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呉田 昌俊; 山形 洋司*; 宮腰 賢*; 増井 達也*; 三浦 義明*; 高橋 一憲*
JAEA-Research 2022-007, 28 Pages, 2022/09
JAEA-Research-2022-007.pdf:8.17MB
ボルテックスチューブにおけるエネルギー分離を促進するために、新たに設計した中空螺旋状フィンを管内に挿入した。本報では、3種類の管を用いて、フィンがエネルギー分離に及ぼす影響を実験的に調べ、次に、数値流体力学(CFD)シミュレーションを行い、実験結果と中空螺旋状フィン付き管内の流動構造との関係を研究した。実験データから、フィンがエネルギー分離を促進し、管長を短くできることがわかった。入口空気圧が0.5MPaのとき、入口から出口までの最大温度差は62.2
Cであった。レイノルズ応力モデル(RSM)乱流モデルを組み込んだCFDコードを用いて流体解析をした結果、フィン無とフィン有の場合とで淀み点の位置が大きく変わり、流動構造が全く異なることを確認した。中空螺旋状フィンによって、低温側フィン端と淀み点との間に小さな循環渦構造を持つ強い反転渦流が形成され、乱流運動エネルギーが大きな領域が生成されることによってエネルギー分離が促進されたと考えられる。
2期報告書(20142020年度)つくば特区プロジェクト6会合メンバー
JAEA-Review 2021-016, 102 Pages, 2021/11
JAEA-Review-2021-016.pdf:12.76MB
2011年12月に内閣総理大臣によって「総合特別区域」につくば市と茨城県内の一部の地域が指定された。つくば国際戦略総合特区では、つくばの科学技術の集積を活用したライフイノベーションやグリーンイノベーションの推進による産業化を推進することを目的とし、9つの先進的な研究開発プロジェクトが進められている。その中で、核医学検査薬(テクネチウム製剤)の国産化は、2013年10月に新たなプロジェクトと認定され、日本原子力研究開発機構をプロジェクトリーダーとして、関係機関と連携して研究開発を実施している。日本は、米国、欧州に次いでモリブデン-99(
Mo)の世界第3位の消費国であるにもかかわらず、そのすべてを輸入している。海外の製造用原子炉のトラブルによる停止や、火山噴火や事故による輸送(空輸、陸送)の停止により、供給が不十分になることから、早期の国産化が強く求められている。本プロジェクトは、診断薬として用いられている放射性同位元素のテクネチウム-99m(
Tc)原料であるMoの国産化を目指した技術開発である。本報告書は、第12期計画(20142020年度)に行った活動をまとめたものである。
Mo製造におけるMoリサイクル技術の予備試験,1; Mo吸着剤の再利用評価(共同研究)木村 明博; 新関 智丈*; 掛井 貞紀*; Chakrova, Y.*; 西方 香緒里; 長谷川 良雄*; 吉永 英雄*; Chakrov, P.*; 土谷 邦彦
JAEA-Technology 2013-025, 40 Pages, 2013/10
JAEA-Technology-2013-025.pdf:2.62MB
照射試験炉センターでは、JMTRを用いた(n,
)法によるMo製造に関する技術開発を行っている。(n,)法は簡便な反面、製造されるMoの比放射能は低く、そこから得られる
Tc製品の放射能濃度も低下する欠点がある。そこで、効率よくMoを吸着するための吸着剤として、PZC及びPTCを開発した。一方、これら吸着剤は使用した後、放射性廃棄物として廃棄されるため、再利用による放射性廃棄物の低減化を実用化するとともに、希少資源であるMo原料をリサイクルする必要がある。本報告書は、試作した再利用可能なPZC及びPTCの合成方法並びにMo吸着/溶離特性、Mo吸着/Tc溶離特性及びリサイクル性等を調査するために行ったコールド試験及びホット試験についてまとめたものである。
掛井 貞紀*; 木村 明博; 新関 智丈*; 石田 卓也; 西方 香緒里; 黒澤 誠; 吉永 英雄*; 長谷川 良雄*; 土谷 邦彦
Proceedings of 6th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-6) (Internet), 7 Pages, 2013/10
JMTR再稼働後の産業利用の拡大の一環として、診断用医薬品として使用されているTcの親核種であるMo国産化のための技術開発を進めている。国産のMo製造方法として、JMTRでは放射性廃棄物の低減と製造工程が容易である(n,)法を提案している。しかしながら、比放射能の高いMoを製造するためには、高価な濃縮
MoO
粉末が必要であること、さらに、Moの生成の際に使用されたMo吸着剤が廃棄物として大量に発生するといった課題がある。そこで、資源の有効利用と放射性廃棄物の低減を目指し、モリブデンリサイクル技術開発に着手した。本研究では、照射済MoOを用い、使用済Mo吸着剤の再利用、新品Mo吸着剤及び使用済Mo吸着剤からのMo回収試験を行った。この結果、Mo回収率95%以上であり、Mo吸着剤のリサイクル及び使用済PZCからのMo回収が可能であることが証明された。
Mo-Tc domestic production with high-density MoO pellets by (n,) reaction土谷 邦彦; 棚瀬 正和*; 竹内 宣博*; 小林 正明*; 長谷川 良雄*; 吉永 英雄*; 神永 雅紀; 石原 正博; 河村 弘
Proceedings of 5th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-5) (Internet), 10 Pages, 2012/10
JMTR再稼働後の産業利用の一環として、医療診断用アイソトープであるTcの親核種である(n,)法を用いたMoの製造を計画している。日本はこのMoを全量海外からの輸入に依存しているため、日本のメーカと共同で、JMTRを用いたMo国産化製造に関するR&Dを行っている。R&Dの主な項目は、(1)MoOペレットの製造技術開発、(2)Tcの抽出・濃縮、(3)Tc溶液の標識試験及び(4)Moリサイクルである。本発表では、この平成23年度に得られたR&Dの成果を報告する。
武山 昭憲; 山本 春也; 吉川 正人; 長谷川 良雄*; 粟津 賢史*
JAEA-Research 2007-012, 29 Pages, 2007/03
JAEA-Research-2007-012.pdf:3.77MB
ゾル-ゲル法によってプレカーサー繊維を作製し、それを硫化水素雰囲気で熱処理後、引き続き酸素雰囲気中で熱処理することによって、硫黄添加二酸化チタン繊維を作製した。繊維の結晶構造は二酸化チタンのアナターゼ構造であり、光触媒効果の発現に適した結晶構造であることがわかった。光学特性の評価の結果、硫黄添加二酸化チタン繊維はアナターゼ構造よりも見かけ上約0.06eV短いバンドギャップを持ち、より多くの量の可視光を吸収できることがわかった。元素分析の結果から、繊維中には硫黄原子が約0.58原子%添加されており、また二酸化チタンの酸素原子と置換した位置に添加されていることがわかった。この硫黄添加二酸化チタン繊維を用いてトリクロロエチレンの分解実験を行ったところ、可視光照射下においてトリクロロエチレン濃度の減少と二酸化炭素の発生が確認された。このことから、硫黄添加二酸化チタン繊維が可視光照射下で光触媒効果を発現可能であることがわかった。
粉末によるMoOペレットの焼結性への影響西方 香緒里; 木村 明博; 加藤 佳明; 黒澤 誠; 石田 卓也; 土谷 邦彦; 掛井 貞紀*; 吉永 英雄*; 新関 智丈*; 長谷川 良雄*
no journal, ,
材料試験炉(JMTR)再稼働における「産業利用の拡大」の一環として、診断用医薬品テクネチウム-99m(Tc)の原料であるモリブデン-99(Mo)を放射化法((n,)法)により製造するための技術開発を行っている。この方法は、核分裂法((n,f)法)によるMo製造に比べ、Moの比放射能が低く、得られるTc溶液の放射能濃度が低いため、照射ターゲットであるMoO試料について、Moを濃縮したMoO粉末の使用及びペレットの高密度化を行う必要がある。本研究は、始発MoO粉末特性の違いによるMoOペレットの焼結性への影響を調べるとともに、製作した各MoOペレットの特性を評価した。
Mo/Tc製造用高密度MoO ペレットの製造技術開発西方 香緒里; 木村 明博; 加藤 佳明; 黒澤 誠; 石田 卓也; 土谷 邦彦; 掛井 貞紀*; 吉永 英雄*; 新関 智丈*; 長谷川 良雄*
no journal, ,
材料試験炉(JMTR)再稼働における「産業利用の拡大」の一環として、診断用医薬品テクネチウム-99m(Tc)の原料であるモリブデン-99(Mo)の放射化法((n,)法)による製造技術開発を行っている。この方法は、核分裂法((n,f)法)によるMo製造に比べ、Moの比放射能が低く、得られるTc溶液の放射能濃度が低いため、照射ターゲットであるMoO試料について、Moを濃縮したMoO粉末の使用及びペレットの高密度化を行う必要がある。本研究は、天然のMoO粉末を用いた粉末のリサイクル方法を検討するとともに、始発粉末の違いによるMoOペレットの焼結性への影響及び製作した各MoOペレットの特性の評価を行った。
天本 一平; 横澤 拓磨; 小林 秀和; 田口 富嗣; 長谷川 良雄*; 菱沼 行男*; 山川 敦*
no journal, ,
高レベル放射性廃液(HLLW)中に共存している多様な核種のうち、ガラス固化処理運転に影響を及ぼす可能性がある白金族元素及びその化合物(以下、白金族物質)は、あらかじめ、HLLWから分離しておくことが好ましい。白金族物質除去については、これまでにもさまざまな方法が検討されているが、ここでは、無機多孔質構造体を呈し、組成,構造を任意に制御しやすい、セラミックスナノシート(以下、ナノシート)に着目し、ナノシートの組成,物性,構造,形態等に起因する特性を利用して白金族物質に対して優れた収着作用を示す材料の探索を行ったところ、一部の白金族物質に対する収着効果がみられた。
pellets from different MoO powders西方 香緒里; 木村 明博; 掛井 貞紀*; 新関 智丈*; 石田 卓也; 吉永 英雄*; 長谷川 良雄*; 土谷 邦彦
no journal, ,
日本では、毎年約90万件のTcを用いた核医学診断が行われており、世界第2位のTc需要国である。しかしながら、その全量を海外からの輸入に頼っている。そこで、JMTR再稼働後の「産業利用の拡大」の一環とし、(n,)法によるMo/Tc製造方法の技術開発を行っている。しかしながら、この方法で得られるTc溶液は核分裂法と比較して、放射能濃度が低い。そのため、単位体積あたりのMo含有量を増やすため、高密度照射ターゲット及びMo濃縮MoO粉末を利用した照射ターゲットの製造技術の開発と、高価であるMo濃縮MoO粉末のリサイクル技術開発が必要不可欠である。本研究では、異なる3種類のMoO粉末(未使用,リサイクル, Mo濃縮)を用いて、SEMによる粉末形状観察及びプラズマ焼結法による高密度焼結体の焼結特性を調べた。その結果、未使用MoO粉末は焼結温度500Cにて目標焼結密度(90%T.D.)以上に達するのに対し、リサイクルMoO粉末及びMo濃縮MoO粉末は、580C以上の焼結温度が必要であった。これは、MoO粉末の焼結特性が、MoO粉末の粒子径及び2次粒子の存在に大きく影響を受けることが示差された。
長谷川 良雄*; 菱沼 行男*; 天本 一平; 横澤 拓磨; 小林 秀和; 田口 富嗣; 山川 敦*; 鈴木 将*
no journal, ,
高レベル放射性廃液(HLLW)中に共存している多様な核種のうち、ガラス固化処理運転に影響を及ぼす可能性がある白金族元素及びその化合物(以下、白金族物質と称する)は、予めHLLWから分離しておくことが好ましい。白金族物質除去については、これまでにもさまざまな方法が検討されているが、我々は、無機多孔質構造を呈し、組成、構造を任意に制御しやすいセラミックスナノシートに着目し、ナノシートの組成,物性,構造,形態等に起因する特性を利用して白金族物質に対して優れた収着作用を示す材料の探索を行っている。本研究において、高レベル放射性廃液中の白金族物質を収着できる可能性のある材料として、数種類のセラミックスナノシートを設計、試作し基礎試験を行ったところ、一部の白金族物質に対する収着効果がみられた。
山川 敦*; 天本 一平; 横澤 拓磨; 小林 秀和; 田口 富嗣; 長谷川 良雄*; 菱沼 行男*
no journal, ,
これまでの研究にてナノシートに高レベル放射性廃液(HLLW)中の特定の白金族元素及びその化合物(白金族物質)に対する収着効果がみられたことを踏まえ、適切な材質のナノシートの製造条件や収着作用に係る検討を行った。
Mo/Tc production development by (n,) reaction in JMTR土谷 邦彦; 相沢 静男; 竹内 宣博*; 鈴木 康明*; 長谷川 良雄*; 掛井 貞紀*; 荒木 政則
no journal, ,
JMTRの産業利用の一環として、医療診断用アイソトープであるTcの親核種である(n,)法(放射化法)を用いたMoの製造を計画している。日本はこのMoを全量海外からの輸入に依存している。2013年、JMTRを用いた放射化法によるMo国産化製造に関する高度化研究がつくば国際総合戦略特区のプロジェクトとして採用され、日本のメーカと共同でR&Dを行っている。R&Dの主な項目は、(1)MoOペレットの製造技術開発、(2)Tcの抽出・濃縮、(3)Tc溶液の標識試験及び(4)Moリサイクルである。本発表では、これまでに得られたで得られた成果及び今後の計画について報告する。
天本 一平; 小林 秀和; 菖蒲 康夫; 内海 和夫*; 竹下 健二*; 尾上 順*; 永山 紗智子*; 長谷川 良雄*
no journal, ,
本研究は、ガラス固化体製造時に影響を与える高レベル放射性廃液(HLLW)中の白金族元素(Ru, Rh, Pd)を事前に取り除くことを目指した無機収着材の開発を行うことを目的としている。今回は、これまでの試験で収着効果が認められたZrO
系ナノシートに関して各種特性データの取得を行い、収着機構を解明する一助としてとりまとめた。
Mo/Tc production process by (n,) reaction under Tsukuba International Strategic Zones土谷 邦彦; 川又 一夫; 竹内 宣博*; 石崎 博之*; 新関 智丈*; 掛井 貞紀*; 福光 延吉*; 荒木 政則
no journal, ,
医療診断用アイソトープであるTcの親核種である(n,)法(放射化法)を用いたMoの製造を計画している。日本はこのMoを全量海外からの輸入に依存している。2014年、JMTRを用いた放射化法によるMo国産化製造に関する高度化研究がつくば国際総合戦略特区のプロジェクトとして採用され、日本の大学及びメーカと共同でR&Dを行っている。また、本プロジェクトにおいて、JMTRホットラボ施設内にTc溶液製造のための様々な試験装置が整備された。R&Dの主な項目は、(1)MoOペレットの製造技術開発、(2)Tcの抽出・濃縮、(3)Tc溶液の標識試験及び(4)Moリサイクルである。特に、照射ターゲットとして、高密度MoOペレットの製造を確立するとともに、Tcの模擬元素としてReを用いて、MEKによる溶媒抽出法にてTc溶液の製造予備試験を行っている。本発表では、R&Dの状況及び今後の計画について報告する。
鈴木 善貴; 新関 智丈*; 北河 友也*; 西方 香緒里; 松倉 実*; 長谷川 良雄*; 棚瀬 正和*; 福光 延吉*; 山内 悠輔*; 有賀 克彦*; et al.
no journal, ,
高濃縮ウランの使用制限、核セキュリティ及び核分裂生成物の廃棄の観点から、中性子放射化法((n,)法)によるMo/Tcの製造技術開発を進めている。(n,)法により生成されたMoの比放射能は核分裂法((n,f)法)によって生成されたMoの比放射能に比べて極めて低い。一方、Mo/Tcジェネレータでは、Mo吸着剤としてアルミナ(AlO)が広く使用されている。このため、(n,)法に適用するには、高いMo吸着能を有するAlOの開発が必要不可欠である。本研究では、AlOの特性改善のため、EPMA、赤外分光法、XPS等の表面分析により、AlO表面におけるMo吸着挙動を調べた。この結果、赤外分光法とXPSの測定結果により、Moの吸着サイトはAlO表面のOH
基にMoO
として、吸着していることが分った。
土谷 邦彦
no journal, ,
「つくば国際戦略総合特区」は、平成23年12月に国からの特区指定を受け、最先端科学技術を活用したイノベーションの創出と産業化に取組んでいる。プロジェクトの一つとして、「核医学検査薬の国産化」が平成25年10月に追加され、原子力機構、大学及び関連メーカと基礎基盤研究を実施している。本成果発表会において、本プロジェクトの概要、これまでの成果及び今後の取組みについて報告する。
Mo/Tc production process by (n,) method土谷 邦彦; 柴田 徳思*; 宇野 毅*; 長谷川 良雄*; 掛井 貞紀*; 福光 延吉*; 楠 剛; 神永 雅紀
no journal, ,
放射性同位元素は、医療, 産業など幅広い分野で使用されている。本発表では、放射性同位元素のうち、核医学検査薬として80%以上で使用されているTcの親核種であるMoをウランを用いない放射化法((n,)法)で製造する研究開発の現状について報告する。本取り組みは、つくば国際総合戦略特区プロジェクトとして、産学官協力体制のもと進められているものである。
幕内 悦予*; 長山 咲子*; 阿部 雄太; 岡崎 航大*; 川上 智彦*; 大石 佑治*; 大高 雅彦
no journal, ,
レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)は試料の前処理が不要で分析精度も兼ね備えたその場計測手法である。本報では、ホウ素系化合物を測定対象として、その硬さとホウ素濃度との相関性に着目し、LIBSで得られる元素組成情報(ホウ素/金属比)とビッカース硬さ情報の同時計測手法としての適用検討結果を報告する。
岡崎 航大*; 川上 智彦*; 長山 咲子*; 阿部 雄太; 大高 雅彦; 幕内 悦予*; 大石 佑治*; 高貝 慶隆*
no journal, ,
レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)は試料の前処理が不要で分析精度も兼ね備えたその場計測手法である。本報では、ホウ素系化合物を測定対象として、その硬さとホウ素濃度との相関性に着目し、LIBSで得られる元素組成情報(ホウ素/金属比)とビッカース硬さ情報の同時計測手法としての適用検討結果を報告する。
