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桐島 陽*; 秋山 大輔*; 佐藤 修彰*; 佐々木 隆之*; 渡邉 雅之; 熊谷 友多; 日下 良二
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)事故では、構造材と溶融した燃料が高温で反応し合金相を含む燃料デブリが形成されたとみられる。本研究では、このような系の模擬デブリを合成し、構造評価, 状態分析, 核種浸漬試験を行い安定性の評価をおこなう。本発表では研究の全体概要と模擬デブリの合成について報告する。
秋山 大輔*; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*; 佐々木 隆之*; 渡邉 雅之; 熊谷 友多; 日下 良二
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所(1F)事故では、溶融した燃料がステンレス等の鉄を主成分とした構造材と高温で反応し、合金相を含む燃料デブリが形成されたとみられる。今後、取出しや処理・処分に際して、燃料デブリの性状を予測することが重要となる。本研究では、ウラン-ステンレス鋼系模擬デブリを雰囲気を変えて、高温で合成し、XRD及びSEM-EDXにより構造解析を行った。酸化雰囲気で調製したウラン-ステンレス系模擬デブリ試料中にはウランや鉄の酸化物に加えて、ウランと鉄の複合酸化物が確認された。別途調製したウラン-鉄系模擬デブリでは複合酸化物相は確認されず、一方でウラン-クロム系模擬デブリではウランとクロムの複合酸化物が生成された。このことから、ウランと鉄、クロムの複合酸化物は酸化雰囲気においてクロムが存在する場合に生成すると考えられる。
佐々木 隆之*; 児玉 雄二*; 小林 大志*; 秋山 大輔*; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*; 渡邉 雅之; 熊谷 友多; 日下 良二
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所(1F)事故で生じた燃料デブリは水と接触した状況にあり、デブリ表面での固液反応に伴う核種の溶出が進行している。またその取出しまでに時間を要することから、性状の経年変化を見通すための基礎知見の蓄積が不可欠であるが、特に合金相を含むデブリに関する知見は殆どない。本研究では同デブリからの水への溶出挙動について検討するため、二つの方法により合金系模擬デブリ試料を調製し、FP核種の溶出挙動について検討した;(1)照射法: 模擬デブリを熱中性子照射しFPを導入、(2)添加法: 試料に予めFPを模擬した非放射性元素(Cold FP)を添加、する方法である。FPとUの溶出を関連付けて溶出挙動を比較・評価した。浸漬直後はCsがUより優先的に溶出するが、その後は溶出Cs/U比が低下した。固相表面にある易溶性核種は浸漬後直ちに溶出するが、その後はU溶解が律速反応となることが示唆された。2価のBa, SrはCsと同様にUより優先的に溶出する一方で、3価Nd, EuはUとの調和溶解の傾向が強いことが分かった。
秋山 大輔*; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*; 佐々木 隆之*; 渡邉 雅之; 熊谷 友多; 日下 良二
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故では、構造材と溶融した燃料が高温で反応し合金相を含む燃料デブリが形成されたとみられる。今後、取出しや処理,処分に際して、生じた燃料デブリの性状を予測することが重要となる。そこで、本研究ではZrとステンレス鋼の構成元素を含む模擬燃料デブリを調製し、XRD及びSEM-EDXを用いて構造解析及び組成分析を行い、加熱温度,加熱時間,雰囲気の依存性を評価した。Ar雰囲気1200
CではUO
-Zr-SUS系模擬デブリは加熱前後の相関係に変化は見られなかったが、1600Cで加熱後UOはUO
に酸化し、さらにZrが酸化してZrO及びZrO相が確認された。一方、Ar+2%O雰囲気ではUOは1200CではU
O
に、1600CではUOを生成し、ZrはZrO及びZrO相に酸化された。また、UO-SUS系と比較すると、1200C酸化雰囲気で複合酸化物相のUFeO
相の生成が確認されたが、UO-Zr-SUS系では確認されなかった。これはUOが、Zrが酸化して生成したZrOと反応し安定化したために、UFeO相は確認されなかったと考えられる。
佐々木 隆之*; 児玉 雄二*; 頓名 龍太郎*; 小林 大志*; 熊谷 友多; 日下 良二; 渡邉 雅之; 秋山 大輔*; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*; et al.
no journal, ,
約10年が経過した今なお東京電力福島第一原子力発電所(1F)事故で生じた燃料デブリは水と接触した状況にあり、デブリ表面での固液反応に伴う核種の溶出を伴う経年劣化が進行していると考えられる。その取出しまでにはさらに相応の準備期間を要することから、性状変化を見通すための基礎知見の蓄積が不可欠であるが、特に合金相を含むデブリに関する知見は殆どない。放射化学研究グループは1Fデブリからの核種の溶出挙動について検討するため、合金系模擬デブリ試料を調製し、ウランおよびFP核種の溶出挙動について検討を進めている。これには2つの方法がある。一つは試料に予めFPを模擬した非放射性元素(Cold FP)を添加する方法である添加法、もう一つは模擬デブリを熱中性子照射しFPを導入する照射法であり、それぞれの評価方法に長所短所がある。今回、FPとUの溶出に及ぼすデブリ中の合金相の存在について議論するため、溶出挙動を実験的に評価した。本成果により浸漬液性や相状態と溶出挙動との関連を議論することが可能となる。
佐々木 隆之*; 頓名 龍太郎*; 小林 大志*; 秋山 大輔*; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*; 渡邉 雅之; 熊谷 友多; 日下 良二
no journal, ,
ステンレスおよびZrを含む模擬燃料デブリを調製した。試料中のFPは、熱中性子照射によるU核分裂または非放射性元素の添加により導入し、人工海水や純水等に浸漬した。両法により導入したFPの溶解挙動、その解釈について報告する。
秋山 大輔*; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*; 佐々木 隆之*; 渡邉 雅之; 熊谷 友多; 日下 良二
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所事故では溶融した燃料が被覆管のジルカロイや、ステンレス等の鉄を主成分とした合金と高温で反応し、燃料デブリを生成したと考えられている。今後、取出しや処理,処分に際して、生じた燃料デブリの性状を予測することが重要となる。そこで、本研究ではZrもしくはZrOとステンレス鋼の構成元素を含む模擬燃料デブリを調製し、XRD及びSEM-EDXを用いて構造解析を行った。また、模擬デブリを純水や海水に浸漬した後の固相状態についても評価を行った。