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報告書

模擬廃棄物含有バナジウム添加ホウケイ酸ガラス試料の評価研究

永井 崇之; 岡本 芳浩; 塩飽 秀啓; 猪瀬 毅彦*; 佐藤 誠一*; 畠山 清司*; 廣野 和也*; 本間 将啓*; 小林 博美*; 高橋 友恵*; et al.

JAEA-Research 2018-007, 87 Pages, 2018/11

JAEA-Research-2018-007.pdf:61.21MB

本研究は、資源エネルギー庁の「放射性廃棄物の減容化に向けたガラス固化技術の基盤研究事業」における、高レベル放射性廃液の充填率を高められる原料ガラス組成の開発として実施した。候補組成であるバナジウム(V)添加ガラス原料カレットへ模擬高レベル放射性廃液を混合溶融して作製した模擬廃棄物ガラス試料を対象に、レーザアブレーション(LA)法ICP-AES分析, ラマン分光測定及び放射光XAFS測定により評価を実施した。

報告書

東京電力福島第一原子力発電所において採取された汚染水および瓦礫等の分析データ集

浅見 誠*; 高畠 容子; 明道 栄人; 飛田 剛志; 小林 究; 早川 美彩; 薄井 由香; 綿引 博美; 柴田 淳広; 野村 和則; et al.

JAEA-Data/Code 2017-001, 78 Pages, 2017/03

JAEA-Data-Code-2017-001.pdf:4.92MB
JAEA-Data-Code-2017-001-appendix(DVD-ROM).zip:818.06MB

東京電力ホールディングス(東京電力)福島第一原子力発電所において採取された汚染水(滞留水, 処理水)、汚染水処理二次廃棄物、瓦礫、土壌が分析され、放射性核種濃度等の分析データが報告されている。そこで、東京電力, 日本原子力研究開発機構, 国際廃炉研究開発機構により2016年3月末までに公開されたデータを収集し、データ集としてとりまとめた。また分析試料についての情報、分析により得られた放射性核種濃度等の値を表としてまとめるとともに、主な放射性核種濃度の時間変化を表す図を作成して収録した。電子情報として英訳と収録した分析データを提供する。

報告書

炉内検査装置および炉内観察装置の機器仕様-高放射性廃液固化研究報告-

宮本 陽一; 下田 良幸*; 小林 洋昭; 小林 博美*

PNC-TN8410 97-325, 43 Pages, 1997/10

PNC-TN8410-97-325.pdf:1.05MB

ガラス固化プロセスにおける主要機器であるガラス溶接炉は、高温で運転するため、溶融ガラスとの接触により耐火物おより電極部に侵食が生じる。溶融炉は、接ガラス材として十分な侵食代を有する設計がなされているが、二次廃棄物の低減の面から溶融炉の寿命を合理的に判断する必要がある。本報では東海事業所ガラス固化技術開発施設(TVF)に設置されている溶融炉内部の外観観察と侵食量測定をするための、炉内検査装置および簡易、軽量な炉内観察装置の機器仕様についてまとめた。

口頭

ラマン分光測定・放射光XAFS測定による模擬廃棄物ガラスの評価

永井 崇之; 岡本 芳浩; 狩野 茂; 西澤 代治; 関 克巳*; 本間 将啓*; 小林 博美*; 菖蒲 康夫

no journal, , 

モックアップ溶融炉流下ガラスを対象に、ラマン分光測定からSi-O架橋構造を解析し、放射光XAFS測定からCe原子価割合を求め、ガラス中のNd$$_{2}$$O$$_{3}$$がSi-O架橋構造やCe原子価に影響することを確認した。

口頭

ガラス溶融過程でのバブリングによる模擬廃棄物ガラスの比較

永井 崇之; 小林 秀和; 岡本 芳浩; 関 克巳*; 小林 博美*; 本間 将啓*; 畠山 清司*

no journal, , 

溶融ガラスのバブリング操作によってガラス組成の均一化が期待されることから、溶融した模擬廃棄物ガラスへ空気やArガスをバブリングしながら流下し、バブリングによる流下ガラス状態への影響を調査した。その結果、溶融状態の模擬廃棄物ガラスをArガスでバブリングすると、Si-O架橋構造は非架橋酸素数の少ない構造が増え、複数の原子価を取り得るCe等の溶存種が還元されることを確認した。

口頭

イメージングXAFSによる異種元素間の化学的相関解析

岡本 芳浩; 永井 崇之; 小林 博美*; 畠山 清司*; 塩飽 秀啓

no journal, , 

イメージングXAFS分析の拡張版である、異種元素間の化学的な相関解析の技術開発を進め、様々な物質への適用を図った。これは、通常のイメージングXAFS測定を、複数の元素に同時に適用することで、それらの元素の分布の特徴にあわせて、XAFSスペクトルを空間選択的に抽出する新しい分析法である。これまでに、土壌中の鉄とセシウム、吸着材中のチタンとストロンチウム、ガラス固化試料中のルテニウムとロジウムなどにおいて、相関関係の導出に成功している。本研究では、この手法をより実用レベルに拡張すべく、様々な条件下で調製された模擬廃液成分を含むホウケイ酸ガラス試料を対象に試験を行い、ガラス中の白金族元素間の相関関係の導出を試みた。

口頭

放射性廃棄物の減容化に向けたガラス固化技術の基盤研究,42; 模擬廃液含有鉄リン酸ガラス流下試験と放射光分析

岡本 芳浩; 小林 秀和; 永井 崇之; 小林 博美*; 本間 将啓*; 廣野 和也*; 畠山 清司*; 塩飽 秀啓

no journal, , 

小型溶融炉試験装置を使用し、模擬廃液含有鉄リン酸ガラスの流下試験を実施するとともに、採取した固化試料について、放射光XAFS分析を行い、主要元素の化学状態を調べた。用いたベースガラスの組成は35mol%Fe$$_2$$O$$_3$$-P$$_2$$O$$_5$$、模擬廃液成分は酸化物換算で20wt%とした。これらを、小型溶融炉内に、1150$$^{circ}$$Cの溶融状態で2.5時間保持した後に流下させた。流下試料の放射光分析の結果、セリウムの原子価がほぼ3価であること、モリブデンが還元されて5価であることから、ホウケイ酸ガラス系より還元的であることが明らかになった。また、イメージングXAFS分析により、ルテニウムがRuO$$^{2}$$として微粒子状に分散しており、凝集していないことが明らかになった。これらの結果は、以前に実施したるつぼスケールで調製された試料の分析結果と同じ傾向であった。

口頭

ガラス組成による溶融ガラスCV結果の変化

永井 崇之; 金子 耕士; 元川 竜平; 岡本 芳浩; 芳賀 芳範; 小林 博美*; 本間 将啓*; 畠山 清司*; 廣野 和也*

no journal, , 

核燃料再処理工程で発生した高レベル放射性廃液は、交流通電によるジュール熱を利用した溶融炉内でホウケイ酸ガラス原料と混合溶融され、ガラス固化体に製造される。この固化体の製造・処分費の低減策として、ガラス原料への廃液充填量を増やす検討が進められている。本報は、ガラス原料の通電に係る基礎データ取得として評価した、ガラス組成による溶融ガラスのサイクリックボルタモグラムの変化を紹介する。

口頭

流下試験ガラス固化試料のイメージングXAFS分析

岡本 芳浩; 永井 崇之; 塩飽 秀啓; 関 克巳*; 小林 博美*; 本間 将啓*; 畠山 清司*

no journal, , 

流下試験により調製した模擬ガラス試料の化学状態を、XAFSおよびイメージングXAFS分析により調べた。試験では、自然な流下に加えて、融体へのバブリング操作を行い、その有無とガスの種類の影響を調べた。XAFS分析では、クロム, マンガン, 鉄, セリウムなどを対象として、ガラス内の酸化還元状態の変化を評価した。さらに、白金族元素を対象としたイメージングXAFS分析を行い、流下およびガスバブリングによって、その分布がどう変わるかを観察した。分析の結果、ガラス中の酸化還元状態が、ガラスの組成とバブリングの有無により変化することが分かった。イメージングXAFSでは、白金族元素の凝集が、ガスバブリングによって低減されることが示された。

口頭

ガラス作製条件による模擬廃棄物ガラス状態の比較,1; 流下実験での試料作製とラマン分光測定による評価

永井 崇之; 小林 秀和; 岡本 芳浩; 関 克巳*; 小林 博美*; 本間 将啓*; 畠山 清司*

no journal, , 

ガラス固化体への廃液充填率を高める可能性を検討するため、廃液充填率や溶融条件等を変えたビーカスケールの流下実験を行った。流下した模擬廃棄物ガラス試料をラマン分光測定で評価した結果、ガラス原料形状やバブリング条件等によりSi-O架橋構造が変化することを確認した。

口頭

ガラス作製条件による模擬廃棄物ガラス状態の比較,2; 放射光XAFS測定による評価

岡本 芳浩; 永井 崇之; 小林 秀和; 塩飽 秀啓; 関 克巳*; 小林 博美*; 本間 将啓*; 畠山 清司*

no journal, , 

ガラス固化技術の高度化では、固化体発生量を減らすため、廃液成分の高充填化が課題になっている。本研究は、廃液充填率と溶融条件を変えた流下実験により採取されたガラス試料を、放射光XAFS分析により評価した。解析の結果、バブリングにより、白金族元素が分散すること、バブリングにより還元性を示すことが分かった。さらに、条件によって酸化還元状態に差が認められる元素(例えばクロム)と全く差が出ない元素(例えば鉄)があることが明らかになった。これらの結果は、ガラス中の元素の化学状態が、元素の分布や相関、配位構造の特徴によって解釈できる可能性を示している。

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