため、原研では、地質媒体中のTRUの収着・拡散挙動に及ぼす腐植物質,高アルカリ環境,コロイドの影響について、実験及びモデル両面で研究を進めている。腐食物質の一成分であるフルボ酸が共存しない場合、凝灰岩試料を透過したAmの拡散は検出されなかった。フルボ酸を共存させた場合、凝灰岩を透過拡散したことを示すAmが下流側セル中に認められた。セメント材に起因する高アルカリ環境は、地質媒体を化学的・物理的に変質させながら広がる可能性がある。花崗岩中のアルカリ成分透過拡散試験から、セメント平衡水のCa及びOHの有効拡散係数は、NaOH溶液のNa及びOHと比較してほぼ2桁高いことがわかった。コロイドは放射性核種の移行を促進するとされ、放射性核種移行へのコロイドの影響を評価できる計算コードが求められている。

Ion species control in high flux deuterium plasma beams produced by a linear plasma generator

Luo, G.; 洲 亘; 中村 博文; 大平 茂; 西 正孝

Review of Scientific Instruments, 75(11), p.4374 - 4378, 2004/11

https://doi.org/10.1063/1.1807006

低エネルギー・高フラックスのコンパクトなプラズマ源の作る重水素イオンビーム中のイオン種の制御について研究した。このプラズマ源は核融合炉のプラズマと対向壁との相互作用の研究用に開発したものである。本研究では、プラズマ源中の重水素圧力,アーク電流,制御用磁場などの放電パラメータを変化させることにより、重水素イオン種D, D, Dの割合を制御できることを見いだした。低い重水素圧力の場合ではDイオンが主になり、中間の磁場と高い重水素圧力の条件ではDが生成されやすい。また、強い磁場と大きなアーク電流がDからDへの変換を容易にする。これらの放電パラメータの適切な調節により、D, D、及びDのそれぞれについて、単一成分の割合が80%を超えるビームを得る方法を確立した。また、この中でDの生成には磁場の制御が重要な役割を果たしていることを見いだした。

Apparent diffusion coefficients and chemical species of neptunium(V) in compacted na-montmorillonite

香西 直文; 稲田 貢一*; 小崎 完*; 佐藤 正知*; 大橋 弘士*; 馬場 恒孝

Journal of Contaminant Hydrology, 47(2-4), p.149 - 158, 2001/02

https://doi.org/10.1016/S0169-7722(00)00145-5

Na型に調製した圧密モンモリロナイト中でのNp(V)の拡散挙動を非定常拡散法により検討した。見かけの拡散係数の温度変化から求められる拡散の活性化エネルギーから拡散経路について議論した。また、選択的逐次抽出法により、拡散中の核種の化学形等を議論した。圧密度1.0g/cmのときの見かけの拡散係数は、15Cでの3.710msから50Cでの9.210msまで温度とともに増加した。見かけの拡散係数をTに対してプロットすると良い直線性を示し、この傾きから得られる拡散の活性化エネルギーは17.8KJmolであった。この値はイオンが自由水中を拡散するときの活性化エネルギー値に近い。圧密度を最大1.6g/cmまで高めたときの結果及び選択的逐次抽出実験結果等から総合的にNp(V)の拡散メカニズムを検討する。

Estimation of different species of Eu(III), Th(IV), U(VI) and Am(III) extracted into nitrobenzene by N,N'-dimethyl-N,N'-dihexyl-3-thiopentanediamide and thenoyltrifluoroacetone

佐々木 祐二; 渡部 和男

JAERI-Research 99-005, 21 Pages, 1999/01

JAERI-Research-99-005.pdf:0.67MB

N,N'-ジメチル-N,N'-ジヘキシル-3-チオペンタンジアミド(DMDHTPDA)とテノイルトリフルオロアセトン(TTA)協同抽出によるニトロベンゼン中へのEu(III),Th(IV),U(VI)とAm(III)の抽出錯体種をlogDと抽出剤濃度との関係より求めた。それぞれアクチノイド陽イオンの3つの協同抽出錯体を見い出した。抽出錯体の存在割合は2つの抽出剤濃度の比に依存しそのフラクション図を作成した。EuとAmの最も高い分離比、7.2、がDMDHTPDA単独の抽出剤を用いたときに得られ、その値は抽出種にTTAが関与する数とともに減少した。

Long-lived radionuclide transport; An In-situ field column study

D.R.Champ*; J.O.Jirovec*; J.L.Young*; 熊田 政弘

Transport and Mass Exchange Processes in Sand and Gravel Aquifers; Field and Modelling Studies,Vol. 2, p.725 - 736, 1991/00

放射性廃棄物処分場からの核種の移行を予測するためには移行に及ぼす種々の過程を十分に理解することが必要である。その方法としては、バッチ法や室内でのカラム法が行われているが、本報では長寿命核種をもつTc、I、Pu、Np、Amについて野外で原位置カラム実験を行いバッチ法の結果と比較した。実験はカナダ盾状地を被覆している砂質滞水層中で実施した。滞水層から未攪乱の砂質コアを採取してカラムを作成し、コアを採取した深さにカラムを設置して地表からRIを含む地下水を注入した。ヨウ素以外のTcやアクチニド核種はカラム内に強く吸着した。カラム内に吸着した核種の分布を調べることにより、アクチニド核種はいくつかの化学形で移行していることが分かった。

Mo製造に伴う高レベル廃液,中レベル廃液中のルテニウムの溶存状態,および廃液処理による溶存状態の変化

佐藤 忠; 本木 良蔵; 出雲 三四六

JAERI-M 86-077, 29 Pages, 1986/05

JAERI-M-86-077.pdf:0.79MB

Mo製造に伴ない発生した高レベル廃液、中レベル廃液中のルテニウムの溶存状態を高速液体クロマトグラフィを用いて検討し、これらの廃液中に50程近いルテニウム溶存粒が存在するのを確認した。又、廃液処理によるルテニウムの溶存状態の変化を調べ、廃液処理工程におけるルテニウム除去機構を検討した。

High magnetic field, large-volume magnetic multipole ion source producing hydrogen ion beams with high proton ratio

奥村 義和; 堀池 寛; 水橋 清

Review of Scientific Instruments, 55(1), p.1 - 7, 1984/00

https://doi.org/10.1063/1.1137577

ビーム組成の理論的考察によれば、水素ビーム中のプロトン比を高めるひとつの方法は、イオン源の内容積を大きくし、かつ、イオンのロス面積を小さくすることである。その思想のもとに、強磁場、大容量の磁気多極イオン源を設計、製作し、テストした。このソースはSm-Coの永久磁石の前に電磁軟鉄片をおき、チャンバー内壁で2.7KGの磁場強度を得ている。この強い磁場は、アーク効率を高く保ったままチャンバー内容積を大きくすることを可能にした。その結果、プロトン比は、質量分析器によれば93%、分光測定でも91%に達した。このソースは磁石をAlNiCoに永久磁石と交換することにより、磁場強度0.6KGでも運転された。その時、プロトン比はほぼ80%に低下した。これらの値は、プロトン比に関するスケーリング式から予測される値と良く一致する。

Effect of water on the radiolysis of carbon dioxide

池添 康正; 佐藤 章一; 清水 三郎; 松岡 伸吾*

Radiation Physics and Chemistry, 17, p.69 - 70, 1981/00

炭酸ガスの放射線分解に対する水の影響を調べた。その結果、微量の水の存在により、逆反応が促進され、一酸化炭素の生成が抑制されることを見出した。逆反応に関与する酸化種として、O(HO)(CO),O(HO)(CO)なるクラスターイオンを考えた。

Method for suppressing formation of organic iodides by reaction of carrier-free iodine-131 in HNO solutions

沼倉 研史*; 佐伯 正克; 立川 圓造

Journal of Nuclear Science and Technology, 10(12), p.762 - 764, 1973/12

https://doi.org/10.3327/jnst.10.762

無担体Iを硝酸溶液中で加熱反応することにより、最大約10%の収率で放射性有機ヨウ素が生成する。放射性有機ヨウ素の生成量は反応温度に著しく依存し、56Cでは0.1%以下の収率となる。硝酸を他の酸に変えることによっても生成量は減少し、特にHCl,HNOとHClの混酸およびHClO中では0.01%以下の収率となる。さらにI担体を加えることにより、収率は減少し、Iの10倍の担体添加で無担体の場合の1/100となる。実際の応用に関し、反応温度および酸の変換は使用済燃料の溶解速度、反応容器の腐食等の点で問題があるが、担体の添加はこのような制約がない。