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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。
目黒 義弘; 富岡 修; 山口 大美; 高橋 邦明
Proceedings of International Symposium on EcoTopia Science 2007 (ISETS '07) (CD-ROM), p.1043 - 1046, 2007/11
低レベル放射性廃棄物の処分コストを下げるためには、廃棄物中の放射能濃度を下げる,廃棄物量を減らす,処分に影響する物質を取り除くなどの廃棄物処理技術が不可欠である。著者らはJAEAにおいて4つの廃棄物処理技術を開発している。それらは、超臨界二酸化炭素除染法,か焼法,化学還元脱硝法,水蒸気改質法である。これらの方法が廃棄物処理法として将来性のある方法であることを実証した。
Dung, L. T. K.*; 今井 智紀*; 富岡 修; 中島 幹雄; 高橋 邦明; 目黒 義弘
Analytical Sciences, 22(11), p.1425 - 1430, 2006/11
被引用回数：7 パーセンタイル：23.17(Chemistry, Analytical)抽出剤として硝酸とリン酸トリブチルの錯体を含む超臨界二酸化炭素を用いる超臨界流体抽出法(SFE)を数種のリン酸ウラニル化合物と模擬ウラン鉱物からのウランの抽出に適用した。静的抽出工程と動的抽出工程からなる抽出法を構築し、圧力,温度,抽出時間などの実験因子を最適化した。リン酸ウラニル及び模擬鉱石のどちらからも効果的にウランを抽出できることを見いだし、SFE法が鉱石中のウラン分析のための前処理法として有用であることを明らかにした。
目黒 義弘; 富岡 修; 高橋 邦明; 和田 隆太郎*; 山本 誠一*; 福里 隆一*
Proceedings of 8th International Symposium on Supercritical Fluids (ISSF 2006) (CD-ROM), 6 Pages, 2006/11
反応容器の大きさが約4000cm
の工学規模の超臨界二酸化炭素リーチング装置を作成した。この装置に、物質移動速度を促進するための、超音波振動,圧力変調,攪拌装置を設置した。ウラン酸化物を付着させた海砂,焼却灰,多孔質アルミナブロックを模擬試料として作成し、同装置を用いてこれら試料から硝酸-トリブチルリン酸錯体を反応剤として含む超臨界二酸化炭素中へのウランの分離を試みた。一回の分離試験に用いる反応剤の量を150g、錯形成工程の圧力を15MPa、温度を60
C、時間を15分とし、溶解操作の圧力を20MPa、温度を60C、使用CO
量を15kgとして、ウランの分離を行った結果、数回の分離操作によって海砂試料及びアルミナブロック試料から99%以上のウランを分離することができた。物質移動速度促進装置を作動させることによって、ウランの分離効率が向上することを確認した。これによって焼却灰試料からも99%以上のウランを分離できた。
礒野 高明; 濱田 一弥; 河野 勝己; 阿部 加奈子*; 布谷 嘉彦; 杉本 誠; 安藤 俊就*; 奥野 清; 坊野 敬昭*; 富岡 章*; et al.
低温工学, 39(3), p.122 - 129, 2004/03
高温超伝導体(HTS)を核融合用電流リードに応用する開発を行ってきた結果、ITERに必要な60kA級への大電流化と性能試験に成功した。本開発研究では、従来の銅を用いた電流リードの性能と比較して、4Kへの熱侵入量を1/10、冷凍機消費電力を1/3となることを開発目標とした。これらの目標を達成するための課題として、HTSシース材の選択,銅部の最適化,接続部発熱の軽減,HTSとステンレス鋼間の熱接触の改善を行った。開発した電流リードは60kA通電と開発目標を達成した。このHTS電流リードはITERに適用でき、冷凍機電力の低減が期待できる。
礒野 高明; 河野 勝己; 濱田 一弥; 松井 邦浩; 布谷 嘉彦; 原 英治*; 加藤 崇; 安藤 俊就*; 奥野 清; 坊野 敬昭*; et al.
Physica C, 392-396(Part2), p.1219 - 1224, 2003/10
核融合応用を目的として、4.2Kへの熱浸入の少ない60kA高温超伝導(HTS)電流リードの開発及び試験を行った。本HTS電流リードは、低熱浸入量だけではなく、事故時の安全性も考慮した設計となっている。HTS電流リードは、強制冷凍の銅リード部と伝導冷却のHTSリード部から構成される。HTSリード部は、288本の銀合金シース型Bi-2223テープをステンレスのチューブ上に円筒状に配置しており、自己磁場のテープに対して垂直な成分を減少させることにより、HTSの臨界電流の低下を抑える工夫を行っている。さらに銀合金として、熱伝導を減少させるため10%の金を含んだ銀を使用している。HTS部の直径は146mm,長さは300mmである。試験の結果、世界最高記録である60kA通電に成功した。この時の銅リード部の冷媒条件は入口温度20Kで冷媒流量3.2g/s,4.2Kへの熱浸入量は5.5Wであり、冷凍機電力としては従来の電流リードと比較して1/3まで減らすことができた。この結果により、核融合用大型HTS電流リードの技術が確立できた。
安藤 俊就; 礒野 高明; 濱田 一弥; 西島 元; 辻 博史; 富岡 章*; 坊野 敬昭*; 保川 幸雄*; 今野 雅行*; 上出 俊夫*
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 11(1), p.2535 - 2538, 2001/03
被引用回数：6 パーセンタイル：42.22(Engineering, Electrical & Electronic)ITERの建設に必要な60kAの電流リードを高温超伝導体を用いて設計した。また、その設計の正当性を実証するためのR&Dを行った。特に超伝導コイルのクエンチ時での電流リードの安全性について新しいアイデアを提出し、その検証した結果を紹介する。
礒野 高明; 濱田 一弥; 安藤 俊就; 辻 博史; 保川 幸雄*; 富岡 章*; 野澤 正信*; 今野 雅行*; 榊 喜善*
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 9(2), p.519 - 522, 1999/06
被引用回数：8 パーセンタイル：51.48(Engineering, Electrical & Electronic)高温超電導(HTS)電流リードをITERに応用するには、熱侵入量の低減だけではなく、フォルト時の安全性も重要である。Bi-2223(HTS)材の銀シーステープを使用し、10kA級の電流リードを開発し、14.5kAまで試験を行った。特徴として、HTS材の周囲に磁性体を配置することで、磁界による臨界電流値の低下を抑えた機構を採用している。実験結果として、低い熱侵入量、高い安全性や磁性体の効果が確認できた。
in La
Ba
CuO
with x=0.125毛利 信男*; 高井 満*; 富岡 明*; 小川 信二*; 上田 寛*; 高橋 博樹*; 片野 進
J. Supercond., 7(5), p.819 - 821, 1994/10
LaBaCuOの超電導は低温での正方晶構造の出現によって強く抑制される。この超電導と結晶構造の関連をより明確にするために、x=0.125の試料に圧力を印加し、超電導特性の変化を調べた。この結果、転移温度Tは0.5GPaまでほとんど一定であるが、この圧力以上では圧力とともに大きく増大し、1.5GPaでほぼ一定値になることがわかった。最近の中性子回折実験によれば、正方晶構造が0.6GPa付近で消失することが示されている。従ってここで得られた実験結果は、構造相転移が超電導と強い相関を持つことを明確に示している。
富岡 修; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 目黒 義弘; 高橋 邦明
no journal, ,
超臨界二酸化炭素(SF-CO)を分離媒体とする二次廃棄物発生量の少ない除染法を開発し、Pu汚染物の除染に適用する研究を進めているが、PuOは化学的に安定であるためPuをSF-COに溶解することは容易でない。そこで、SF-CO中に界面活性剤を用いて逆ミセルを形成し、その中に酸化剤や抽出剤を導入し、Puを抽出する手法を開発している。本研究では、SF-COを媒体とする抽出に先立ち、非極性有機溶媒を用いてPuOからのPuの抽出挙動を調べた。まず、PuOを酸化剤としてペルオキソ二硫酸イオンと銀イオンが存在するpH2の硫酸水溶液に溶解できた。次にこの水溶液から界面活性剤としてAOT、抽出剤としてCMPあるいはCMPOを含むイソオクタンへのPuの抽出挙動を調べた。50mMのAOT又は抽出剤を単独で溶解しているイソオクタン中にPuはほとんど抽出されなかった。AOTと抽出剤を協同して用いるとPuの抽出率は大きく向上し、50mM AOTと150mM CMPOの系では98%のPuを抽出できた。AOT逆ミセルと中性抽出剤との協同効果によって6価Puを抽出できることがわかった。
目黒 義弘; 富岡 修; Dung, L. T. K.*; 高橋 邦明
no journal, ,
天然の鉱石に含まれるウランの多くはリン酸の化合物である。鉱石中のウランを分析するためには、あらかじめウランを鉱石から分離回収する必要がある。そこで、本研究では、鉱石からのウランの簡易な分離法の開発を目指し、まず、種々のウラン-リン酸化合物からウランを超臨界二酸化炭素中に抽出する方法を開発した。
富岡 修; 下条 晃司郎; 長縄 弘親; 目黒 義弘; 高橋 邦明
no journal, ,
超臨界二酸化炭素(SF-CO)を分離媒体とする二次廃棄物発生量の少ない除染法を開発し、Pu汚染物の除染に適用する研究を進めているが、PuOは化学的に安定であるためPuをSF-COに溶解することは容易でない。そこで、SF-CO中に界面活性剤を用いて逆ミセルを形成し、その中に酸化剤や抽出剤を導入し、Puを抽出する手法を開発している。本研究では、SF-COを媒体とする抽出に先立ち、非極性有機溶媒を用いてPuOからのPuの抽出挙動を調べた。まず、PuOを酸化剤としてペルオキソ二硫酸イオンと銀イオンが存在するpH2の硫酸水溶液に溶解できた。次にこの水溶液から界面活性剤としてAOT, 抽出剤としてCMPあるいはCMPOを含むイソオクタンへのPuの抽出挙動を調べた。50mMのAOT又は抽出剤を単独で溶解しているイソオクタン中にPuはほとんど抽出されなかった。AOTと抽出剤を協同して用いるとPuの抽出率は大きく向上し、50mM AOTと150mM CMPOの系では98%のPuを抽出できた。AOT逆ミセルと中性抽出剤との協同効果によって6価Puを抽出できることがわかった。
目黒 義弘; 富岡 修; Dung, L. T. K.*; 高橋 邦明
no journal, ,
天然の鉱石に含まれるウランの多くはリン酸化合物である。鉱石中のウランを分析するために、あらかじめウランを鉱石から分離回収する必要がある。そこで、本研究では鉱石からウランを簡易に分離するための方法の開発を目指し、まず、種々のウラン-リン酸化合物中ウランの超臨界二酸化炭素中への溶解挙動を調べた。
富岡 修; 門脇 春彦; 目黒 義弘; 高橋 邦明; 加藤 篤*
no journal, ,
低レベル放射性廃液は中和処理や濃縮などの工程を経て高濃度の硝酸ナトリウム溶液となっている。これら廃液の処分後の安全評価等を考慮すると、処分体中に硝酸体窒素が含まれないようにあらかじめ廃液中の硝酸イオンを除去する技術の開発が望まれる。そこでPdとCuをゼオライトに担持した金属触媒とヒドラジンを還元剤として用い、5M硝酸ナトリウム溶液中の硝酸イオンを化学的に窒素ガスに分解する方法を検討した。加温した硝酸ナトリウム溶液とヒドラジンの混合溶液を触媒と接触させる方法において、硝酸イオンの分解効率に及ぼす触媒と還元剤の量の影響を調べた。ヒドラジン量を増すとともに硝酸イオンの残存量が低下し、[N
H]/[NO
]が1.65以上でほぼ99%の硝酸イオンを分解できた。亜硝酸イオンはほとんど存在しなかった。[NH]/[NO]が小さいとき、触媒量の増加とともに脱硝効率が増加した。アンモニアへの転換率は触媒量の増加とともにわずかに減少した。この結果から触媒や還元剤の種類のみならず、操作方法によっても副生成物の発生量を抑制できる可能性を見いだした。
門脇 春彦; 加藤 篤; 富岡 修; 目黒 義弘; 高橋 邦明
no journal, ,
高濃度硝酸ナトリウム水溶液中の硝酸イオンを、液体還元剤を用いて分解するためのPd-Cu触媒の開発を行った。還元剤としてヒドラジンを用いた場合、Pd-Cu/C触媒は硝酸イオンの分解に対し活性を示した。触媒中のPd-Cu比が1.0:0.83の触媒が硝酸イオン及び反応中間体の亜硝酸イオンの還元分解に最適となること、及び、触媒中の担体割合の増加が活性を増加させることを明らかにした。
目黒 義弘; 門脇 春彦; 加藤 篤; 富岡 修; 高橋 邦明
no journal, ,
パラジウムと銅を担持させた種々の触媒を作製し、これらと還元剤としてヒドラジンを用いて高濃度の硝酸ナトリウム溶液中の硝酸イオンを分解した。分解効率や硝酸イオンの還元生成物の生成選択性に及ぼす触媒の影響を検討した。
門脇 春彦; 加藤 篤; 富岡 修; 榊原 哲朗; 山口 大美; 目黒 義弘; 高橋 邦明
no journal, ,
フロー方式による化学的還元分解法によって、高濃度の硝酸ナトリウム溶液中の硝酸イオンを分解した。触媒としてパラジウム-銅担持活性炭,還元剤としてヒドラジンを用いた。フロー方式においても、高効率で硝酸イオンを分解できることを確かめた。分解効率に及ぼす、触媒量,流速,カラム長等の実験因子の影響を調べた。
富岡 修; 目黒 義弘; 高橋 邦明
no journal, ,
超臨界二酸化炭素(SF-CO)を分離媒体とする二次廃棄物発生量の少ない除染法を開発し、Pu汚染物の除染に適用する研究を進めているが、PuOは化学的に安定であるためPuをSF-COに溶解することは容易でない。そこで、SF-CO中に界面活性剤を用いて逆ミセルを形成し、その中に酸化剤や還元剤,抽出剤を導入し、Puを抽出する手法を開発している。本研究では、SF-COの代替としてイソオクタンを、PuOの代替物としてCeOを用いて、イソオクタンに界面活性剤AOTを加え、硝酸及び還元剤として過酸化水素を内包させた逆ミセルを形成させ、その溶液中へのCeOの溶解率を調べた。試験温度293KではCeOはほとんど溶解しなかったが、温度を上げるにつれて溶解速度が上昇し、333Kでは2時間で99%以上が溶解した。また、逆ミセル中にHOのみ、もしくはHNOのみを含有させた場合には、CeOは全く溶解しなかった。このことから逆ミセルの内核水相内でのCeOの溶解は、まずHOがCeO表面の4価Ceを還元して3価とし、次にその3価CeをHNOが溶解するという素反応から成り立つと考えられる。
門脇 春彦; 加藤 篤; 富岡 修; 目黒 義弘; 高橋 邦明
no journal, ,
液体還元剤のヒドラジン及びPd-Cu担持触媒を用いる硝酸ナトリウム水溶液中の硝酸イオンの分解反応において、触媒活性に与えるPd-Cu組成比及び担体材料の影響を調べた。無電解析出法により作製した触媒金属のPd-Cuは合金状態となり、また、その表面組成は担体材料の影響を強く受けることがわかった。Pd-Cu担持炭素粉末触媒による硝酸イオンの分解反応において、硝酸イオン及び中間生成物である亜硝酸イオンの分解に対して活性が最大となるPd-Cu比を明らかにした。また、触媒活性が担体材料によって変化することを見いだした。
富岡 修; 目黒 義弘; 高橋 邦明
no journal, ,
超臨界二酸化炭素(SF-CO)を分離媒体とする二次廃棄物発生量の少ない除染法を開発し、Pu汚染物の除染に適用する研究を進めているが、PuOは化学的に安定であるためPuをSF-COに溶解することは容易でない。そこで、SF-CO中に界面活性剤を用いて逆ミセルを形成し、その中に酸化剤や還元剤,抽出剤を導入し、Puを抽出する手法を開発している。本研究では、SF-COの代替としてイソオクタンを、PuOの代替物としてCeOを用いて、イソオクタンに界面活性剤AOTを加え、硝酸及び還元剤として過酸化水素を内包させた逆ミセルを形成させ、その溶液中へのCeOの溶解率を調べた。試験温度293KではCeOはほとんど溶解しなかったが、温度を上げるにつれて溶解速度が上昇し、333Kでは2時間で99%以上が溶解した。また、逆ミセル中にHOのみ、もしくはHNOのみを含有させた場合には、CeOは全く溶解しなかった。このことから逆ミセルの内核水相内でのCeOの溶解は、まずHOがCeO表面の4価Ceを還元して3価とし、次にその3価CeをHNOが溶解するという素反応から成り立つと考えられる。
