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論文

Shielding performance of newly developed boron-loaded concrete for DT neutrons

佐藤 聡*; 今野 力; 中島 宏; 塩永 亮介*; 野瀬 裕之*; 伊藤 祐二*; 橋本 博英*

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(4), p.410 - 417, 2018/04

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

中性子遮蔽性能の向上を目的に、ホウ素を重量濃度で10%以上含有するボロンコンクリートを新たに開発した。原子力機構FNSのDT中性子源と新たに開発したボロン含有コンクリートを用いて中性子遮蔽実験を実施し、$$^{93}$$Nb(n,2n)$$^{92m}$$Nb及び$$^{197}$$Au(n,$$gamma$$)$$^{198}$$Au反応の反応率を測定した。この実験の解析をMCNP及びFENDL-2.1を用いて行った。計算値は実験値とよく一致し、ボロン含有コンクリートの原子組成データとその核データの精度は非常に良いことを確認した。加えて、ボロン含有コンクリート及びその他のコンクリート中の実効線量率及び$$^{59}$$Co(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Co及び$$^{151}$$Eu(n,$$gamma$$)$$^{152}$$Eu反応の反応率を計算した。今回開発したボロン含有コンクリートは、他のコンクリートと比べ、DT中性子に対し非常に良い遮蔽性能を有していることがわかった。

論文

Reduction and resource recycling of high-level radioactive wastes through nuclear transmutation; Isolation techniques of Pd, Zr, Se and Cs in simulated high level radioactive waste using solvent extraction

佐々木 祐二; 森田 圭介; 伊藤 圭祐; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 高橋 優也*; 金子 昌章*; 大森 孝*; 浅野 和仁*

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference (GLOBAL 2017) (USB Flash Drive), 4 Pages, 2017/09

高レベル廃液中のPd, Zr, Se, Csは長半減期核種のPd-107, Zr-93, Se-79, Cs-135を有している。高レベル廃液から除去し、核変換により処分することで、環境負荷低減に役立てることができる。これら元素について、PdはMIDOA, NTAアミド、Csはクラウンエーテル、ZrはTODGA, HDEHP, Seはフェニレンジアミンで抽出可能である。それぞれ元素の回収条件について検討した成果について述べる。

論文

Extraction and separation of Se, Zr, Pd, and Cs including long-lived radionuclides

佐々木 祐二; 森田 圭介; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 伊藤 圭祐; 高橋 優也*; 金子 昌章*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 24(2), p.113 - 122, 2017/06

硝酸溶液からオクタノールまたはドデカン溶媒へのSe, Zr, Pd, Csの溶媒抽出を行った。これら元素は長半減期の核種を含み、高レベル廃液の処理にとってこれら元素の簡便な分離方法の開発が不可欠である。Seはフェニレンジアミン、ZrはHDEHP又はTODGA、PdはMIDOA又はNTAアミドで抽出可能である。CsはDtBuDB18C6を用いて、抽出溶媒を水相の10倍を用いることで90%回収を達成できることを確認した。

論文

Deuterium retention in F82H after low energy hydrogen ion irradiation

伊藤 達哉*; 山内 有二*; 日野 友明*; 柴山 環樹*; 信太 祐二*; 江里 幸一郎; 鈴木 哲; 秋場 真人

Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.1147 - 1149, 2011/10

 被引用回数:10 パーセンタイル:27.41(Materials Science, Multidisciplinary)

The influence of 50 eV hydrogen ion irradiation on the deuterium retention and desorption behavior in the reduced activation ferritic-martensitic steel F82H was investigated by thermal desorption spectroscopy. The amount of retained deuterium in the hydrogen irradiated F82H was up to 10 times larger than without the hydrogen irradiation. In the F82H irradiated by the low energy hydrogen ions at 300 and 523 K, the desorption peak of deuterium was shifted to lower temperatures than for samples unirradiated or irradiated at 773 K. In the F82H irradiated by hydrogen at 773 K, the amount of retained deuterium decreased compared to materials irradiated at 300 or 523 K.

口頭

低エネルギー水素プラズマに曝された低放射化フェライト鋼の重水素保持・脱離挙動

鈴木 哲; 伊藤 達哉*; 信太 祐二*; 山内 有二*; 日野 友明*; 江里 幸一郎; 横山 堅二; 秋場 真人

no journal, , 

低放射化フェライト鋼F82Hは核融合炉の第一壁の構造材料の候補材料の一つであるが、水素同位体の保持脱離挙動の把握に関しては、燃料密度制御や安全性の観点から重要であるにもかかわらず、まだ十分な評価は行われていない。本研究では、原子力機構にてダイバータプラズマを模擬した水素ビームを照射し、表面に損傷を与えたF82Hに対し重水素イオンを照射し、その保持脱離挙動を調べ、表面損傷との関係を明らかにした。その結果、水素イオン照射温度を変化させた場合、照射温度が室温から530Kまででは、重水素保持量に変化が見られなかったが、770Kでは重水素保持量が大幅に減少した。

口頭

DT中性子を用いた高濃度ホウ素含有コンクリートの遮蔽実験,1; 高濃度ホウ素含有コンクリートの開発

塩永 亮介*; 野瀬 裕之*; 伊藤 祐二*; 加藤 裕章*; 橋本 博英*; 佐藤 聡

no journal, , 

原子力関連施設および大型加速器などを用いる医療・研究関連施設における中性子線遮蔽向上をめざし、ホウ素重量濃度を約10%まで高めたホウ素含有コンクリートを開発した。本材料は、コンクリート用の骨材にホウ素を多量に含む天然のコレマナイト鉱石を適用する一方で、従来ホウ素の高含有によって引き起こされるセメントの硬化不良や強度低下といった弊害を、セメント種類の変更や特殊混和材の適用により、約10%まで高めたことを特徴としている。本材料の硬化前の流動性は、JISフロー試験におけるフロー値が約150mmと良好な流動性を有し、圧縮強度試験では材齢7日で約40N/mm$$^{2}$$に到達することを確認した。これらの結果をもとに、DT中性子を用いた遮蔽実験のための供試体ブロックを製作した。

口頭

Reduction and resource recycling of high-level radioactive wastes through nuclear transformation; Extraction of Pd, Zr, Se and Cs having long lived radionuclides

佐々木 祐二; 森田 圭介; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 伊藤 圭祐; 高橋 優也*; 金子 昌章*

no journal, , 

長半減期を持つPd, Zr, Se, Csは高レベル廃液から分離し核変換が望まれている。これにより長期的な環境負荷を低減できる。一方で、これら元素はSeがオキシアニオン、Zr, Csはハードな金属、Pdはソフト性の金属であり、溶液内で大きく異なる反応性を持つ。我々はそれぞれ独自の抽出剤を用いて分離回収することを目指した。すなわち、PdはNTAアミド、ZrはTODGA, Seはフェニレンジアミン、Csはクラウンエーテルである。発表ではそれぞれの回収条件や抽出反応などについて述べる。

口頭

長半減期核種を持つSe, Zr, Pd, Csの溶媒抽出分離

佐々木 祐二; 森田 圭介; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 伊藤 圭祐; 高橋 優也*; 金子 昌章*

no journal, , 

高レベル廃液中には、分離変換が求められるマイナーアクチノイド(MA)が多量に含まれ、これまでにMA分離技術の開発が世界的に求められてきた。一方、核分裂生成元素の中にも半減期が極めて長く、ガラス固化体に含まれた場合環境中への長期的な危険性を有する元素も含まれる。ImPACT(Impulsing PAradigm Change through disruptive Technologies)プロジェクトはこれら元素を効率的に回収し、有効な処分法の適用、又は資源再利用を目指すものである。対象となる元素はSe, Zr, Pd, Csである。我々は溶媒抽出法によるこれら元素の簡便な分離回収法の開発を目指す。

口頭

長半減期核種を持つSe, Zr, Pd, Csの溶媒抽出分離,2; 異なる抽出剤を用いる4元素の系統分離

佐々木 祐二; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 伊藤 圭祐; 高橋 優也*; 金子 昌章*; 大森 孝*; 浅野 和仁*

no journal, , 

高レベル廃液に含まれる核分裂生成元素の中に半減期が極めて長く、ガラス固化体に含まれた場合環境中への長期的な危険性を有する元素が含まれる。ImPACT(Impulsing PAradigm Change through disruptive Technologies)プロジェクトはこれら元素を効率的に回収し、有効な処分法の適用、又は資源再利用を目指すものである。対象となる元素はSe, Zr, Pd, Csである。主要な処分法に核変換があり、これを適用するためには対象元素の純度を高める必要もある。我々はこれら元素の高効率・高純度回収法として溶媒抽出法を選択し、簡便な分離回収法の開発を目指している。ここでは、各元素の抽出・逆抽出の結果を使って、プロセスフローを組み、相互分離を行なった結果について報告する。

口頭

核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減・資源化; 再処理・リサイクルの観点から,1; 高レベル放射性廃液からのLLFP分離回収

佐々木 祐二; 森田 圭介; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 伊藤 圭祐; 高橋 優也*; 金子 昌章*; 浅野 和仁*

no journal, , 

ImPACTプロジェクトでPd, Cs, Zr, Seの高効率・高純度回収法として溶媒抽出法を選択し、簡便な分離回収法の開発を目指している。Zrは電解で回収することが難しく、溶媒抽出での回収が求められている。HDEHP又はTODGAで抽出し、シュウ酸で逆抽出、その後水酸化物沈殿として回収、焼成することでZr酸化物として得ることができた。発表ではその他金属の回収方法と併せて報告する。

口頭

高レベル廃液からLLFP回収技術,3; ドデカンに代わる希釈剤の特性

佐々木 祐二; 鈴木 伸一; 小林 徹; 伊藤 圭祐*; 高橋 優也*; 金子 昌章*; 浅野 和仁*

no journal, , 

ImPACTプロジェクトでは、高レベル廃液から長半減期核種の分離回収後、核反応を用いる核変換処理を施し、より安全かつ効率的な処分を検討している。模擬廃液中の高濃度ZrをHDEHP又はTODGAを用いて溶媒抽出法で効率的に回収するため、ドデカンに代わる希釈剤の特性について調査した。ここではそれぞれの溶媒系にn-ドデカンを加えて、TODGAを溶解した抽出溶媒を用いて、$$gamma$$線照射を行い、耐放射線性を調べた。$$gamma$$線照射した5種の抽出溶媒を用いてNd分配比を測定した結果、分配比は照射量が増えるに従い減少することを確認した。

特許

放射性廃液に含まれる長寿命核種の分離回収方法

佐々木 祐二; 鈴木 伸一; 伊藤 圭祐

高橋 優也*; 金村 祥平*; 村田 栄一*; 浅野 和仁*; 大森 孝*; 山下 雄生*; 金子 昌章*

特願 2016-207117  公開特許公報

【課題】超長半減期を有する長寿命核種を含む放射性廃液から、簡便にかつ硝酸アンモニウムを生じずに長寿命核種のそれぞれを選択回収できる放射性廃液に含まれる長寿命核種の分離回収方法を提供する。 【解決手段】長寿命核種であるパラジウム、セレン、セシウム及びジルコニウムを含む放射性廃液に電極を浸漬して、パラジウム及び/又はセレンに対応する標準電極電位に基づいて印加する電圧を調整して電解反応を行い、パラジウム及び/又はセレンを還元させて析出させる湿式電解工程と、前記湿式電解工程の後に、前記放射性廃液に含まれるセシウムを吸着材に吸着させる吸着工程と、前記吸着工程の後に、前記放射性廃液に含まれるジルコニウムを抽出剤により抽出する抽出工程と、を含むことを特徴とする、放射性廃液に含まれる長寿命核種の分離回収方法。

特許

金属の相互分離方法

伊藤 圭祐; 鈴木 伸一; 佐々木 祐二

高橋 優也*; 浅野 和仁*; 大森 孝*; 金子 昌章*

特願 2017-034812  公開特許公報

【課題】金属を含む廃液から、電解法によって金属として回収できるPD及びSEをそれぞれ高い純度で相互分離する方法を提供する。 【解決手段】金属を含む廃液から電解法で回収した、少なくともPD及びSEを含む金属を酸性溶液で溶解する金属の溶解工程、PDを所定の抽出溶媒で抽出する第1溶媒抽出工程、SEを所定の抽出溶媒で抽出する第2溶媒抽出工程、を含む、PD及びSEの分離方法を用いることで、上記課題を解決する。

特許

セシウム抽出用組成物

佐々木 祐二; 小林 徹; 鈴木 伸一; 伊藤 圭祐

not registered

特願 2017-201332  公開特許公報

【課題】セシウム含有溶液からセシウムを液液抽出により効率よく分離抽出するための組成物を提供すること。 【解決手段】セシウムの抽出剤として、ジ-TERT-ブチルベンゾ-18-クラウン-6(DTBUDB18C6)などのクラウンエーテル化合物を炭素数8~11のケトンもしくはアルデヒド、炭素数7~9のアルコール、またはそれらの混合溶媒で溶解した液体組成物を用いる。

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