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宮田 定次郎*; 高田 準一; 井田 正明*; 中吉 直隆*; 小池 忠雄; 塚本 導雄; 渡邊 浩二*; 西尾 軍治*
JAERI-Tech 2000-035, p.64 - 0, 2000/03
JAERI-Tech-2000-035.pdf:3.17MB
硝酸によるピューレックス溶媒(TBP,n-ドデカン)の熱分解の反応特性及び反応機構を明らかにするため、示差走査熱量計(DSC)、加速速度熱量計(ARC)等の熱分析装置並びにガスクロマトグラフ(GS)及びガスクロマトグラフ/質量分析計(GC/MS)等の分析装置による各種検討を行った。その結果、ステンレス製の密封セルを用いた硝酸配位の30%TBP/70%ドデカン混合溶媒のDSC測定では、約170
と約320に極大となる発熱ピークが得られ、前者は硝酸と溶媒及びTBPの脱アルキル化により生成した硝酸ブチルとの反応におもに起因し、後者は硝酸とドデカンとの反応により生成したニトロドデカン自身の熱分解に起因することなどを明らかにするとともに、ARCによる検討では、硝酸とTBPとの反応及び硝酸n-ブチル自身の熱分解の活性化エネルギーがそれぞれ123.2及び152.5kJ/molであることなどを明らかにした。また、得られた結果に基づき、本反応の反応機構を推論した。
宮田 定次郎; 高田 準一; 中吉 直隆*; 小池 忠雄; 塚本 導雄; 渡邊 浩二*; 西尾 軍治*
JAERI-Tech 99-040, 194 Pages, 1999/05
耐圧ガラス製反応装置(内容積約1000ml)を用いて、4種類の溶媒系(100%TBP,100%TBP/U,30%TBP/70%n-ドデカン及び30%TBP/70%n-ドデカン/U)を温度129~192
C,反応時間90~270分の条件の下で硝酸と反応させる方法によりレッドオイル(Red Oil)を合成し、その成分及び合成時に発生したガス成分をガスクロマトグラフ(GC)及びガスクロマトグラフ/質量分析計(GC/MS)により同定・定量した。レッドオイルは150種類以上の成分からなりその中の94成分の化学形を確定または推定した。レッドオイルの主要な成分はn-ドデカンとTBPのモノ及びジニトロ化物、ドデカノン、硝酸n-ブチル、DBP及びMBPである。合成時に発生した気体成分(vol%)はNO
(23~50)が最も多く、以下CO(17~34)、NO(5.5~15)、N(4.3~12)、CO(4~12)、NO(1.5~8)、炭化水素(0.7~1.2)の順に減少し、OとHはほとんど検出されなかった。蒸発成分の水冷却凝縮液の大部分は硝酸n-ブチルであり、n-ブタノールは非常に少ない。
宮田 定次郎; 高田 準一; 井田 正明*; 中吉 直隆*; 塚本 導雄; 小池 忠雄; 渡邊 浩二*; 西尾 軍治*
JAERI-Tech 99-039, 70 Pages, 1999/05
溶媒及び劣化溶媒と硝酸との反応の反応特性及び発熱特性に関する情報収集を目的として、純粋な溶媒並びに熱化学的及び放射化学的に劣化させた溶媒を用いて、密封セル示差走査熱量計(SC-DSC)及び加速速度熱量計(ARC)による熱分析試験、並びに密閉容器(内容量3.0 )による熱分解試験を実施し、以下に述べる結果を得た。硝酸飽和溶媒、100%TBP溶媒(100%TBP/~2.7M HNO
)及びドデカン含有溶媒(30%TBP/70%n-ドデカン/~0.8M HNO)は、約170Cと約210Cに極大を有する発熱ピークを与え、前者のピークは溶媒と硝酸との反応に起因し、その活性化エネルギーと頻度因子は124kJ/mol及び8.4
10
sec
である。硝酸水溶液共存下での、密閉系における硝酸による溶媒の急激熱分解の開始温度は、開放系の場合とほぼ等しく140C以上である。過濃縮したCe(NO)含有硝酸配位溶媒は約180C以上で急激に熱分解する。ドデカノン、n-ブタノール、硝酸n-ブチル等の溶媒劣化物は約80C以下で硝酸と発熱的に反応する。
線分解発生水素量宮田 定次郎; 中吉 直隆*
日本原子力学会誌, 39(12), p.1062 - 1068, 1997/00
被引用回数：4 パーセンタイル：37.13(Nuclear Science & Technology)使用済燃料(燃焼度4.5GWd/t,冷却期間4年)の再処理高レベル廃液を模擬した廃液(SHLLW)の
Co線照射により発生する水素量を実験室規模の装置を用いて測定した。SHLLW中には計算コード(ORIGEN-2)より求めた24種のFP成分、3種の腐食成分(Fe,Cr,Ni)及びプロセス添加物1種(P)が含まれ、硝酸イオン濃度は4.97Mであった。水素放出のG値(吸収エネルギー100eV当たりの放出水素分子数)は、攪拌下では0.0164であり、非攪拌下で線量率2.8kGy/h、液深8cm以上の条件では液深(dcm)との間に次式の関係が成立した。G(H)=0.100・d
。酸素及び窒素の放出G値も求めた。
線分解発生水素量に及ぼす共存金属成分の影響中吉 直隆; 宮田 定次郎
日本原子力学会誌, 38(12), p.992 - 1000, 1996/00
被引用回数：1 パーセンタイル：14.44(Nuclear Science & Technology)著者らは、硝酸水溶液のCo線照射により発生する水素量に及ぼす金属化合物の影響について実験室規模の試験装置を用いて調べた。照射実験は、19種類の金属化合物(硝酸金属塩および金属酸化物)を用いて線量率0.31~4.5kGy/h、金属化合物濃度0.01~1.5M、硝酸イオン濃度2.5~3.0M、温度10~60C、液深8~85cmの条件下で行った。その結果、水素発生のG値は添加する金属化合物の種類と濃度によって異なり、線量率1.8kGy/h、硝酸イオン濃度2.5M、温度30C、液深14cmの場合、0.3Mの金属化合物の添加により水素発生のG値は、無添加に比べ液撹拌下照射では最大約14%、液静下照射では最大約67%それぞれ増加することがわかった。また、酸素と窒素の発生のG値について調べた結果も報告する。
中吉 直隆; 宮田 定次郎
日本原子力学会誌, 37(12), p.1119 - 1127, 1995/00
被引用回数：3 パーセンタイル：36.75(Nuclear Science & Technology)科学技術庁からの委託により高レベル廃液の放射線分解で発生する水素を定量的に評価することを目的として実験室規模のCo線照射装置による試験を実施している。前報(原子力学会誌Vol.36、No.8(1994))での液撹拌下照射試験に引き続き、硝酸水溶液の液静置下照射によって気相中に放出される水素量の液深依存性について、線量率1.3~6.3kGy/h、硝酸濃度1~5M、温度10~60C、液深5~105cmの条件で検討した。その結果、以下の諸事実を明らかにした。液深が増すと、水素発生量は指数関数的に減少し、水素発生のG値は線量率1.5kGy/h、硝酸濃度2.5M、温度30Cの場合、5cm、25cm、および45cmの液深でそれぞれ0.036、0.012、および0.0075となる。溶存水素濃度は液深が増加するにつれて増し、20cm近傍で最大となった後、減少する。また、水素発生のG値は同一液深では線量率が低下するが、温度が上昇すると増大する。
線分解中吉 直隆; 宮田 定次郎
日本原子力学会誌, 36(8), p.744 - 751, 1994/00
被引用回数：3 パーセンタイル：35.79(Nuclear Science & Technology)高レベル廃液の貯蔵時における放射線分解発生水素量を評価することを目的として、実験室規模のCo線照射試験装置を用いて、硝酸水溶液の放射線分解により生成する水素量に影響を及ぼす各種因子について検討した。線量率0.24~4.5kGy/h、硝酸濃度0.1~8.0M、温度30Cの条件について、液攪拌下照射での検討の結果、水素生成量は線量の一次に比例して増加すること、また、放射線の吸収エネルギー100eV当たりの水素生成量(水素生成のG値、G(H))は線量率に依存せず、硝酸濃度の増加とともに指数関数的に減少し、高レベル廃液の硝酸濃度領域に相当する2~5Mでは0.019~0.044の範囲にあることがわかった。この値は、ガラスアンプルにより硝酸水溶液を減圧下で照射して得られた既報値よりも約20%低い。
瀬口 忠男; 中吉 直隆; 小池 通裕*
JAERI-M 90-204, 29 Pages, 1990/11
高放射線溶液のバルブ等に使用するガスケットとして、超高分子量ポリエチレンとポリエーテルエーテルケトンの耐放射線性試験を行なった。空気中、酸素加圧下、および硝酸溶液中で線を照射し、力学的特性の変化およびシール性を測定した。ポリエチレンでは3.2MGyまでは劣化の度合いが少なく、使用に耐えるが、低線量率を模擬した酸素加圧下では劣化が増大した。一方、ポリエーテルエーテルケトンはどの条件でも劣化はきわめて少なく、優れた耐放射線性を示した。しかし、硝酸が高濃度でかつ高温の場合には劣化することがわかった。
