超臨界流体を利用する金属酸化物の溶媒抽出法の研究(公募型研究に関する共同研究報告書)

榎田 洋一*; 山本 一良*; 小林 登*; 富岡 修*; 宮原 幸子; 駒 義和; 青嶋 厚

JNC TY8400 2002-004, 115 Pages, 2002/05

JNC-TY8400-2002-004.pdf:1.51MB

核燃料再処理や放射性廃棄物の除染への将来における適用を想定し、リン酸トリブチル(TBP)の硝酸錯体を超臨界二酸化炭素に溶解して用いることにより、ランタニド酸化物と他の金属酸化物の混合物からランタニドだけを選択的に、また、二次廃棄物発生量を最小化し、かつ、大きな処理速度で回収することが可能であることを示すことを本研究の目的とした。粉末もしくはバルクのGd2O3等のランタニド酸化物とTBP硝酸錯体をn-ドデカンで希釈した有機流体と反応させ、ランタニド酸化物の溶解抽出速度を明らかにした。また、ランタニド酸化物に金属酸化物または金属単体を混合した試料に対しても同様の実験を行い、ランタニド酸化物の選択的な溶解抽出が可能であるかどうか、また、その反応機構を検討した。さらに、同様の試料を超臨界二酸化炭素中でTBP硝酸錯体と反応させ、超臨界二酸化炭素中でのランタニド酸化物の溶解抽出速度を明らかにするとともに、ランタニド酸化物の選択的な溶解抽出が可能であることを示した。また、TBPの超臨界二酸化炭素に対する溶解度を分子シミュレーションを用いて定量的に評価することが可能であることを確認した。さらに、得られた基礎データを見かけの速度定数を算出するとともに、溶解抽出過程を解析するための化学工学モデルを作成した。本報告書は、核燃料サイクル開発機構の核燃料サイクル公募型研究により実施した業務成果に関するものである。

Soft X-ray beamline for spectroscopy of solids at SPring-8

斎藤 祐児; 木村 洋昭*; 鈴木 芳生*; 中谷 健*; 松下 智裕*; 室 隆桂之*; 宮原 恒あき*; 藤澤 正美*; 曽田 一雄*; 上田 茂典*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part.1), p.553 - 556, 2001/07

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(01)00410-7

SPring-8のBL25SUは、軟X線円偏光放射光を利用し、光電子分光、光吸収磁気円2色性、光電子回折等の手法により、固体の電子状態及び表面原子構造等の高精度測定を行うビームラインである。今回は、200~500eVの光エネルギーでの本ビームラインの性能及び、円偏光アンジュレーターに関する評価結果を報告する。エネルギー分解能は、Ar及びN気体の光吸収スペクトルを測定することにより評価し、これまでにほかの放射光施設で得られているスペクトルと同程度以上のものが測定でき、他エネルギー側においても、本ビームラインの高い性能を実証することができた。

Direct extraction of uranium and plutonium from oxide using supercritical carbon dioxide and TBP-HNO complex

宮原 幸子; 船坂 英之; 榎田 洋一*; 山本 一良*

ATALANTE2000, 0 Pages, 2000/00

超臨界二酸化炭素にTBP-硝酸錯体をエントレーナとして添加した流体により、使用済燃料から直接U,Puの回収を行う超臨界直接法の開発を行っている。臨界直接抽出法の再処理工程への適用性を評価するため、Uと模擬FPを用いた超臨界試験及びMOX燃料の溶解・抽出試験を実施し、超臨界直接抽出法のU酸化物への適応性評価及び技術的課題の摘出を試みた。U及びSr,Zr,Mo,Ru,Pd,Ce,Ndの酸化物を用いた超臨界試験では、Uのみが選択的に抽出されたことから、超臨界直接抽出法による選択的なU抽出の可能性が示唆される。このほか大気圧条件下で実施したMOX燃料の溶解抽出試験の結果について報告する。

原研軟X線ビームラインBL23SUの現状

寺岡 有殿; 横谷 明徳; 斎藤 祐児; 中谷 健; 岡根 哲夫; 吉越 章隆; 藤森 伸一; 赤松 憲*; 島田 太平*; 平松 洋一*; et al.

第2回SPring-8シンポジウム報文集, p.215 - 239, 1998/00

原研では現在SPring-8に軟X線ビームラインBL23SUの立ち上げを進めている。表面化学、生物学、固体分光学の各実験ステーションを直列に配置し、タイムシェアして実験を行う。本ビームラインの特長はRI実験棟に引き込まれていることである。RI棟ではアクチナイド元素を含有する試料に対するXPS,MCD実験が可能になる。放射性物質のビームラインへの拡散を防止するため、高速ゲートバルブ、衝撃波遅延管、液体窒素トラップ、RI検査ポート、放射線計測チェンバが設けられている。挿入光源として採用したアンジュレータの立ち上げも進めている。最近周期的円偏光切り換えの予備的試験を開始した。分光光学系の調整も合わせて進めている。

放射能強度絶対測定法に基づくガスモニタ校正技術に関する研究(1)

森 千鶴夫*; 呉 幼陽*; 柳田 勝男*; 宮原 洋*; 揚村 寿英*

PNC TJ1603 96-002, 32 Pages, 1996/03

PNC-TJ1603-96-002.pdf:0.98MB

表記の研究は、原子力関連施設などで用いられている放射性ガスモニタ(以下「ガスモニタ」という。)の校正を容易にかつ高精度で行えるような方法・装置を開発し、測定精度などを検討・評価して、実用化を図ることを目的としている。ガスモニタの校正には、放射能強度を絶対測定する基準系と、ガスモニタを校正する校正系の二つのガスループを、サンプリング容器で介して結合した装置を用いる。校正系内の試料ガスの一部をサンプリング容器で基準系に分取し、基準系において長軸比例計数管内拡散法(DLPC法)を用いて測定した放射能強度を基準にしてガスモニタの校正を行う。本年度は、DLPC法によって得られる放射能強度の測定精度を上げるために要求される校正装置、周辺機器を作製した。サンプリング容器の体積測定、DLPC法における最適計数時間の測定、壁効果と低エネルギー損失の放射能強度への補正量の割合など、この装置を用いたガスモニタの校正に必要となる諸因子を評価した。また、定量性と簡便性を備えた試料ガスのシステムへの注入方法も検討した。来年度は、これらの結果をふまえて標準電離箱の校正を行い、今日検討している方法が有効であることを確認して、実用化に向けたガスモニタ校正装置の設計を行う。

High heat load test of molybdenum

田辺 哲朗*; 藤野 道彦*; 野口 宏*; 八木 康文*; 平野 洋一*; 清水 肇*; 秋場 真人; 荒木 政則; 久保田 雄輔*; 宮原 昭*

Journal of Nuclear Materials, 200(1), p.120 - 127, 1993/03

https://doi.org/10.1016/0022-3115(93)90015-Q

次期核融合実験炉用プラズマ対向機器表面材料として、幾つかの材料が検討されている。本報では、溶融型モリブデンについて、電子及びイオンビームによる熱衝撃試験を行い、溶融層の構造変化を調べた。溶融型Moは従来の粉末焼結型Moに比べ、結晶粒が大きく、延性が良いこと、不純物が少ないこと等の性質を有している。以下に主要結果を示す。(1)電子ビーム照射試験において、溶融型Moと粉末焼結型Moでは表面損傷状態に大きな違いがある。溶融型Moでは、多少の損傷は確認されたが、単結晶性は表面溶融後においても残っているのに対し、粉末焼結型Moでは、多数のクレータ痕が表面に生じた。これは、粉末焼結型Mo内に残っている不純物ガスによるものと考えられる。(2)電総研核融合実験装置において、Moリミターを採用したことにより、従来得られていた黒鉛リミターでのプラズマ閉じ込め特性と比べ、その特性が改善された。

Nuclear aerosol codes

F.Beonio-Brocchieri*; H.Bunz*; W.Scholck*; I.H.Dunbar*; J.Gauvain*; 宮原 信哉*; 姫野 嘉昭*; 早田 邦久; 山野 憲洋

Nuclear Technology, 81, p.193 - 204, 1988/00

https://doi.org/10.13182/NT88-A34092

軽水炉のシビアアクシデント時には炉心から放出されるFPがエアロゾルとなって格納容器中に放出されると考えられている。格納容器に放出されたこのFPエアロゾルは、自然除去機構、工学的安全施設の作動により格納容器内で除去され、FPの放出割合が減少するとされいる。シビアアクシデント時のソースターム評価を精度良く行なうためには、格納容器中でのエアロゾル挙動を評価する必要がある。そのため解析コードの開発を各国で行っているが、原研ではREMOVALコードを開発し、事故解析および実験解析に用いている。本報告は、REMOVALコードのモデルと概要を示したもので、西ドイツのKfKが中心となって企画中の原子炉のエアロゾル挙動に関する特別報告の一部とし各国で開発されたエアロゾル解析コードを比較するために用いられるものである。

氷粒ブラスト装置の試験研究, II

西本 亘*; 木室 晴視*; 石橋 征二郎*; 宮原 修二*; 山下 三郎*; 林 三雄*; 鈴木 洋二*; 広瀬 康雄*

PNC TJ118 85-06VOL1, 21 Pages, 1985/04

PNC-TJ118-85-06VOL1.pdf:1.04MB

大洗工学センター固体廃棄物前処理施設(WDF)内の除染セルに於いて,氷粒ブラスト装置を除染装置として使用する場合を考えて,装置化を目標とした試験研究を実施した。粒子の選定に関しては,製造法の異なる二種類の粒子についてブラスト試験を実施して比較した。結果は,両者に顕著な差はなく,氷の含有が多くなるほど,硬さの効果で煉瓦等の研削能力に優れ,ドライアイスの含有が多くなるほど,低温の効果で塗料等の剥離能力に優れていることが分かった。WDFに搬入されるルーズな付着の汚染物や塗装製品の汚染物に対し剥離効果が得られ,粒子製造装置としては,装置の小型化,自動操作化に適するプレミックス法を選定した。選定した粒子について,ブラスト性能に影響を及ぼすと考えられる因子をパラメータとし,模擬試験片への投射実験を実施して,研掃力限界および研掃効率の把握を行った。また,前年度の設計研究で提起された装置化上の諸問題点について,対策方法を実験あるいは調査検討により解決を行い,WDF向の氷粒ブラスト装置の基本設計を実施した。

ADSにおける鉛ビスマス中の核破砕生成物の物理化学形態に関する研究,1; 核破砕精製物量の評価

前川 藤夫; 松田 洋樹; 明午 伸一郎; 佐々 敏信; 宮原 信哉*; 有田 裕二*; 大平 直也*

no journal, , 

加速器駆動核変換システム(ADS)の標的兼冷却材である鉛ビスマス共晶合金(LBE)中の核破砕生成物の物理化学形態評価のため、J-PARCのADSターゲット試験施設(TEF-T)のLBEループについて、PHITSコードにより核破砕生成物量を評価した。