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芳賀 和子*; 渋谷 和俊*; 大杉 武史; 山田 一夫*
廃棄物資源循環学会誌, 33(6), p.435 - 447, 2022/11
セメントは硬化後の物理的および化学的性質が安定しているだけでなく、安価かつ取扱い性に優れた固型化材料であり、処理設備も簡便で経済的であることから、セメントによる固化・固型化技術は廃棄物の安定化処理に広く適用されている。本報では、廃棄物のセメント固化・固型化処理技術の現状として、福島第一原子力発電所事故由来の廃棄物のセメント固型化に関する検討、低レベル放射性廃棄物のセメント固化処理の現状、焼却灰のセメント固化技術について紹介し、セメント固化体における重金属の固定化と溶出機構に関する既往の研究成果について概説する。
五十嵐 豪*; 芳賀 和子*; 山田 一夫*; 粟飯原 はるか; 柴田 淳広; 駒 義和; 丸山 一平*
Journal of Advanced Concrete Technology, 19(9), p.950 - 976, 2021/09
被引用回数：6 パーセンタイル：23.78(Construction & Building Technology)Decommissioning of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (F1NPS) in a proper manner requires assessment of the contamination levels and mechanisms for contamination in the concrete structures. Between January 2018 and March 2020, Japan's Ministry of Education Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) conducted a project called "The Analysis of Radionuclide Contamination Mechanisms of Concrete and the Estimation of Contamination Distribution at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station". In this review, we outline the results of this study. The experimental results from the first project indicate that concrete carbonation, Ca leaching, and drying conditions affected the adsorption behaviors of Cs and Sr and therefore, their penetration depths. Additionally, the studies showed that 
-nuclides precipitated on the surface of the samples because concrete causes a high pH. A reaction transport model was developed to assess further the adsorption characteristics of Cs and Sr in carbonated cement paste and on concrete aggregates. The model used real concrete characteristics from the materials used at F1NPS and historical boundary conditions at the site, including radionuclide concentrations and penetration profiles within the turbine pit wall. Capillary water suction resulting from dried concrete was evaluated by considering structural changes in cement hydrates using X-ray CR and 
H-NMR relaxometry.
山田 一夫*; 丸山 一平*; 芳賀 和子*; 五十嵐 豪*; 粟飯原 はるか; 富田 さゆり*; Kiran, R.*; 大澤 紀久*; 柴田 淳広; 渋谷 和俊*; et al.
Proceedings of International Waste Management Symposia 2021 (WM2021) (CD-ROM), 10 Pages, 2021/03
To properly decommission the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, the contamination levels and mechanisms for the concrete structures must be assessed. In this review, we outline the results of this study and present the objectives of a future study called "Quantitative Evaluation of Contamination in Reinforced Concrete Members of Fukushima Daiichi NPP Buildings Considering the Actual Environment Histories for Legitimate Treatments", which will run from October 2020 to March 2023. The experimental results from the first project indicate that concrete carbonation, Ca leaching, and drying conditions affected the adsorption of Cs and Sr and their penetration depths. Additionally, the studies showed that -nuclides precipitated on the surface of the samples because of the high pH of concrete. A reaction transfer model was developed to further assess the adsorption characteristics of Cs and Sr in carbonated cement paste and concrete aggregates. The model used real concrete characteristics from the FDNPP materials and historical boundary conditions at the site, including radionuclide concentrations and penetration profiles within the turbine pit wall. The water suction by dried concrete was evaluated with the consideration of the structure change of cement hydrates by X-ray CR and H-NMR relaxometry. In the new project, the studies will also include concrete cracks for more realistic contamination estimations.
山田 一夫*; 丸山 一平*; 駒 義和; 芳賀 和子*; 五十嵐 豪*; 渋谷 和俊*; 粟飯原 はるか
Proceedings of International Waste Management Symposia 2019 (WM2019) (CD-ROM), 6 Pages, 2019/03
For the decommissioning of a Nuclear Power Station (NPS) after a severe accident, estimation of contamination depth and radioactivity level in concrete is essential. This paper outlines a recently begun project on the analysis of the contamination mechanisms of concrete in the Fukushima Daiichi NPS. For this analysis, data on various parameters are required, such as the materials used in the NPS, the environmental conditions of the exposed concrete, the conditions of exposure during the accident and until decommissioning, and the fundamental transport characteristics of nuclides in concrete. These aspects of this project are illustrated with some examples.
川戸 喜実; 富岡 修; 高橋 邦明; 目黒 義弘; 坂本 浩幸*; 芳賀 和子*
JAEA-Technology 2010-013, 38 Pages, 2010/07
JAEA-Technology-2010-013.pdf:1.36MB
原子力機構の各拠点から放射性廃棄物として発生する可燃物や難燃物の焼却灰を固型化するために、セメント系固型化材を用いて模擬焼却灰(飛灰)の基本的な固化特性を調べた。固型化材の種類,焼却灰の充填率,固化遅延物質の含有量などの固化条件をパラメータに固化体の一軸圧縮強度を調べるとともに、不溶化剤を添加して固化体からの焼却灰中の重金属成分の溶出率を調べた。普通ポルトランドセメント(OPC),高炉セメント(BB),低アルカリ性セメント(LAC)は、評価の目安とした一軸圧縮強度1.47N/mm
を超えることを確認した。一軸圧縮強度は、BBは焼却灰の充填率を40%にすると1.47N/mmを超えなかったが、LACは40%でも1.47N/mmを超えた。BBとLACについて、セメントの硬化遅延物質である鉛と亜鉛の含有量を増加させた固化体を作製し、硬化性への影響を調べた。両固化体ともすべての含有率で1.47N/mmを超える固化体が得られた。重金属の不溶化剤として、硫酸鉄,硫化ナトリウムはクロムに対する抑制効果が認められたが、ゼオライトとベントナイトは顕著な溶出抑制効果が見られなかった。
藤田 英樹*; 芳賀 和子*; 柴田 真仁*; 三原 守弘
Journal of Advanced Concrete Technology, 6(3), p.389 - 395, 2008/10
被引用回数：4 パーセンタイル：24.00(Construction & Building Technology)放射性廃棄物処分施設のセメント系材料に添加される高性能減水剤は、放射性核種の溶解度を上昇させるおそれがある。このため、本研究では硬化したセメントの間隙水中の高性能減水剤の濃度とその分子量について実験的に調査を行った。セメント硬化体の養生水及び高圧で抽出された間隙水の全有機炭素から、高性能減水剤の濃度を推定した。一部の間隙水については、有機物の分子量を調べるためにゲルパーミッショングラフィーによる分析を実施した。その結果、90%以上の高性能減水剤がセメント硬化体に固定化されること、間隙水に存在する有機物は、低分子であることがわかった。
藤田 英樹*; 芳賀 和子*; 柴田 真仁*; 三原 守弘
セメント・コンクリート論文集, (61), p.65 - 71, 2008/02
ポリカルボン酸系高性能AE減水剤を添加したセメントペースト硬化体からの混和剤溶出挙動を、間隙水及び養生水の組成から評価した。TOC濃度から算出したSP溶出量は小さく、多くは固体に取り込まれたままであることがわかった。間隙水からは低分子量の有機物のみが検出され、高アルカリ性環境によるポリマーの分解、あるいは低分子量物質の選択的な溶出が示唆された。混和剤以外の有機物はプレーン試料によるブランク試験でキャンセルできると仮定したが、粉砕助剤などもともとセメント中に含まれていた有機物が結果に影響していないかといった新たな課題も明らかとなった。
入矢 桂史郎*; 久保 博*; 深谷 泰文*; 芳賀 和子*
PNC TJ1201 98-004, 59 Pages, 1998/02
TRU廃棄物の処分システムの構成材としてコンクリートとベントナイトを併用する案が考えられている。ベントナイトとセメントを併用した場合、ベントナイトが高pHの影響を受け変質する可能性がある。この問題については、これまでに、セメントのpHに関する研究とベントナイトの高pHにおける鉱物的変質に関して研究を行ってきた。本年度は、この研究の最終年度として、TRU処分場への適用を目的とした応用研究を実施した。研究項目は、以下の通りである。(1)セメントの長期変質に関する促進試験方法の検討、(2)低pHセメントの実用性に関する検討、(3)有機系混和剤の浸出挙動に関する検討、(4)コンクリートの間隙水の影響によるベントナイトの変質試験、(5)コンクリートの間隙水の影響による岩石の変質試験
入矢 桂史郎*; 久保 博*; 深谷 泰文*; 芳賀 和子*
PNC TJ1201 98-003, 298 Pages, 1998/02
TRU廃棄物の処分システムの構成材としてコンクリートとベントナイトを併用する案が考えられている。ベントナイトとセメントを併用した場合、ベントナイトが高pHの影響を受け変質する可能性がある。この問題については、これまでに、セメントのpHに関する研究とベントナイトの高pHにおける鉱物的変質に関して研究を行ってきた。本年度は、この研究の最終年度として、TRU処分場への適用を目的とした応用研究を実施した。研究項目は、以下の通りである。(1)セメントの長期変質に関する促進試験方法の検討(2)低pHセメントの実用性に関する検討(3)有機系混和剤の浸出挙動に関する検討(4)コンクリートの間隙水の影響によるベントナイトの変質試験(5)コンクリートの間隙水の影響による岩石の変質試験
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：29.88(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。
Raudhatul Islam, C.*; 小林 佑太朗*; 芳賀 和子*; 金田 由久*; 角田 あやか; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎; 佐藤 努*
no journal, ,
For long-term safety storage and disposal of iron slurry embedded to alkali activated material (AAM), alteration of iron slurry (IS) and its interaction with AAM are definitely important. In this context, the interfaces between IS and AAM before and after leaching test were investigated by electron microscopy. As results, there is no the interaction during duration time in this study.
坂本 亮*; 金田 由久*; 小林 佑太朗*; 芳賀 和子*; 谷口 拓海; 黒木 亮一郎; 大杉 武史
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する汚染水処理二次廃棄物を低温固化処理した固化体の長期保管時の変質挙動を検討するため、セメントおよびAAM固化体を作製し、加温養生試験および促進中性化試験により変質を加速させた固化体の生成相を確認した。加速の定量化方法を検討した結果について紹介する。
小林 佑太朗*; 芳賀 和子*; 金田 由久*; 黒田 和眞*; 佐藤 努*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物をセメント等で低温固化処理する場合の長期挙動を予測することを目的に、セメント及びAAM(アルカリ活性化材料)硬化体の溶解挙動について熱力学平衡計算により検討し、得られた計算結果と平衡溶解試験の結果との比較を行った。
金田 由久*; 芳賀 和子*; 柴田 真仁*; 大澤 紀久*; 菊地 道生*; 山本 武志*; 川戸 陸也*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物をセメント等で低温固化処理する場合の基礎データを取得する目的で、セメント, AAM(アルカリ活性化材料)および模擬炭酸塩スラリー混合固化体を作成し、溶解試験を行った。試験概要及び得られた結果の一部を紹介する。
菊地 道生*; 山本 武志*; 大塚 拓*; 川戸 陸也*; 金田 由久*; 柴田 真仁*; 芳賀 和子*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理において生じる炭酸塩スラリーに対する、低温固化処理材料の適用性評価に利用するデータの取得を目的とし、各種固化配合で作製した模擬炭酸塩スラリー混合セメント固化体およびAAM固化体について、基礎特性の評価を行った。試験概要及び得られた結果の一部を紹介する。
中塩 信行*; 川副 貴裕*; 相川 浩平*; 菊地 道生*; 山本 武志*; 金田 由久*; 芳賀 和子*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物を低温固化処理する場合の基礎データを取得するために、模擬炭酸塩スラリーを合成した。試験概要及び得られた結果の一部を紹介する。
菊地 道生*; 山本 武志*; 大塚 拓*; 川戸 陸也*; 金田 由久*; 柴田 真仁*; 芳賀 和子*; 谷口 拓海; 大杉 武史; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理により生じる廃棄物に対する、低温固化処理技術の適用性評価に利用するデータの取得を目的として実施した、セメント固化体およびAAM(アルカリ活性化材料)固化体の特性評価研究の概要を紹介する。
谷口 拓海; 今泉 憲*; 並木 仁宏*; 大杉 武史; 黒木 亮一郎; 菊地 道生*; 山本 武志*; 金田 由久*; 芳賀 和子*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物をセメント等で低温固化処理する場合の基礎データを取得する目的で、セメント及びAAM(Alkali-activated materials)の試験体を作製し、照射試験を行った。試験概要及び得られた結果の一部を紹介する。
金田 由久*; 芳賀 和子*; 柴田 真仁*; 藏永 萌*; 菊地 道生*; 山本 武志*; 加藤 潤; 大杉 武史; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物をセメント等で低温固化処理する場合の基礎データを取得する目的で、セメント及びAAM(アルカリ活性化材料)の試験体を作製し、溶出試験を行った。
芳賀 和子*; 坂本 浩幸*; 富岡 修; 川戸 喜実; 目黒 義弘
no journal, ,
放射性廃棄物である焼却灰をセメント系材料を用いて固型化し処分する技術の開発を進めている。本報では、セメント固化体からの重金属溶出機構検討のために、重金属溶出濃度と圧縮強度及び溶出液組成の相関を検討した。焼却灰セメント固化体からのPbの溶出試験の結果、低アルカリ性セメント固化体はすべての試料でPbの溶出は低く抑えられた。高炉セメント固化体は圧縮強度が高い試料ほどPbの溶出濃度が低くなった。圧縮強度は水和の進行や配合により異なり、水和が進み固化体の組織が緻密化することによって物質移動しにくくなりPbの溶出が抑えられたと考えた。また、灰量が多い場合は圧縮強度が低く、溶出したPbの濃度が高かった。これはセメント成分の相対的な減少によりPbの固定化能が低下したためと考えられる。さらに、固化体の溶出液のpHとPb溶出濃度の関係を調べた結果、pHが低い固化体で溶出濃度が低かった。Cdは高アルカリ性環境で溶出濃度が低くなり、Cr(VI)は還元剤である硫酸鉄の添加により溶出濃度が低くなることがわかった。
