Adsorption mechanism of Eu onto newly synthesized fluorous-compound-impregnating adsorbent

荒井 陽一; 渡部 創; 渡部 雅之; 新井 剛*; 勝木 健太*; 吾郷 友宏*; 藤川 寿治*; 武田 啓佑*; 福元 博基*; 保科 宏行*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 554, p.165448_1 - 165448_10, 2024/09

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2024.165448

Radioactive aqueous and organic liquid wastes contaminated by U and radioactive materials have been generated through solvent extraction experiments on nuclear fuel materials. Although incineration and denitrification / conversion processes are promising for treatment of such liquid wastes, installation of large equipment is essential. Treatment of liquid wastes generated from the reprocessing experiments is one of important tasks of Systematic Treatments of RAdioactive liquid wastes for Decommissioning (STRAD) project, and the recovery technologies of nuclear materials from the spent solvent has been developed. However, recovery of trace amounts of nuclear fuel material from aqueous solutions with wide pH range is still a challenging task. In our previous study, the porous silica particles with a high specific surface area bearing the iminodiacetic acid (IDA) functional group were revealed to be applicable to recover cations. Although the IDA group introduced adsorbents showed an excellent adsorption reaction from the aqueous solution, further improvement related to the adsorption amount is indispensable for application to the radioactive liquid treatment. In this study, fluorous ligands with IDA group were newly synthesized, and its complexation behavior with cations was investigated in order to understand the adsorption mechanism.

Reviewing codes and standards for long term operation in Japan

村上 健太*; 新井 拓*; 山田 浩二*; 門間 健介*; 辻 峰史*; 中川 信幸*; 鬼沢 邦雄

Transactions of the 27th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT 27) (Internet), 3 Pages, 2024/03

本論文では、長期運転に関連する日本の規制規則、規格、業界ガイドを国際安全規格と体系的に比較することにより、日本の規格・基準の将来像を検討し、日本の規格制度が国際安全規格の勧告を概ね満たしていることを確認した。日本の規格・基準の将来的な改善に関する提言は、5項目に要約された。

Competitive distribution of europium and samarium based on reaction rate-limiting process in nitrilotriacetamide extractant-impregnated polymer-coated silica particles

宮川 晃尚*; 林 直輝*; 岩本 響*; 新井 剛*; 長友 重紀*; 宮崎 康典; 長谷川 健太; 佐野 雄一; 中谷 清治*

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 96(9), p.1019 - 1025, 2023/09

https://doi.org/10.1246/bcsj.20230142

本研究では、ニトリロトリアセトアミド(NTA)抽出液を含浸させたポリマーコートシリカ単粒子において、Eu(III)とSm(III)のこれらのイオンを含む溶液中での物質移動機構を明らかにした。質量移動の律速過程は、NOイオンが関与しないイオンとNTA分子の反応過程であり、これは単一イオン分配系で得られたものと一致した。

Multipole polaron in the devil's staircase of CeSb

新井 陽介*; 黒田 健太*; 野本 拓也*; Tin, Z. H.*; 櫻木 俊輔*; Bareille, C.*; 明比 俊太朗*; 黒川 輝風*; 木下 雄斗*; Zhang, W.-L.*; et al.

Nature Materials, 21(4), p.410 - 415, 2022/04

https://doi.org/10.1038/s41563-021-01188-9

Low-energy electronic structures of CeSb which shows multiple phase transitions known as devil's staircase were examined by combination of laser angle-resolved photoemission, Raman and neutron scattering spectroscopies. A new type of electron-boson coupling between the mobile electrons and quadrupole CEF-excitations of the 4f orbitals was found. The coupling is exceedingly strong and exhibits anomalous step-like enhancement during the devil's staircase transition, unveiling a new type of quasiparticle, named multipole polaron.

流路長の長い矩形スリットのコンダクタンス測定

荻原 徳男; 引地 裕輔*; 神谷 潤一郎; 金正 倫計; 吉田 肇*; 新井 健太*

Journal of the Vacuum Society of Japan, 60(12), p.475 - 480, 2017/12

https://doi.org/10.3131/jvsj2.60.475

In order to achieve stable operation of J-PARC accelerator, we studied the conductance of a slit used for a gas sheet monitor. The flow rate of a rarefied gas through a long rectangular channel with a very small height (H) to width (W) ratio was experimentally investigated using N and Ar for the wide range of the Knudsen number Kn, which is defined as a ratio of H to the mean free path. Here the dimensions of the channel are as follows: H=0.1 mm, W=50 mm, and the length L=100 mm. The conductance, which is proportional to the dimensionless flow rate, decreases from the value in free-molecular regime and reaches the Knudsen minimum at Kn 1.2, as the inlet gas pressure increases. Then, assuming fully developed gas flow, the reduced flow rate G has been estimated as a function of the local rarefaction parameter using the experimental data.

ITBLクライアントAPIによるADVENTURE_OptのITBL環境への実装

宮村 倫司*; 新井 健太郎*; 三村 泰成*; 吉村 忍*; 鈴木 喜雄

計算工学講演会論文集, 12(2), p.655 - 658, 2007/05

ADVENTURE_Optは、計算力学のためのオープンソースシステムであるADVENTUREシステムのソフトウェアモジュールの一つである。システムは、大規模解析と設計を実行するために設計されている。ADVENTURE_Optは、実数値遺伝的アルゴリズムReal coded GAのような最適化アルゴリズムを使った人工物の最適化を実行でき、有限要素法は、目的関数を評価するために実行される。本論文では、ADVENTURE_Optが、日本の国家プロジェクトで開発されたグリッド環境であるITBL環境を使うために修正されている。ADVENTURE_Optを用いた計算では、有限要素解析を実行するために非常に時間を要する。本実装では、この計算がITBL環境で実行され、他の部分はパーソナルコンピュータで実行される。ITBLクライアントAPIライブラリが、システムの実装に用いられている。

フォトメータ開発(I); フォトメータ光伝送システムの設計・製作とコールド評価試験

佐野 雄一; 三浦 幸一; 新井 健太郎*; 青瀬 晋一; 富樫 昭夫

PNC TN8410 95-060, 86 Pages, 1995/04

PNC-TN8410-95-060.pdf:6.22MB

リサイクル機器試験施設(RETF)への設置が予定されているインラインフォトメータについて、RETFへの設置場所及び設置方法、また試作機の設計・製作(センサーヘッド、光ファイバ、接続コネクタ及び気泡除去システム)及びこれを用いたコールド試験とその結果について検討を進めた。フォトメータ光伝送システム(センサーヘッド、光ファイバ及び接続コネクタ)の設計は設置場所及び設置方法に関する検討を受けて行われ、これらをもとに最大光量伝送効率が得られる光伝送システムの試作機を製作した。また、製作したフォトメータ光伝送システムに関する性能評価コールド試験を、インライン測定精度、光ファイバの接続による影響及び溶液中の気泡による影響の3つの観点から行った。その結果、本システムによりNd3+(モル吸光係数=6.91l/cm・mol(575nm))を測定誤差平均0.24g(標準偏差0.12g)の精度で測定することが可能であることを、また、光ファイババンドル間での光ファイバのずれなどに起因すると思われる接続損失が生ずることをそれぞれ確認した。溶液中の気泡による影響については、気泡の影響を効果的に除去できる条件を明らかにし、さらに、2波長測定による濃度評価を用いることでその影響をより低減化できることを確認した。今後、本報によって明らかとなった検討事項を踏まえ、フォトメータ光伝送システムの改良を行い、ウランを用いたループ試験を通してより詳細な測定性能評価を進めていく予定である。

非弾性X線散乱を用いた少数キャリア半金属CeAsにおける結晶場-フォノン結合の研究

新井 陽介*; 黒田 健太*; 筒井 智嗣*; 平井 大悟郎*; 片山 和郷*; Shin, S.*; 久保田 正人; 野本 拓也*; 鈴木 博之*; 宮坂 茂樹*; et al.

no journal, , 

セリウムモノプニクタイドは、温度・磁場・圧力によって多彩な磁気構造を形成する。プニクタイドの種類により無磁場、常圧での磁気構造が異なるが統一的なメカニズムの解明を目指している。本講演では、非弾性X線散乱実験により明らかになった電子系と結晶場の関わりについて議論する。

A New polarized neutron reflectometer at the intense pulsed neutron source of the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of J-PARC

武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 林田 洋寿; 藤 健太郎; 山岸 秀志*; 片桐 政樹*; 坂佐井 馨; 丸山 龍治; 水沢 多鶴子*; et al.

no journal, , 

A new polarized neutron reflectometer (SHARAKU) was installed at the beam line 17 (BL17) of the Material and Life Science Experimental Facility (MLF) in the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). The user program of this reflectometer has been already started in February 2012. We will report the outline design specification, and the basic performance of this new reflectometer.

J-PARC偏極中性子反射率計の開発,4

武田 全康; 山崎 大; 林田 洋寿; 久保田 正人; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 吉田 登*; 坂口 佳史*; et al.

no journal, , 

2010年よりJ-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)に設置を進めてきた試料垂直型偏極中性子反射率計「写楽」は、震災を経て、2012年1月より中性子ビームを受け入れ、3月からは、コミッショニングと並行して一般利用実験を開始した。本反射率計は、MLFで、物性実験に本格的に偏極中性子を使う最初の装置で、反射中性子の偏極度解析も可能である。その一方で、偏極中性子を必要としない試料に対しては、非偏極中性子反射率計としての利用も可能であり、自由表面・界面を除くさまざまな研究テーマに利用できる。試料環境装置の整備を、徐々に進めているところであるが、現時点で、常電導磁石(1T)と冷凍機(4K)を組合せた測定()が可能となっている。本講演では、コミッショニングの過程で、標準試料を使って得られた「写楽」の基本性能に関して報告する。