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論文

鉱物質混和材を使用したセメントペースト硬化体に対するセシウムおよびヨウ素の見掛けの拡散係数

三原 守弘; 原澤 修一*; 鳥居 和之*

原子力バックエンド研究(CD-ROM), 26(1), p.15 - 23, 2019/06

鉱物質混和材(フライアッシュ:FA, 高炉スラグ微粉末:BFS, シリカフューム:SF)を用いた水セメント比50%および30%の材齢28日のセメントペースト硬化体を作製し、CsおよびIの見掛けの拡散係数(D$$_{a}$$)を、電子線プローブマイクロアナライザーを用いた方法により算定した。Csについては、水セメント比50%ではBFS、水セメント比30%ではSFの使用がD$$_{a}$$の低減に大きく寄与した。IのD$$_{a}$$の低減には、水セメント比50%ではBFS、水セメント比30%についてはその大きな変化は確認できなかった。SFを用いることによりCsの収着性の向上が見られ、BFSを用いることによりIの収着性が向上する傾向が確認された。これらのセメントペースト硬化体の間隙構造は、微細な間隙によって連結したものであることも確認され、SFおよびBFSの使用がD$$_{a}$$の低減に寄与したものと考えられた。

報告書

有害物質の固型化性能試験(2)

藤田 英樹*; 原澤 修一*

JNC TJ8410 2005-005, 103 Pages, 2005/02

JNC-TJ8410-2005-005.pdf:0.75MB

核燃料サイクル開発機構殿より発生する鉛、カドミウム、水銀等の有害物を含む廃棄物の処理・処分(又は再利用)方策を明らかとすることを目的として、セメント系材料を用いた固型化性能評価試験を行った。本試験では、これら有害物質のなかでも鉛および水銀を処理対象物とした。得られた知見を以下に検討項目ごとに要約する。1.水銀の安定化処理試験/金属水銀から、硫化水銀(赤色)への転換処理フローの検討をビーカースケールで行った。その結果、硫黄添加してNaOH溶液中にて加温・反応させる液相反応によって転換可能であることを確認した。このとき、転換後ろ別した液相中に残存する水銀濃度は0.6wt%と比較的多く、回収廃液の再使用が不可欠と考えられた。2.固型化体の作製および評価試験/セメント系材料を用いて固型化体を作製し、一軸圧縮強度、浸出率等の固型化性能を評価した。模擬廃棄物には、粉末状の硫化鉛および硫化水銀試薬を用いた。1)鉛の固型化性能評価/鉛浸出率は、フライアッシュ高含有シリカフュームセメント(HFSC)を用い硫化鉛30mass%を固型化したケースにおいて、廃棄物処理法における管理型処分場に埋設するための浸出基準値0.3mg/Lをクリアできる結果(0.06mg/L)が得られた。また、塩化鉄(II)等の無機系還元剤の添加は、鉛の浸出抑制に有効であり、低アルカリ性セメント(LAC)-硫化鉛30mass%条件においても浸出量は定量下限値(0.01mg/L)未満であった。2)水銀の固型化性能評価/4種類のセメントを用いた試験の結果、圧縮強度は、全ての固型化体が六ヶ所低レベル放射性廃棄物埋設センター廃棄体技術基準15kg/cm$$^{2}$$(1.5MPa)を大きく上回る強度を持つことを確認した。水銀浸出率は、全ての固型化体が廃棄物処理法における管理型処分場に埋設するための浸出基準値0.005mg/Lをクリアできた。

報告書

有害物質の固型化性能試験

武井 明彦*; 藤田 英樹*; 原澤 修一*

JNC TJ8410 2004-007, 108 Pages, 2004/02

JNC-TJ8410-2004-007.pdf:3.03MB

核燃料サイクル開発機構殿より発生する有害物を含む廃棄物の処理・処分(又は再利用)方策を明らかとすることを目的として、セメント系材料を用いた鉛の固型化性能評価試験を行った。塊状の鉛から、硫化鉛への転換処理フローの検討をビーカースケールで行い、空気の存在下において酢酸溶解後、チオ尿素添加による液相反応によって転換可能であることを確認した。5種類の固型化材を用いて固型化体を作製し、一軸圧縮強度,鉛浸出率,空隙率等の各種評価試験を行った。一軸圧縮強度については、全ての固型化体が六ヶ所低レベル放射性廃棄物埋設センター廃棄体技術基準15kg/cm$$^{2}$$(1.5Mpa)を大きく上回る圧縮強度を持つことを確認した。鉛浸出率については、低アルカリ性セメント(アーウィン系)を用い、硫化鉛20mass%を固型化したケースにおいて、廃棄物処理法における管理型処分場に埋設するための浸出基準値0.3mg/Lをクリアできる結果(0.27mg/L)が得られた。

報告書

セメント系材料の水理・力学特性の変遷に関する研究(III); 概要

武井 明彦*; 藤田 英樹*; 原澤 修一*

JNC TJ8400 2004-025, 79 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-025.pdf:5.79MB

処分環境におけるセメント系材料の長期変遷挙動を評価した。1) セメント系材料に対する海水系地下水の影響に関する検討 模擬海水による通水劣化試験を実施し,イオン交換水を通水したブランク試験と比較することで,化学的性質の変化と水理特性および力学特性の変化に及ぼす海水成分の影響を評価した。2) 硬化セメントペーストで取得したデータのモルタル・コンクリートへの拡張 これまで劣化試験に用いてきたペーストに加え,コンクリートおよびモルタルにおいても,同条件で透水係数や力学特性といったデータを取得し,これらの関係を求めた。3) セメント系材料のひび割れ自己修復性の検討 模擬ひび割れを導入したセメント試料に重炭酸イオン成分を含む溶液を通水することで,地下水成分とセメント成分の反応による,ひび割れの自己修復の可能性を検討した。④ セメント系材料の変遷に対するアンモニアの影響に関する検討 アンモニアおよび硝酸ナトリウムが初期に共存した場合のセメント系材料へのより長期的な影響を評価した。また,硝酸ナトリウム-アンモニア混合系の通水試験に供したものと同様のセメント試料に対して,硝酸ナトリウム水溶液のみの通水を実施し,透水係数の変化とともにその絶対値を求め比較することで,アンモニアの影響を検討した。

報告書

セメント系材料の水理・力学特性の変遷に関する研究(III)

武井 明彦*; 藤田 英樹*; 原澤 修一*

JNC TJ8400 2004-024, 184 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-024.pdf:10.86MB

処分環境におけるセメント系材料の長期変遷挙動を評価した。1) セメント系材料に対する海水系地下水の影響に関する検討 模擬海水による通水劣化試験を実施し,イオン交換水を通水したブランク試験と比較することで,化学的性質の変化と水理特性および力学特性の変化に及ぼす海水成分の影響を評価した。2) 硬化セメントペーストで取得したデータのモルタル・コンクリートへの拡張 これまで劣化試験に用いてきたペーストに加え,コンクリートおよびモルタルにおいても,同条件で透水係数や力学特性といったデータを取得し,これらの関係を求めた。3) セメント系材料のひび割れ自己修復性の検討 模擬ひび割れを導入したセメント試料に重炭酸イオン成分を含む溶液を通水することで,地下水成分とセメント成分の反応による,ひび割れの自己修復の可能性を検討した。4) セメント系材料の変遷に対するアンモニアの影響に関する検討 アンモニアおよび硝酸ナトリウムが初期に共存した場合のセメント系材料へのより長期的な影響を評価した。また,硝酸ナトリウム-アンモニア混合系の通水試験に供したものと同様のセメント試料に対して,硝酸ナトリウム水溶液のみの通水を実施し,透水係数の変化とともにその絶対値を求め比較することで,アンモニアの影響を検討した。

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