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報告書

放射性廃棄物処分におけるモニタリングの調査研究(3)研究概要

田代 晋吾*; 伊藤 賢治*; 平野 真治*; 小山田 潔*

PNC-TJ1561 95-001, 107 Pages, 1995/02

PNC-TJ1561-95-001.pdf:3.08MB

本調査研究は、高レベル放射性廃棄物地層処分場の閉鎖の判断、及び閉鎖後の状況の把握等の方策として、処分のモニタリングを位置づけ、モニタリングの考え方、技術等について調査検討することを目的としたものである。本年度は、前年度実施したモニタリングの要件、必要性、対象と目的、実施方法、データ取得技術に係る要件、現状の技術レベルの調査と将来の実現可能性、データの利用方法の検討、モニタリングの課題の摘出と解決方策及びスケジュールの検討の一連の調査研究内容の検討の前提条件とした処分概念・処分スケジュールを基本ケースとし、その基本ケースに対して種々の個別の条件を変動させて、モニタリングに係る前年度と同様の内容の検討を行った。変動させた内容は、処分事業を構成する段階の採用の有無やその長さ、地質環境条件、地下施設のレイアウト、実証用廃棄体の有無やその概念で、計13の変動ケースとした。その結果として、モニタリングに係る各検討内容についてケースごとの変動内容を明らかにするとともに、基本ケースの場合を含め計26の課題の摘出とその解決方法、スケジュールを示した。また、モニタリングに関する新たな文献調査の結果を付録にとりまとめた。

報告書

放射性廃棄物処分におけるモニタリングの調査研究(2)(成果概要)

田代 晋吾*; 平野 真孝*

PNC-TJ1561 94-001, 66 Pages, 1994/02

PNC-TJ1561-94-001.pdf:1.94MB

本調査研究は、高レベル放射性廃棄物地層処分場の閉鎖の判断、及び閉鎖後の状況の把握等の方策として、処分のモニタリングを位置づけ、モニタリングの考え方、技術等について調査検討することを目的としたものである。本年度は前年度実施した国内外のモニタリングの考え方、技術の現状調査結果の成果を踏まえて、地層処分のあり方の整理からモニタリングの目的、要件をとりまとめ、さらに、モニタリングの必要性、対象と目的、実施方法、データ取得技術に係る要件、現状の技術レベルの調査と将来の実現可能性、データの利用方法の検討を順次実施して、わが国におけるモニタリングのあり方の検討を実施した。その結果として、モニタリングに関する課題の抽出を実施し、それら課題解決のための方策の検討を行い、スケジュールを提示した。特に、閉鎖のための基礎的な判断材料を提供する実証用廃棄体を提示し、それに対するモニタリングを提案した。

報告書

キャニスタ材に対する放射性揮発物の付着性

冨樫 喜博; 田代 晋吾

JAERI-M 93-077, 12 Pages, 1993/03

JAERI-M-93-077.pdf:0.54MB

ガラス固化体のキャニスタ材として用いられているステンレススチールに対する放射性廃棄物の付着挙動を調べるため、$$^{137}$$Csを用いた汚染及び除染実験を行った。その結果、放射性揮発物の付着による汚染の大部分は非固着性汚染であり、汚染時間の増加と共に非固着性汚染の割合が増加し、また、汚染温度の上昇と共に固着性汚染の割合が増加することが明らかとなった。さらに、SUS309SはSUS304Lに比べ汚染しやすいこと、試験片の表面あらさが平滑になるに従って汚染量が減少することが分かった。

報告書

キャニスタ材に対する模擬高レベル廃棄物ガラスの付着性

冨樫 喜博; 栗山 修*; 田代 晋吾

JAERI-M 91-177, 9 Pages, 1991/11

JAERI-M-91-177.pdf:0.47MB

キャニスタ材として考えられている金属試験片表面に模擬高レベル廃棄物を含む溶融ガラスを滴下・付着させる実験を行い、材質、温度、表面粗さ等の因子がガラスの付着挙動にどのように影響を及ぼすのかを調べた。その結果、SUS304L、SUS309S及びインコネル600試験片においては、試験片予熱温度がガラス転移温度以上になるとガラスの付着が起こり、ガラス付着率は予熱温度が増すにつれて増加する傾向にあることを確認した。一方、チタン試験片においては、予熱温度にかかわらず、ガラス付着率は小さいことが明らかになった。また、ガラス付着率は試験片の表面粗さと無関係であることが分かった。

報告書

アクチニド核種添加ガラス固化体の密度変化挙動

稲垣 八穂広*; 馬場 恒孝; 松本 征一郎; 森川 公私*; 村岡 進; 田代 晋吾; 古屋 廣高*

JAERI-M 90-225, 14 Pages, 1990/12

JAERI-M-90-225.pdf:0.57MB

アクチニド核種をドープし、内部の$$gamma$$線照射した廃棄物ガラス固化体について、200~500$$^{circ}$$Cの温度範囲で照射後焼鈍を行い焼鈍による固化体の密度変化挙動を調べた。等時焼鈍の結果、450$$^{circ}$$C以下の温度では密度は焼鈍温度と共に増加した(最大0.25%)。一方、450$$^{circ}$$C以上ではガラス転移温度域に近づいたことにより焼鈍前に比べて密度は大きく減少した。また、等温焼鈍の結果、450$$^{circ}$$C以下のどの温度においても焼鈍初期の5時間以内で密度が急激に増加し、その後各温度に対応した平衡密度に近づく傾向が観察された。これらの実験結果を解釈するために固化体中でのヘリウムバブルの形成、成長及び照射によるガラスネットワークの歪の回復を基にしたモデルを考案し、その計算結果と実験結果を比較検討した。

論文

Self-irradiation damage of a curium-doped titanate ceramic containing sodium-rich high-level nuclear waste

三田村 久吉; 松本 征一郎; 宮崎 崇*; White, T. J.*; 額賀 清*; 冨樫 喜博; 佐川 民雄; 田代 晋吾; D.M.Levins*; 菊地 章

Journal of the American Ceramic Society, 73(11), p.3433 - 3441, 1990/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.9(Materials Science, Ceramics)

ナトリウムの多い模擬高レベル廃棄物を含むシンロックに、0.78wt%の$$^{244}$$CmO$$_{2}$$を添加して$$alpha$$加速試験を行った。出来た試料のオートラジオグラフィから、微細気孔や調製時に加えたチタンの酸化物部を除き、20$$mu$$mの解像度でキュリウム添加が均一に行なわれたことが観察された。試料の構成鉱物相としては、オランダイト、ペロブスカイト、ジルコノライトの主相の他に、フロイデンバーガイトやローベリンガイト相が含まれていた。試料の密度は、$$alpha$$崩壊数の蓄積とともに減少し、5000年の加速年数で1%の減少が見られた。浸出特性については、キュリウムの浸出率が加速年数とともに幾分高くなる傾向を示し、可溶性の元素(Na、Csなど)の浸出率が、2000年の加速年数で増加傾向を示した。

論文

Development of EMT, an advanced PIE apparatus

西野 泰治; 天野 英俊; 菊地 章; 田代 晋吾

Transactions of the American Nuclear Society, 62, 592 Pages, 1990/11

軽水炉燃料の健全性を評価するために、被覆管のPCI/SCC挙動が重要な課題とされている。実用燃料試験室では、炉内で生じる燃料棒の局所変形を模擬したSCC試験を行う目的でマンドレル拡管試験装置を開発した。試料の局所変形の生成は、ペレットのリッジを模擬した拡管スリーブを径方向に押拡げることによって得られる。また試料に生じる応力分布を評価するために、装置専用のコード(ANALOST)を開発した。現在までに、未照射材による特性試験を実施し、予想通りの結果を得た。また、ANALOSTコードの検証も併せて実施した。今後は、高燃焼度等燃料のPIEに本装置を供する計画である。

論文

Well-type NaI(Tl) spectrometry for quantitative analysis of $$^{244}$$Cm leached from curium-doped Synroc

三田村 久吉; 冨樫 喜博; 松本 征一郎; 宮崎 崇*; 田村 行人; 田代 晋吾

Applied Radiation and Isotopes, 41(9), p.839 - 845, 1990/09

キュリウムを添加したシンロックの浸出液中の$$^{244}$$Cmを、簡便に定量測定するために、井戸型NaI(Tl)シンチレーション検出器を利用した。この定量化のため、得られた$$gamma$$スペクトルの32.0から52.5keVの間のカウント数を積算することによって、$$^{244}$$Cmの42.8keVピークの面積を求めた。

論文

Development of an advanced PIE apparatus EMT

西野 泰治; 天野 英俊; 菊地 章; 田代 晋吾

Proc. of the 38th Conf. on Remote System Technology,1990,Vol. 2, p.37 - 42, 1990/00

軽水炉燃料の健全性を評価するために、被覆管のPCI/SCC挙動が重要な課題とされている。実用燃料試験室では、炉内で生じる燃料棒の局所変形を模擬したSCC試験を行う目的でマンドレル拡管試験装置を開発した。試料の局所変形の生成は、ペレットのリッジを模擬した拡管スリーブを径方向に押拡げることによって得られる。また試料に生じる応力分布を評価するために、装置専用のコード(ANALOST)を開発した。現在までに、未照射材による特性試験を実施し、予想通りの成果を得た。また、ANALOSTコードの検証も併せて実施した。今後は、高燃焼度等燃料のPIEに本装置を供する計画である。

報告書

Studies of glass waste form performance at Japan Atomic Energy Research Institute

馬場 恒孝; 上薗 裕史; 中山 真一; 田代 晋吾

JAERI-M 89-110, 18 Pages, 1989/08

JAERI-M-89-110.pdf:0.78MB

原研における高レベル廃棄物ガラス固化体に関する最近の研究は、次の3つに大別できる。(1)貯蔵時の安全性を評価する上で重要な固化体からの放射性核種の揮発挙動に関する研究。(2)固化体の長期的安全性に影響する放射線耐久性、特に$$alpha$$線耐久性に関する研究。(3)処分後の放射性核種漏洩量と予測するために必要な長半減期核種の浸出挙動及び処分条件下での浸出挙動に関する研究。ここでは、それぞれに関係する最近の研究成果を報告する。

論文

Factor of dilution with freshly pumped leachant in continuous-flow leach tests on high-level waste glass

上薗 裕史; 佐川 民雄; 田代 晋吾

Journal of Nuclear Science and Technology, 26(8), p.811 - 813, 1989/08

高レベル廃棄物ガラス固化体の低流速浸出試験では、ガラス固化体の表面積を高めるために、1つの浸出容器に約50枚の板状試料を並べて設置する場合がある。そのような浸出容器の中でも浸出液の均一性が保たれているか実験的に検討した。約10$$mu$$g/cm$$^{3}$$の濃度のモリブデン溶液をあらかじめ浸出容器の中に注入し、その中に徐々に脱イオン水を送り込んで、排出されるモリブデン溶液の濃度低下の時間変化を観察した。その結果、モリブデン溶液の濃度低下は、浸出容器内で均一な混合が起こっていると仮定した理論式で説明できることを確認した。さらに、均一な混合を達成する一条件として、浸出液中の元素の拡散速度が重要な役割りを持つことを指摘した。

論文

Volatilization of $$^{137}$$Cs and $$^{106}$$Ru from borosilicate glass containing actual high-level waste

上薗 裕史; 吉川 静雄; 冨樫 喜博; 田代 晋吾

Journal of the American Ceramic Society, 72(8), p.1438 - 1441, 1989/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:70.59(Materials Science, Ceramics)

ピューレックス再処理工程から排出された実高レベル廃棄物を含有するガラス固化体の揮発挙動について検討した。ガラス固化体はステンレス製キャニスター中に注入し、閉鎖系でCs-137とRu-106の揮発量を測定した。Cs-137の揮発量の測定結果は、Cs-134をトレーサーとして使用した予備試験の結果とよく一致した。Ru-106の揮発量は、Cs-137の約1/5となった。これらの結果は、ガラス固化体の貯蔵施設の安全性を評価するのに有用である。

論文

Fabrication of curium-doped Synroc for an alpha radiation stability test

三田村 久吉; 松本 征一郎; W.J.Buykx*; 田代 晋吾

Nuclear Technology, 85, p.109 - 117, 1989/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:38.51(Nuclear Science & Technology)

アルファ加速試験用試料として、キュリウム-244試薬1.61wt%を含むシンロックを、ホットセル内の装置を使って作製した。キュリウムを含むシンロック原料の懸濁液を仮焼装置により、還元雰囲気中で750$$^{circ}$$C、2時間加熱後、チタン粉末を添加し、ホットプレスにより、1200$$^{circ}$$C、29MPa、2時間加圧焼結した。この結果、シンロック原料の懸濁液は、仮焼後には、ポア密度0.5g/cm$$^{3}$$及びタップ密度0.85g/cm$$^{3}$$の粉体となり、ホットプレス後には、密度4.31g/cm$$^{3}$$の固化体となった。作製した4個の固化体(直径2cm$$times$$高さ1cm)は、現在、試験試料用に加工が施されている。

論文

Safety examination of HLW solidified products at WASTEF

田代 晋吾; 馬場 恒孝; 三田村 久吉; 上薗 裕史; 吉川 静雄; 松本 征一郎; 村岡 進; 中村 治人

Proc. of the 1989 Joint Int. Waste Management Conf., Vol. 2, p.153 - 157, 1989/00

廃棄物安全試験施設(WASTEF)では、昭和57年11月から、高レベル放射性廃棄物固化体に関する安全性試験を実施している。その方法と成果の概要を次の内容で報告する。1)施設,2)試料の作製,(1)ガラス固化体,(2)シンロック,3)試験と結果,(1)固化体特性,(2)貯蔵時試験,(3)処分時試験。

論文

Continuous-flow leach tests of simulated high-level waste glass in synthetic basalt ground water

上薗 裕史; 佐川 民雄; 田代 晋吾

Wastes Manage., 9(3), p.189 - 194, 1989/00

90$$^{circ}$$Cの玄武岩質合成地下水中で180日間に亘り、模擬高レベル廃棄物ガラス固化体の低流速浸出試験を行った。浸出試験装置は、MCC-4ハンドブック記載の概念に基づき、さらに予定されているホット試験にも対応可能なものを試作した。試作した浸出試験装置は、コールド試験で問題なく運転され、比較の基準となるべき浸出データが得られた。浸出液中のホウ素の濃度はケイ素の濃度よりも常に高くなり、ホウ素の浸出初期での役割りが重要であることを指摘した。1$$times$$10$$^{-1}$$cm/day以上の線流速では、使用した合成地下水中でのケイ素の浸出率は約6$$times$$10$$^{-6}$$g/cm$$^{2}$$/dayの一定値になることがわかった。

報告書

Progress report on safety research of high-level waste management for the period April 1987 to March 1988

中村 治人; 田代 晋吾

JAERI-M 88-201, 87 Pages, 1988/10

JAERI-M-88-201.pdf:3.0MB

原研の高レベル及びWASTEF管理室で昭和62年度に実施した高レベル廃棄物処理処分に関する研究を3章に分けてまとめたものである。そのトピックスは次の通り。1)固体化及び人工バリア材の性能と耐久性については、ガラス固化体とシンロックの$$alpha$$加速試験が実施され、キャニスタ材の応力腐食割れが模擬的条件下で調べられている。2)地層処分の安全性については、$$^{237}$$Npの花崗岩への吸着及び花崗岩風化中の鉄の挙動が研究された。3)WASTEFでは、東海再処理工場から運搬した実廃棄物を用いたホット試験が開始された。

論文

Adsorption on various leach container materials of plutonium and curium leached from nuclear waste glasses

馬場 恒孝; 田代 晋吾; 額賀 清*; 佐川 民雄; 野村 正之

Nucl. Chem. Waste Manage., 8, p.45 - 54, 1988/00

高レベル廃棄物ガラス固化体の侵出実験において問題となる浸出容器表面への放射性核種の吸着挙動を検討した。

報告書

Progress report on safety research of high-level waste management for the period April 1986 to March 1987

中村 治人; 田代 晋吾

JAERI-M 87-131, 89 Pages, 1987/08

JAERI-M-87-131.pdf:2.31MB

高レベル廃棄物処理処分研究室とWASTEF管理において昭和61年度に実施した高レベル廃棄物処理処分に関する研究を報告書にまとめた。

論文

Air contamination by cesium in a canister containing nuclear waste glass

上薗 裕史; 吉川 静雄; 田代 晋吾; 中村 治人; 金沢 浩之

J.Nucl.Mater., 149(1), p.113 - 116, 1987/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:17.23

高レベル廃棄物ガラス固化体の貯蔵時の安全性試験の一環として、$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{4}$$Csを含むガラス固化体の入ったキャニスター中で起こる空気汚染について検討した。キャニスターを1000$$^{circ}$$Cで4日間保持した後、常温まで冷却し、エアーサンプラーを使ってキャニスター中の空気を捕集し、浮遊している微粒子を波長分散X線マイクロアナライザー付きの走査型電子顕微鏡で観察した。その結果(1)0.2~0.7$$mu$$mの微粒子が合体してより大きな二次粒子を生成していること、(2)セシウムの含まれる微粒子には同時に鉄・ニッケル・又はクロム等のキャニスターの腐食生成物に由来すると思われる元素がともなうことを明らかにした。また、ガラス固化体中の亜鉛やケイ素等がキャニスターの腐食を促進するため、浮遊微粒子が増加すると推察した。

報告書

Progress Report on Safety Research of High-Level Waste Management for the Period April 1985 to March 1986

中村 治人; 田代 晋吾

JAERI-M 86-131, 104 Pages, 1986/09

JAERI-M-86-131.pdf:2.95MB

高レベル廃棄物処理処分に関する1985年度の研究内容を纏めた。主な点は次の事項である。1)長期のガラス個化体の浸出機構を解明する為の研究を行なった。また、SYNROC個化法に関する日豪強力を開始した。2)花崗岩岩盤フィ-ド試験について、実物大廃棄物模擬ヒ-タによる加熱試験及び非吸着性トレ-サ-の移行実験を行なった。また、熱と地下水流を組み合わせた二次元計算コ-ドの開発を行なった。3)OECD/NEAの国際共同実験ESOPEに酸化資、堆積物のTcの吸着現象の解明を行なった。4)$$mu$$-$$gamma$$放射線照射下での$$alpha$$加速実験をWASTEFにおいて開始した。

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