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論文

露天採掘場跡地の地下水流動解析及び物質移行解析

福嶋 繁; 坂尾 亮太; 長安 孝明; 小原 義之

平成29年度全国鉱山・製錬所現場担当者会議資源/新素材講演集, p.61 - 66, 2017/06

人形峠鉱山の露天坑水は、鉄濃度が水質汚濁防止法を超過することから、発生源対策を検討する目的で、地下水流動解析や物質移行解析に取組んでいる。本報告では、これまでに得られた地下水流動解析の成果と今後の取組みについて報告する。露天採掘場跡地をモデル化して飽和・不飽和浸透流解析を行った結果、これまでの調査で得られた物性値と実測していない値や境界条件については一般値を用いることで、露天坑水を1m$$^{3}$$/日未満、地下水位を$$pm$$1.5mで整合させることができた。また、このモデルを用いた露天坑水量の低減化予測解析では、露天採掘場跡地の上流側から侵入する地下水を防ぐ遮水壁より、露天平坦部の雨水浸透を抑制する対策工の効果が高いことが分かった。物質移行解析については移流分散解析と化学反応解析に取り組んでおり、今後は、露天採掘場跡地内で起こっている化学反応を解明し、吸着、沈殿、溶解等の作用を考慮した物質移行解析に取組み、その成果を露天坑水の水量・水質の低減化を目的とした対策工の工法選定や設計検討に活用する。

論文

廃砂たい積場覆土措置後の地下水変動

西田 伸穂; 小原 義之; 川本 勉

平成28年度全国鉱山・製錬所現場担当者会議資源/新素材講演集, p.69 - 74, 2016/06

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターは、鉱山保安法等に基づき、事業休止中の核原料物質鉱山である人形峠鉱山、東郷鉱山の安全対策及び閉山措置(以下「鉱山跡措置という」)に取り組んでいる。鉱山跡措置の取り組みとして、平成23年度から同24年度に鉱さいたい積場のうち、廃砂たい積場で雨水浸透抑制及びラドン散逸抑制効果を確認するとともに、覆土の安定性について検証するため、暗渠設置及び覆土措置を行った。覆土安定性の検証については、廃砂たい積場の覆土措置前後の地下水量の変動を数値解析するとともに、鉱さいたい積場周囲のボーリング孔の水位、廃砂たい積場下流部から流出する湧水の調査を行った結果、地下水量が増加している可能性は高いが、設置した暗渠が十分な排水機能を有しており、地下水位は覆土部まで上昇していないと推定された。よって、現状の覆土構造の安定性に問題ないと考えられるが、今後も鉱さいたい積場周辺のボーリング孔水位、廃砂たい積場下流部の湧水量の監視を継続する。

論文

放射性廃棄物中のウラン238量のコンプトン散乱を用いた定量手法の検証

横山 薫; 秦 はるひ; 長沼 政喜; 小原 義之; 石森 有

Radioisotopes, 64(11), p.687 - 696, 2015/11

ウランの偏在を補正する解析手法(以下、「等価モデル法」と記す。)を開発してきた。等価モデル法では、遮へい効果が異なる2本の$$gamma$$線を使用する。ウラン量の定量では$$^{rm 234m}$$Paから放出される$$gamma$$線(766keV, 1001keV)を用いる。定量誤差は計数率が小さい$$gamma$$線に依存する。定量誤差を低減するため、高い計数率を得る方法を検討した。$$gamma$$線の多くは、放射性廃棄物中でコンプトン散乱を受け、散乱フォトンが発生する。計数率が大きい散乱フォトンを等価モデル法に適用した。等価モデル法にコンプトン散乱の計数率を適用することは有効であった。

論文

Application of support vector machine to rapid classification of uranium waste drums using low-resolution $$gamma$$-ray spectra

秦 はるひ; 横山 薫; 石森 有; 小原 義之; 田中 祥雄; 杉杖 典岳

Applied Radiation and Isotopes, 104, p.143 - 146, 2015/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:53.79(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

ウラン廃棄物ドラム缶の内容物に含まれるウランが、天然ウランか回収ウランかを分類する際に、機械学習法の一つであるサポートベクターマシン(SVM)が適用できるか調査を行った。本研究では、NaI(Tl)シンチレーション検出器で取得した12個の訓練用データで機械学習を用い、955個のデータで試験を行った。その結果、元のラベルに対し、4個のデータのみが不正解であった。そのうち1つは、ラベルが間違いのものであり、その他3つはSVMの誤分類であった。SVMは短時間で大量のデータを分類するのに効果的な手法であることが示唆され、スケーリングファクタ法において元のラベルを確認する補助的なツールとして有用だと考えられる。

論文

人形峠鉱山の坑水処理について

長安 孝明; 鳥飼 一吉; 小原 義之; 植地 保文

Journal of MMIJ, 131(6), p.357 - 358, 2015/06

人形峠鉱山は岡山県と鳥取県の県境にあり、瀬戸内海にそそぐ延長約133kmの吉井川の最上流部に位置している。原子燃料公社(現 原子力研究開発機構)は、昭和30年代にウラン鉱床が発見されて以来、ウランの採鉱、製錬転換、濃縮事業が行われてきており、今現在、各施設の廃止措置に向けた試験・調査を進めている状況である。原子力研究開発機構人形峠環境技術センター(以下、センターという。)内には上記で述べた鉱山事業を行う際に掘削した旧坑道が数か所あり、その旧坑道より常時坑水が発生しており、各坑道から発生する坑水は鉱さいたい積場に一時貯留している。一方、岡山県、上斎原村(町村合併により現 鏡野町)と動燃(現 原子力研究開発機構)の間で河川への排出に関する取り決めとして、動力炉・核燃料開発事業団人形峠事業所周辺環境保全等に関する協定書(以下、環境保全協定という。)を締結しており、センターの敷地境界におけるウラン,ラジウム,ふっ素の元素に対してそれぞれ管理目標値を定めている。本稿では、人形峠鉱山における坑水処理の現状について報告する。

論文

廃棄物$$gamma$$線分析システムによるウラン238定量結果の検証

横山 薫; 秦 はるひ; 小原 義之; 長沼 政喜; 杉杖 典岳

Radioisotopes, 63(12), p.559 - 566, 2014/12

原子力施設の廃止措置で発生するウラン系廃棄物を収納したドラム缶中のウラン238($$^{238}$$U)量は、$$gamma$$線測定等を用いて評価される。CANBERRA製のQualitative and Quantitative (Q$$^{2}$$) Low Level Waste Assay Systemsを用い廃棄物ドラム缶を測定した。本装置はウラン線源の均一分布を仮定するが、実廃棄物ドラム缶では均一性は確認されていない。そのため、著者らが開発した線源の偏在を補正する新しい解析手法を用いて評価した結果、ドラム缶中の線源偏在が、本装置の$$^{238}$$U定量値へ与える誤差を評価できた。

論文

焼却灰の燃焼過程シミュレーション

横山 薫; Rong, D.*; 小原 義之

化学工学, 78(11), p.818 - 821, 2014/11

放射性セシウム(Cs)で汚染された都市ごみの焼却処理では、Csは焼却灰に付着し焼却施設内に留まる。被ばく管理の観点から、Csが付着した焼却灰の焼却施設内の分布情報を得るため、既存焼却炉で燃焼解析を行い焼却灰の挙動を評価している。本報告でこの取り組みを紹介する。

報告書

ウラン廃棄物を対象とした非破壊測定装置の運用実績; 続報

長沼 政喜; 小原 義之; 宮本 泰徳*; 村下 達也*; 牧田 彰典*; 野廣 哲也*

JAEA-Technology 2014-012, 11 Pages, 2014/06

JAEA-Technology-2014-012.pdf:1.06MB

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターでは、平成14年まで、ウラン鉱石からウランを抽出し製錬・転換・濃縮して原子炉の燃料とするための研究開発、および使用済み燃料を再処理して回収したウランを転換・再濃縮する技術開発を行ってきた。この間に発生した放射性廃棄物は、ドラム缶に密封した状態で廃棄物貯蔵庫に保管しているが、平成12年までに発生した廃棄物に関する廃棄物管理情報に統一性がなかった。平成10年頃、主要核物質取扱施設の核物質不明量が保障措置上の課題として国際原子力機関に指摘された。このため、平成12年にQ2低レベル廃棄物ドラム缶測定装置(Q2)を導入し、ウラン量測定を行ってきた。平成19年にQ2に用いている解析システムをOS2システムからwindowsシステムに変更した。変更によって性能は向上したが、OS2システムによって得られた定量値とwindowsシステムによって得られた定量値に差異が生じた。OS2システムで測定したドラム缶をwindowsシステムで再測定すべきか検討したが、現実的に困難と考えられた。今回OS2システムとwindowsシステムのデータを解析し、ウラン量の補正を行う計算方法を検討した。

論文

CANBERRA製; Qualitative and Quantative(Q$$^{2}$$)装置による廃棄物ドラム缶中のウラン放射能定量試験

横山 薫; 秦 はるひ; 小原 義之; 杉杖 典岳

Radioisotopes, 62(11), p.833 - 840, 2013/11

原子力関連施設の廃止措置等に伴って発生するウラン廃棄物の放射能濃度を評価するパッシブ$$gamma$$線測定手法を研究してきた。その結果、$$^{rm 234m}$$Paから放出される2つのエネルギーの$$gamma$$線を用い、廃棄物及びウランが偏在しても放射能濃度を定量可能な測定手法を構築した。本手法は、最終的には既存の$$gamma$$線測定装置に導入することを目標に置いている。このため、CANBERRA製の測定装置; Qualitative and Quantitative (Q$$^{2}$$) Low Level Waste Assay Systemsを用い、本評価手法の適用妥当性を示した。

報告書

ウラン廃棄物を対象とした非破壊測定装置の運用実績

小原 義之; 長沼 政喜; 野廣 哲也*; 吉田 公一*; 牧田 彰典*; 坂手 光男*; 入沢 巧*; 村下 達也*

JAEA-Technology 2012-048, 39 Pages, 2013/03

JAEA-Technology-2012-048.pdf:5.1MB

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターでは、昭和50年から平成14年まで、ウラン鉱石からウランを抽出し製錬・転換・濃縮して原子炉の燃料とするための研究開発及び使用済燃料を再処理して回収したウランの、転換・再濃縮する技術開発を行ってきた。この間に発生した放射性廃棄物は、ドラム缶に密封した状態でセンターの廃棄物貯蔵庫に約15,000本保管しているが、廃棄物管理情報に統一性がなかった。平成10年頃にセンターの主要核物質取扱施設の核物質不明量(MUF)が保障措置上の課題として国際原子力機関に指摘された。このため、センターでは、平成12年にドラム缶に収納した状態でウラン量を定量することができる米国CANBERRA社製の「Q2低レベル廃棄物ドラム缶測定装置」を導入し、廃棄物ドラム缶の非破壊でのウラン量測定を行ってきた。平成13年から平成23年の間で、廃棄物貯蔵庫に保管している約15,000本の廃棄物ドラム缶について、ほぼ全数の測定を実施した。その結果、廃棄物ドラム缶中の総ウラン量は約20tonと評価された。

報告書

動力炉・核燃料開発事業団人形峠事業所回収ウラン転換実用化試験の継続・原型プラント運転期間の継続に関する新増設協議書; 回収ウラン転換実用化試験の継続, ウラン濃縮原型プラントの運転の継続

若林 修二; 植地 保文; 小原 義之; 高宮 一浩

PNC-TN6700 98-004, 23 Pages, 1998/01

PNC-TN6700-98-004.pdf:0.56MB

回収ウラン転換実用化試験及び回収ウラン再濃縮については、新増設協議書「回収ウラン転換実用化試験」[4動燃(人)434 平成4年11月11日付け提出、大保第613号及び上総発第4405号平成5年3月23日付け了解]及び「回収ウラン再濃縮」[5動燃(人)745 平成6年3月16日付け提出、環調第152号及び上総発第2248号平成6年7月15日付け了解]において実施内容及び環境に対する影響について明示しており、その後ウラン取扱い量の変更について、7動燃(人形)352及び353平成8年3月13日付けで報告しているところですが、この度、平成10年度以降の事業として、下記の内容を実施する計画としております。

口頭

焼却設備でのセシウム挙動解析,1; 総論・計画

横山 薫; 杉杖 典岳; 小原 義之; 竹田 宏*; Rong, D.*; 柳瀬 眞一郎*; 桑木 賢也*; 高見 敏弘*; 百武 徹*

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故により拡散した放射性セシウムで汚染された災害廃棄物の一部は、既存の焼却施設で処理されている。セシウムは、焼却灰に凝集し、バグフィルタや電気集塵機などで捕集され、外部に放出されないと考えられている。そのため、セシウムの挙動を把握するため、焼却灰の濃度と粒径分布等についての研究を行った。本件では、研究の総論・計画について報告する。

口頭

焼却設備でのセシウム挙動解析,2; 燃焼モデルの構築

横山 薫; 杉杖 典岳; 小原 義之; 竹田 宏*; Rong, D.*; 柳瀬 眞一郎*; 桑木 賢也*; 高見 敏弘*; 百武 徹*

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故により拡散した放射性セシウムで汚染された災害廃棄物の一部は、既存の焼却施設で処理されている。セシウムは、焼却灰に凝集し、バグフィルタや電気集塵機などで捕集され、外部に放出されないと考えられている。そのため、セシウムの挙動を把握するため、焼却灰の濃度と粒径分布等についての研究を行った。本件では、濃度と粒径分布を評価するための燃焼モデルの構築について報告する。

口頭

焼却設備でのセシウム挙動解析,3; 焼却灰へのセシウム沈着状況の分析

横山 薫; 杉杖 典岳; 小原 義之; 竹田 宏*; Rong, D.*; 柳瀬 眞一郎*; 桑木 賢也*; 高見 敏弘*; 百武 徹*

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故により拡散した放射性セシウムで汚染された災害廃棄物の一部は、既存の焼却施設で処理されている。セシウムは、焼却灰に付着し、バグフィルタや電気集塵機などで捕集され、外部に再放出されないと考えられている。この状況を解析的に把握することを目的とし、焼却灰の濃度と粒径分布等に着目したセシウム挙動についての研究を行った。本件では、焼却灰の比表面積とセシウム濃度の分析結果について報告する。

口頭

焼却設備でのセシウム挙動解析,4; 焼却設備内でのセシウム挙動のシミュレーション

横山 薫; 杉杖 典岳; 小原 義之; 竹田 宏*; Rong, D.*; 柳瀬 眞一郎*; 桑木 賢也*; 高見 敏弘*; 百武 徹*

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故により拡散した放射性セシウムで汚染された災害廃棄物の一部は、既存の焼却施設で処理されている。セシウムは、焼却灰に付着し、バグフィルタや電気集塵機などで捕集され、外部に再放出されないと考えられている。そのため、焼却灰の濃度と粒径分布等に着目したセシウム挙動についての研究を行った。本件では、廃棄物の燃焼モデルにセシウムの付着モデルを組み込んだシミュレーション結果について報告する。

口頭

ウラン取扱施設廃止措置のための事前評価,3; 人形峠環境技術センターの廃棄物における核種組成の分類法

秦 はるひ; 横山 薫; 田中 祥雄; 小原 義之; 杉杖 典岳

no journal, , 

原子力施設の廃止措置及び処理・処分を合理的に実施するためには、廃止措置対象施設の構造的特徴や有害物の有無、放射能分布等を詳細に把握しておくことが極めて重要である。本報告では、人形峠環境技術センターにて実施する廃止措置のための事前評価の一つとして、廃棄物ドラム缶中に含まれる核種組成を指標とした分類として主成分分析を用いた手法を提案する。

口頭

焼却炉内でのCs挙動解析コードの構築

杉杖 典岳; 横山 薫; 小原 義之; 大杉 武史; 大越 実; 梅澤 克洋

no journal, , 

生活ゴミなど、放射性Cs濃度が低い廃棄物の一部は、既存の焼却施設で処理されている。この際、放射性Cs(Cs-134, Cs-137)は焼却過程で塩化セシウム(CsCl)等の組成でガス化した後、凝集等により炉底灰(主灰)及び飛灰に付着することが知られている。また、放射性Csの付着した飛灰は、バグフィルタや電気集塵機などに高効率で捕集され、排気スタックから再放出される放射性Csは極微量であるとされている。本件は、これらのメカニズムを解析により確認するためのシミュレーションコードの構築について示す。

口頭

ウラン系廃棄物を対象とした$$gamma$$線による非破壊測定に対するニーズと現状

杉杖 典岳; 小原 義之; 横山 薫; 秦 はるひ; 時澤 孝之

no journal, , 

人形峠環境技術センターは、探鉱からウラン濃縮までの核燃料サイクルのフロントエンドの研究・開発に使用した施設の廃止措置を進めている。廃止措置を着実に進めるためには、様々な技術を必要とするが、なかでも、放射能・放射線計測技術は重要な位置づけにある。主なニーズには、解体作業に伴う被ばく線量の評価を目的とした、未解体施設・設備内の放射能インベントリー調査。過去に発生した廃棄物(ドラム缶及び角型コンテナ)中の放射能インベントリー調査。クリアランス測定。廃棄体測定等がある。本件は、これらのニーズに対して、$$alpha$$, $$beta$$, $$gamma$$線の特徴を踏まえた、総合的かつ現実的な研究・開発の現状について報告する。

口頭

$$gamma$$線スペクトルを用いた核種組成簡易分類手法の構築

秦 はるひ; 時澤 孝之; 小原 義之; 横山 薫; 杉杖 典岳

no journal, , 

人形峠環境技術センターは、探鉱からウラン濃縮までの核燃料サイクルのフロントエンドの研究・開発に使用した施設の廃止措置を進めている。廃止措置対象の施設は、取り扱ったウランの組成により、核原料系施設、核燃料系施設に分かれる。また、核燃料系施設では、ウランの子孫核種を含む未精製ウラン,天然ウラン,回収ウランを取り扱っており、工程により、施設、設備内に残留している放射能の核種組成には差異がある。一方、これらから発生する解体物等を放射性廃棄物として、合理的に処理・処分するためには、核種組成を明らかにし、比放射能を適切に設定することが重要である。本件は、この点に着目し、NaI測定スペクトルを対象とした機械学習による核種組成の簡易分類手法の構築について報告する。

口頭

焼却設備でのセシウム挙動解析,6; 焼却設備内でのセシウム挙動のシミュレーション

横山 薫; 小原 義之; 杉杖 典岳; 高橋 信雄; Rong, D.*; 竹田 宏*; 河内 俊憲*; 柳瀬 眞一郎*; 桑木 賢也*; 高見 敏弘*; et al.

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故により拡散した放射性セシウムで汚染された災害廃棄物の一部は、既存の焼却施設で処理されている。セシウムは、焼却灰に付着し、バグフィルタや電気集塵機などで捕集され、外部に再放出されないと考えられている。そのため、焼却灰の濃度と粒径分布等に着目したセシウム挙動についての研究を行った。本件では、焼却設備内でのセシウム挙動のシミュレーション結果について報告する。

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