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論文

Migration behavior of Np(V) in cementitious material

坂本 義昭; 妹尾 宗明; 小西 正郎*; 森山 昇*

Proc. of 7th Int. Conf. on Radioactive Waste Management and Environmental Remediation (ICEM'99)(CD-ROM), 5 Pages, 1999/00

TRU核種を含む放射性廃棄物の処分場においては、セメント系材料の使用が想定されている。セメント系材料は、時間とともに地下水等の影響により劣化することが知られている。本研究は、地下水成分の1つである炭酸による劣化(中性化)した後のセメントに対するNpの吸着と移行挙動を調べたものである。バッチ法による中性化前後のセメントへのNpの吸着挙動を調べた結果、中性化そのものよりも中性化に伴う接触溶液のpHの低下によるNpの分配係数の低下の影響が認められた。一方、カラム法によるNpの移行挙動を調べた結果では、セメント成分によるNpのコロイド形成のため、カラムからの流出液中のNpが破過しない結果が得られ、コロイド形成によるNpの移行挙動への影響が確認された。

論文

Chemical analysis of high-level radioactive waste glass by ICP-AES

馬場 恒孝; 萩谷 弘通*; 田村 行人; 妹尾 宗明*; 米澤 仲四郎; Carter, P.*

Analytical Sciences, 14, p.389 - 394, 1998/04

 被引用回数:9 パーセンタイル:65.04(Chemistry, Analytical)

セラフィールドのウィンズケールガラス固化プラントで作製された、高レベル放射性廃棄物ガラス固化体の化学組成を誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)による定量分析によって決定した。化学分析は日本原子力研究所のホットセル及びグローブボックス内で実施した。ガラス固化体試料は、SiとBの定量のための過酸化ナトリウム融解法及びLi,Na,Mg,Al,P,Cr,Fe,Ni,Sr,Zr,Mo,La,Ce,Nd及びUの定量のためのフッ化水素酸一過塩素酸を用いた酸分解法によって、それぞれ溶液に調製された。並行して実施したガラス標準試料(NIST SRM-1412)及び非放射性模擬ガラス固化体の分析データによって、本分析法の信頼性を示すことができた。高レベル放射性廃棄物ガラス固化体の分析結果は、ガラス固化に用いた高レベル放射性廃液及びガラスフリットの分析データをもとに英国核燃料会社(BNFL)が推算した値と良く一致した。

報告書

性能評価への情報提供の観点からみた処分場の管理技術に関する研究第II分冊 性能評価へ適用可能なナチュラルアナログに関する研究(III)

妹尾 宗明*; 西本 清太郎*; 伊藤 賢治*; 安保 則明*; 小林 純一*

PNC-TJ1561 98-002, 129 Pages, 1998/02

PNC-TJ1561-98-002.pdf:4.82MB

本研究は、地層処分における性能評価事象との対比において、天然に存在する類似現象(ナチュラルアナログ)に関する研究の現状について国内外の事例を幅広く調査するとともに、今後の我が国における地層処分システムの性能評価への適用の可能性を検討することを目的とする。前年度(平成8年度)は、主要事象について性能評価へ適用可能なナチュラルアナログの検討を行うとともに、ナチュラルアナログを適用する際に必要な技術的課題を抽出した。平成9年度は、引き続き、主要事象について性能評価へ適用可能なナチュラルアナログの検討を行う。また、ナチュラルアナログを適用する際に必要な技術的課題、要件を検討する。

報告書

性能評価への情報提供の観点からみた処分場の管理技術に関する研究第I分冊高レベル放射性廃棄物の地層処分における処分場の管理技術に関する研究

妹尾 宗明*; 西本 清太郎*; 伊藤 賢治*; 安保 則明*; 松田 武*

PNC-TJ1561 98-001, 285 Pages, 1998/02

PNC-TJ1561-98-001.pdf:13.53MB

本研究は、高レベル放射性廃棄物の処分場の地質環境と地層処分システムの状態を監視し安全を確認するため、建設から閉鎖までの各段階において取得すべき情報の内容、計測の方法、及び所要の措置などの処分場の管理に係る技術的検討を行うことを目的とする。平成9年度は、実施済みの「放射性廃棄物処分におけるモニタリングの調査研究」検討結果等をベースに、処分場の管理の全体像の検討、及び検討するための前提条件の整理を行うとともに、処分場の管理に関する技術的検討を実施する。

論文

セメント系材料とNp(V)およびPu(IV)の相互作用

小西 正郎*; 坂本 義昭; 妹尾 宗明*; 森山 昇*

原子力バックエンド研究, 4(1), p.47 - 55, 1997/08

人工バリアにコンクリート系材料を用いる放射性廃棄物の処分施設では、セメントによる放射性物質の閉じ込め性能を評価する必要がある。特に、セメント系の材料は、空気中の炭酸ガスや地下水中の炭酸イオンと反応することにより中性化現象が生じ、放射性核種の閉じ込め性能に影響を及ぼすことが想定される。このような、セメントの劣化による影響を評価しておくことが重要であり、$$^{239}$$Pu(IV)と$$^{237}$$Np(V)のセメントに接触した高アルカリ地下水中での挙動及び中性化したセメント材料への吸着をバッチ法により調べた。その結果、セメント接触液中では高アルカリと溶存イオンが多いため$$^{237}$$Npのコロイドが生じやすいこと及び中性化にともなう接触水のpH低下により$$^{239}$$Pu(IV)及び$$^{237}$$Np(V)のK$$_{d}$$値はおよそ1/1000に低下することが分かった。

論文

Distribution coefficient in the sorption of radionuclides onto Ando soil in the presence of humic acid; Influence of the molecular size of humic acid

田中 忠夫; 長尾 誠也; 坂本 義昭; 大貫 敏彦; S.Ni*; 妹尾 宗明*

Journal of Nuclear Science and Technology, 34(8), p.829 - 834, 1997/08

 被引用回数:13 パーセンタイル:27.68(Nuclear Science & Technology)

クロボク土と$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{241}$$Amの相互作用に及ぼすフミン酸の影響について、フミン酸の分子サイズに着目して調べた。$$^{60}$$Coの分配係数(K$$_{d}$$)はフミン酸の共存によってほとんど影響を受けなかったが、$$^{85}$$SrのK$$_{d}$$は共存するフミン酸の濃度が高くなるに従って大きくなった。一方、$$^{241}$$AmのK$$_{d}$$は、クロボク土に対するフミン酸のK$$_{d}$$と同様に、共存するフミン酸の濃度が高くなるに従って小さくなった。水溶液中で、$$^{241}$$Amは分画分子量30,000~100,000のサイズのフミン酸と安定な結合体を選択的に形成したが、$$^{60}$$Co及び$$^{85}$$Srは100,000以下のサイズのフミン酸と$$^{241}$$Amに比べて弱く結合することが分かった。これらの結果から、$$^{60}$$Coや$$^{85}$$SrのK$$_{d}$$は陽イオンとフミン酸結合体の両化学種の収着によって主に支配されるが、$$^{241}$$AmのK$$_{d}$$はクロボク土に対するフミン酸の収着及び間隙による機械的な捕獲によって制御されることが示された。

報告書

性能評価へ適用可能なナチュラルアナログに関する研究(II)(研究概要)

妹尾 宗明*; 伊藤 賢治*; 安保 則明*; 松田 武*

PNC-TJ1561 97-002, 56 Pages, 1997/02

PNC-TJ1561-97-002.pdf:1.83MB

本研究は、地層処分における性能評価事象との対比において、天然に存在する類似現象(ナチュラルアナログ)に関する研究の現状について国内外の事例を幅広く調査するとともに、今後の我が国における地層処分システムの性能評価への適用の可能性を検討することを目的とする。前年度(平成7年度)はナチュラルアナログの現状の調査としてナチュラルアナログ研究の構造と現状を整理するとともに、別途抽出した地層処分に関する主要事象等を対象として性能評価へ適用可能なナチュラルアナログを検討した。平成8年度は、引き続きナチュラルアナログの現状の調査を行い、調査結果の取りまとめを行うとともに、主要事象について性能評価へ適用可能なナチュラルアナログの検討を行う。また、ナチュラルアナログを適用する際に必要な技術的課題を抽出する。

報告書

性能評価へ適用可能なナチュラルアナログに関する研究(II)(研究委託内容報告書)

妹尾 宗明*; 伊藤 賢治*; 安保 則明*; 松田 武*

PNC-TJ1561 97-001, 447 Pages, 1997/02

PNC-TJ1561-97-001.pdf:15.2MB

本研究は、地層処分における性能評価事象との対比において、天然に存在する類似現象(ナチュラルアナログ)に関する研究の現状について国内外の事例を幅広く調査するとともに、今後の我が国における地層処分システムの性能評価への適用の可能性を検討することを目的とする。前年度(平成7年度)はナチュラルアナログの現状の調査としてナチュラルアナログ研究の構造と現状を整理するとともに、別途抽出した地層処分に関する主要事象等を対象として性能評価へ適用可能なナチュラルアナログを検討した。平成8年度は、引き続きナチュラルアナログの現状の調査を行い、調査結果の取りまとめを行うとともに、主要事象について性能評価へ適用可能なナチュラルアナログの検討を行う。また、ナチュラルアナログを適用する際に必要な技術的課題を抽出する。

論文

三次元分光蛍光光度計による天然水腐植物質の蛍光特性の直接測定法

長尾 誠也; 鈴木 康弘*; 中口 譲*; 妹尾 宗明; 平木 敬三*

分析化学, 46(5), p.335 - 342, 1997/00

天然水の腐植物質は重金属、超ウラン元素及び疎水性有害有機物のキャリアまたはトリハロメタンの前駆物質と考えられている。本測定法は、天然水に存在する腐植物質の蛍光特性を濃縮することなく簡易に測定するためのものである。天然水をグラスファイバーフィルターでろ過後、3次元分光蛍光光度計により腐植物質の蛍光特性を測定した。天然水の化学特性のうち、腐植物質の蛍光スペクトルに影響を及ぼす腐植物質濃度、pH及びイオン強度について検討した結果、陸水(腐植物質濃度0.5~10mg/l、pH6~9、イオン強度0.04M以下)及び海水(イオン強度0.75M)に適用可能であることがわかった。本測定法を河川水、湖水、湖底堆積物間隙水に適用した結果、これらの天然水腐植物質の3次元励起-蛍光スペクトルには、土壌フルボ酸に相当するピークが検出された。

論文

放射性廃棄物処分システムにおいてセメントに期待される役割

田中 知*; 長崎 晋也*; 大江 俊昭*; 廣永 道彦*; 村岡 進; 油井 三和*; 妹尾 宗明*; 藤原 愛*; 芳賀 和子*; 坂本 浩幸*; et al.

日本原子力学会誌, 39(12), p.1008 - 1018, 1997/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:68.26(Nuclear Science & Technology)

セメント系材料は、既に実施されている低レベル廃棄物処分ばかりではなく、高レベル廃棄物やTRU廃棄物の処分システムの成立性を考える上でも重要な人工バリア要素である。しかしながら、それらの放射性核種の閉じ込め性や長期的な処分環境下での安定性、他材料との両立性など更に明らかにすべき課題が残されている。本稿は原子力産業界及びセメント産業界において、放射性廃棄物の処理処分分野に携わっている人々や関心を有している人の共通認識を醸成するためにその現状と今後の課題を整理したものである。

論文

Influence of molecular size of humic acid on the sorption of radionuclides onto ando soil

田中 忠夫; 長尾 誠也; 坂本 義昭; 大貫 敏彦; S.Ni*; 妹尾 宗明

放射性廃棄物研究, 3(1), p.41 - 47, 1996/08

0~130mg/lのフミン酸(HA)を共存させた条件下で、HAを良く収着するクロボク土への$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{241}$$Amのバッチ法収着実験を行った。また、これら核種と5000~30000、30000~100000及び$$>$$100000MWの分子量に分画したHAフラクションとの反応性を調べるとともに、これら分画HAの官能基をFTIR及びNMRスペクトルから特定した。$$^{60}$$Co及び$$^{241}$$Amの収着平衡定数KはHAのそれより大きく、共存HA濃度が増すに従って小さくなった。一方、$$^{85}$$SrのKはHAより小さく、共存HA濃度に伴って大きくなった。これら核種は芳香族系のCOOH、OHを主な官能基とする30000~100000MWのHAと優先的に反応し、この分画フラクション中の核種濃度は、収着実験によって選択的に著しく減少した。これは、クロボク土への放射性核種の収着が30000~100000MWのHAによって制御されている可能性を示唆している。

報告書

性能評価へ適用可能なナチュラルアナログに関する研究(研究概要)

妹尾 宗明*; 伊藤 賢治*; 安保 則明*; 深谷 正明*

PNC-TJ1561 96-002, 54 Pages, 1996/02

PNC-TJ1561-96-002.pdf:3.07MB

本研究は、地層処分における性能評価事象との対比において、天然に存在する類似現象(ナチュラルアナログ)に関する研究の現状について国内外の事例を幅広く調査するとともに、今後の我が国における地層処分システムの性能評価への適用の可能性を検討することを目的とする。国内外のナチュラルアナログに関する文献の内容を検討し、ナチュラルアナログ研究の構造と現状を整理した。整理の視点は調査場所、対象性能評価事象、環境条件、研究成果及び成果の利用方法などである。また、抽出した性能評価事象を主体とした主要事象を対象として、性能評価への適用可能性を従来の考え方にこわらず広く検討した。合計75件のナチュラルアナログ文献を調査した結果を整理票に示した。また、性能評価への適用可能性を検討した結果を示した。

報告書

性能評価へ適用可能なナチュラルアナログに関する研究(研究委託内容報告書)

妹尾 宗明*; 伊藤 賢治*; 安保 則明*; 深谷 正明*

PNC-TJ1561 96-001, 367 Pages, 1996/02

PNC-TJ1561-96-001.pdf:14.79MB

本研究は、地層処分における性能評価事象との対比において、天然に存在する類似現象(ナチュラルアナログ)に関する研究の現状について国内外の事例を幅広く調査するとともに、今後の我が国における地層処分システムの性能評価への適用の可能性を検討することを目的とする。国内外のナチュラルアナログに関する文献の内容を検討し、ナチュラルアナログ研究の構造と現状を整理した。整理の視点は調査場所、対象性能評価事象、環境条件、研究成果及び成果の利用方法などである。また、抽出した性能評価事象を主体とした主要事象を対象として、性能評価への適用可能性を従来の考え方にこわらず広く検討した。合計75件のナチュラルアナログ文献を調査した結果を整理票に示した。また、性能評価への適用可能性を検討した結果を示した。

報告書

六ヶ所土壌における無機形$$^{14}$$Cの分配係数の測定

小川 弘道; 長尾 誠也; 妹尾 宗明*

JAERI-Research 96-004, 11 Pages, 1996/02

JAERI-Research-96-004.pdf:0.5MB

$$^{14}$$Cの天然バリア中での移行挙動に関する基礎データを収集するため、低レベル放射性廃棄物の浅地層処分が進められている青森県六ヶ所村で採取した土壌試料(砂、ローム及び粘土)を対象として、無機形$$^{14}$$C(H$$^{14}$$CO$$_{3-}$$)の分配係数を測定した。その結果、砂試料で60~90(ml/g)、ローム試料で20(ml/g)程度、粘土試料で3(ml/g)程度の分配係数を得た。また、篩い分けた砂試料及びローム試料について吸着実験を行った結果、砂試料の粒径が小さい部分(74$$mu$$m以下)の分配係数が400~700(ml/g)と非常に大きく、この部分に含まれる成分に無機形$$^{14}$$Cが選択的に吸着されていることがわかった。

論文

Application of high-performance gel permeation chromatography to aquatic humic substances in natural waters

長尾 誠也; 妹尾 宗明

Humic Substances and Organic Matter in soil and Water Environments: Characterization,Transformations, 0, p.71 - 79, 1996/00

放射性廃棄物として固化された放射性核種が地下水中に溶出すると、地下水中の溶存有機物の大部分を占める腐植物質と錯体等を形成し、コロイドとして地質媒体中を保持されることなく移行する可能性がある。錯体形成及び移行挙動を理解するためには、腐植物質の特性を詳細に把握する必要がある。本研究では、錯体形成及び移行挙動に密接に関連している腐植物質の分子量分布に着目し、ゲル濾過高速液体クロマトグラフィーにより、複雑な濃縮等の前処理を行わずに簡易に測定する方法を検討した。その結果、通常のpH及びイオン強度範囲においてクロマトグラフは一致し、試水の化学的性質の違いによる影響は認められなかった。フミン酸0.5~100ppmのクロマトグラフの基本的な形状は一致し、再現性良く測定することができた。以上の結果は、本測定法により天然水中溶存腐植物質の分子量分布を直接測定できることを示唆している。

論文

TRU廃棄物処分場への人間侵入の観点から見た地下構造物深度分布調査

坂本 義昭; 妹尾 宗明; 杉本 純一郎*; 大石 清隆*; 置塩 正則*; 清水 全生*

日本原子力学会誌, 38(6), p.442 - 447, 1996/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

高レベル放射性廃棄物及びTRU廃棄物処分場への人間侵入の可能性を処分深度に対して検討するため、既存の構造物がどの程度の深度を利用しているかについての調査を行った。調査対象地下構造物は、都市型の構造物として、高層建築物基礎杭、首都高速道路高架部基礎杭、地下鉄とし、非都市型では新幹線高架部基礎杭、新幹線トンネルとした。また、都市型、非都市型共通の地下構造物としては、深井戸を対象とした。これらの地下構造物の内、高層建築物基礎杭、首都高速道路高架部基礎杭、地下鉄、新幹線高架部基礎杭の利用深度はいずれも100m以浅であった。また、深井戸の利用深度は数千メートルに及ぶものがあるものの大半は深度300m以浅であった。山岳部での利用形態としては、新幹線トンネルで土被りにより見かけ上、深度数百メートルに達するものも存在しており、処分形態によってはトンネル掘削についても考慮する必要があることが示された。

論文

Sorption of europium(III)-humate complexes onto a sandy soil

長尾 誠也; 田中 忠夫; 坂本 義昭; 妹尾 宗明

Radiochimica Acta, 74, p.245 - 249, 1996/00

高分子の有機物であるフミン酸はTRU元素等の放射性核種と比較的高い錯体形成能を有しているため、地層中における放射性核種の移行挙動を支配する要因の1つと考えられている。本研究では、TRU元素とフミン酸の錯体形成及びフミン酸共存下におけるTRU元素の土壌への収着に及ぼすフミン酸の影響を明らかにするため、分子量分布及び官能基組成が異なる4つのフミン酸を用い、Eu(III)とフミン酸の錯体形成及びそれら錯体の土壌への収着挙動をバッチ実験により調べた。その結果、フミン酸は砂質土壌へほとんど収着しないが、Eu(III)はフミン酸が共存しない場合、約95%収着した。一方、Eu(III)-フミン酸錯体の収着実験において、Eu(III)は85-96%、フミン酸は50-97%土壌へ収着した。これらの結果は、Eu-フミン酸錯体が砂質土壌へEuを介して収着していることを示唆している。

論文

海岸砂中における$$^{85}$$Srの吸着・移行挙動への共存フミン酸の関与

田中 忠夫; 向井 雅之; 妹尾 宗明

放射性廃棄物研究, 1(2), p.169 - 176, 1995/05

地質媒体中における放射性核種の吸着・移行挙動に及ぼす腐植物質の影響を明らかにするため、フミン酸を共存する条件下において、海岸砂を対象とした$$^{85}$$Srのバッチ法吸着実験及びカラム法移行実験を実施した。フミン酸を共存する液相中においては、砂への吸着親和性が小さな$$^{85}$$Sr-フミン酸結合体が形成された。しかしながら、その結合力は$$^{85}$$Srと調整砂との吸着親和性に比較して著しく小さいため、バッチ法吸着実験で測定した$$^{85}$$Srの分配係数はフミン酸共存の影響を受けなかった。一方、カラム法移行実験ではフミン酸結合体の解離過程が平衡に達しないので、一部のフミン酸結合体が深部へ移行することにより、$$^{85}$$Srの移行の増大がみられた。フミン酸共存下における$$^{85}$$Srの移行挙動は、フミン酸結合体の解離速度を考慮した移行モデルを用いて評価できることが示された。

論文

XVIII International Symposium on the Scientific Basis for Nuclear Waste Management

磯部 博志; 妹尾 宗明

Journal of Nuclear Science and Technology, 32(4), p.372 - 373, 1995/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

米国材料学会(MRS)は、放射性廃棄物管理に関する科学的基礎研究についての会議を、秋期年会の一部として開催している。1994年は、10月23日から27日まで、日本原子力学会等5団体の共催により、過去最高の参加者を集めて京都で開催された。この会議では、全体の4割の発表が処分環境下での核種と人工バリアや地質媒体との相互作用についての研究であった。還元環境にある複雑な系である天然の地質媒体を理解、モデル化するための研究が、ナチュラルアナログ研究や地下実験室での研究など多くの手法で試みられていることが印象づけられた。

論文

Molecular size and functional groups of humic substance complexing with $$^{60}$$Co and $$^{241}$$Am

田中 忠夫; 妹尾 宗明

Radioisotopes, 44(2), p.99 - 102, 1995/02

限外ろ過法で100000MW以上、30000~100000MWおよび5000~30000MWの分子サイズに分画した各フミン酸フラクションについて、$$^{60}$$Co及び$$^{241}$$Amの反応性を比較するとともに、各フラクションが有する官能基をFTIRスペクトル解析で調べた。$$^{60}$$Coと2$$^{41}$$Amは30000~100000MWのフミン酸フラクションと優先的に反応することが分かった。FTIRスペクトル解析から、100000MW以上のフラクションは主として脂肪族のCOOH、30000~100000MWのフラクションは芳香族のCOOHおよびOH、および5000~30000MWのフラクションは芳香族のCOOHが支配的な反応性官能基であることが見い出された。$$^{60}$$Coおよび$$^{241}$$Amとフミン酸との錯形成能のフミン酸分子サイズ依存性は、各分子サイズのフミン酸が有する官能基の種類およびその官能基周辺で生じる立体障害に起因することが示唆された。

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