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鈴木 正昭*; 関口 秀俊*; 赤塚 洋*; 後藤 孝宣*; 大杉 武史*; 小林 洋昭; 中澤 修
JNC TY8400 2002-016, 158 Pages, 2002/03
JNC-TY8400-2002-016.pdf:15.93MB
酸素プラズマによる塩廃棄物を直接ガラス固化するプロセスを提案し、その可能性を調べることを目的に実験を行った。新しく作成した実験装置は電気炉部分とプラズマ生成部分からなる。ルツボ中で塩化物とガラスの混合物を電気炉で溶融後、そのまま酸素プラズマが照射される。光学的測定では、我々の開発したマイクロ波放電装置による大気圧酸素プラズマの特性が測定され、電子密度は10/
-3程度と極めて低いが、酸素原子密度は10/
18cm/-3と極めて高く、酸素原子ラジカル源として優れていることがわかった。固化体製造・評価実験においては、金属元素がガラス内に固化できることを確認し、酸素プラズマの照射による影響、すなわち多量の酸素溶解が何らかの作用で塩素の減少、ガラス中の金属元素の閉じこめに影響をもたらすことがわかった。また、酸素分子が物理的に溶解・拡散するモデルにより溶解量を推算し、溶融ガラスへの多量な酸素の溶解は酸素分子の物理的な溶解および拡散のモデルでは説明できず、プラズマ中の酸素が酸素ラジカルの形態で溶融ガラスへ溶解したためであると結論した。本研究により、塩廃棄物の直接ガラス固化プロセスについての基礎データが得られ、工学規模での実証に対する課題が抽出されるなど、プロセス評価上重要な知見が得られた。
飯田 義正; 伊藤 洋昭; 笹尾 英嗣; 鶴田 忠彦; 永島 礼二; 三谷 稔; 小林 孝男
JNC TN7410 2001-007, 330 Pages, 2001/03
JNC-TN7410-2001-007.pdf:30.03MB
1998(平成10)年10月、動燃事業団からサイクル機構への改組に伴い、海外ウラン探鉱の業務は整理事業となり、2002(平成14)年9月30日までに、その業務を終了することとなった。本書は動燃事業団のウラン探鉱活動によって得られた成果の集大成として作成したものである。現在、低迷するウラン市況を反映して、ウラン探鉱を専門とする技術者は、我が国にはほとんど残されていない。しかし、2010年代以降には、各種調査の必要性が再認識されると予想される。本書は、10
20年後にウラン探鉱を始めるであろう技術者に役に立つタイムカプセルとなることを意図して編集したものである。ウラン資源探査とそれに関係する諸情勢は、30年程の短い期間に大きく変化してきた。このため、例えば20年前あるいは10年前に書かれたウラン資源探査に関する知識や見解は、現在では故事となっている場合が少なくない。ある時代には重要であった技術も、現在では利用されなくなっていることも多い。本書の作成にあたっては、今後20年間は利用価値を見失わないことを最終目標に、可能な限り最新の情報を収録した。また、なるべく歴史的な概念と今後の見通しが得られるような内容とすることに努めた。第II章では、ウラン資源探査に関連する情報及びその歴史や特性について、様々な角度から概観する。第IIIでは、今後とも探査対象として重要と考えられる地域について、それぞれの地域ごとに異なる地質や鉱床の特質及びこれらが反映された各地域特有のウラン探査手法に概要を取りまとめた。なお、他社との共同調査及び移転、売却したプロジェクトのデータ等についてはそれぞれの契約書の規定や守秘義務等から掲載することができないため、本章の内容は既に公表されている文献や資料に基づいている。第IVでは、カナダとオーストラリアを対象として、探査に係わる政策・法規あるいは探査を行う上での実務的な内容を取りまとめた。最後に付録として、動燃事業団として行ってきた海外(調査)探鉱活動の位置づけ、変遷、年表、並びに関係文献リストを付した。本書は、動燃事業団の海外探鉱活動の記録として最終のものとなる。
中澤 修; 小林 洋昭; Kusumo, S.*
高温学会誌, 28(3), p.122 - 126, 2001/00
金属塩化物を含むガラス融液に酸素プラズマを照射する実験を行った。固化ガラスの塩素を分析した結果、塩素の減少が観測され、ガラスの組成には影響されないことが分かった。また、プラズマ照射による重量増加が観測され、酸素がガラズ中に溶解することが分かった。酸素分子が溶融ガラスに溶解する通常のモデルと比較すると2桁程度大きい溶解度を示しており、プラズマ照射による酸素の溶解は異なる機構であることが判明した。
河村 和廣; 小林 洋昭; 菅生 徹*; 川又 宏之*; 須藤 収
JNC TN8410 98-008, 43 Pages, 1998/11
環境保全・研究開発センター環境保全部技術開発グループでは、これまでに高レベル放射性廃棄物のガラス固化処理用ガラス溶融炉の開発を進める上でコンピューターシミュレーションを利用した炉内状態の推定を行うために、ガラス溶融炉3次元熱流動解析コード「FLOWMEL」を開発した。これを用いて実炉への適用を目指し、ガラス固化技術開発施設溶融炉(TVF炉)のコールド試験データをもとにコードの検証評価として熱流動解析を行った。一定条件の解析に加え、モックアップ3号溶融炉の解析において精度向上が認められたパラメータフィッティング手法を参考にして、体膨張係数を変更した解析を行った結果、実測値に近い温度分布が得られた。しかし、解析値が定常状態に至っていない様子が伺われ、体膨張係数以外の条件について、パラメータフィッティング等の検討が今後必要である。
正木 敏夫; 児島 慶造; 小林 洋昭; 河村 和廣; 五十嵐 寛
動燃技報, (105), p.47 - 55, 1998/03
東海事業所のガラス固化技術開発施設で運転されるガラス溶融炉は、運転に伴い材料が侵食されるため定期的に交換する必要がある。交換後は解体処理されるが、その多くが高レベル固体廃棄物となる。ガラス溶融炉の高度化技術開発の観点から、次世代のガラス溶融炉は寿命に達した後の二次廃棄物量が少なく、廃棄物中に含まれる白金族元素に対し構造的により安定な運転が可能であることが望まれる。このような必要性から円筒電極直接通電型溶融炉(JCEM)の開発を進めている。本報では、JCEMの開発経過として、小型試験装置での処理能力および白金族元素の影響評価ならびに工学試験装置の処理能力の評価試験について述べる。
河村 和廣; 山名 智; 小林 洋昭; 米谷 雅之
PNC TN8440 98-006, 184 Pages, 1998/02
本報告書は、環境技術開発部環境技術第一開発室において平成9年度に実施された主な技術開発や試験成果についてまとめると共に、平成10年度以降実施すべき主な技術開発や試験計画についてとりまとめたものである。 (1)溶融技術高度化試験 (2)高温溶融処理技術開発 (3)高レベル廃棄物高減容処理技術開発 (4)廃棄体材料研究
河村 和廣; 宮本 陽一; 米谷 雅之; 小林 洋昭; 五十嵐 寛
PNC TN8440 98-005, 188 Pages, 1998/02
本報告書は、環境技術開発部環境技術第一開発室において平成8年度に実施された主な技術開発や試験結果についてまとめたものである。 (1)溶融技術高度化試験 (2)雑固体廃棄物処理高度化技術開発 (3)高レベル廃棄物高減容処理技術開発 (4)廃棄物品質評価・保証技術開発
児島 慶造; 後藤 博幸; 福田 好博*; 三林 健次郎*; 正木 敏夫; 小林 洋昭; 浅野 博之*
PNC TN8410 98-041, 185 Pages, 1998/02
高性能溶融炉の一環として、1996年6月から7月にかけて円筒電極直接通電型溶融炉工学試験装置(JCEM工学試験装置)の第9回試験(JCEM-E9試験)を実施した。本試験では、白金族元素を含む模擬廃液(高模擬度廃液)を用い、JCEM工学試験装置における白金族元素が運転に及ぼす影響について評価を行った。その他、電極侵食量、固化ガラスの品質等、基本的な運転特性についても併せて評価を行った。JCEM工学試験装置は主要炉体を金属製電極および耐火レンガで構成したジュール加熱型溶融炉であり、溶融ガラス中に挿入した内部電極と外部電極間で通電してガラスを加熱するものである。外部電極は補助加熱炉の発熱体により加熱することが可能である。補助加熱炉は主に断熱材で構成され、金属製のケーシングで覆ったものである。本装置の溶融表面積は0.35㎡で、TVF溶融炉0.66㎡の約2分の1の規模である。本試験では、合計で13バッチのガラス製造運転を行い、3663㎏のガラスを製造した。試験の結果、JCEM工学試験装置の高模擬度廃液での処理能力は、ガラス製造速度で4.205.60㎏/hにあると判断され、低模擬度廃液を用いたJCEM-E8試験での結果よりも20%以上低い値であることが確認された。これは、溶融ガラス中の白金族元素の濃度分布の差による電流の集中が主な原因と考えられた。白金族元素の抜き出し性については、バッチごとの収支、およびドレンアウト後の炉内残留ガラスの観察より判断して良好な結果を得た。製造されたガラスの品質についてもTVF標準ガラスと比較しても有意な差はみられなかった。
石田 登; 河村 和廣; 黒澤 英任*; 小林 洋昭; 下田 良幸*
PNC TN8410 98-037, 38 Pages, 1998/02
高レベル廃液のガラス固化技術開発施設(TVF)における主要機器であるガラス溶融炉は、高温で運転するため、溶融ガラスとの接触により耐火物および電極に侵食が生じる。そのため、十分な侵食代を有した設計がなされているとともに、寿命となった溶融炉は交換可能な構造となっている。使用済みのガラス溶融炉は大型の高放射性廃棄物となることから、遠隔操作により溶融炉を解体し、合理的な廃棄物の貯蔵・管理を行う必要がある。環境技術開発部 環境技術第一開発室ではモックアップ試験炉の解体試験等を通じて溶融炉の遠隔解体技術開発を進めてきた。本書では、モックアップ2号炉の解体試験結果をもとに、炉形状の相違を換算した上でTVFの使用済みガラス溶融炉の解体を想定し、解体手順をとりまとめたものである。
河村 和廣; 正木 敏夫; 川又 宏之*; 小林 洋昭; 菅生 徹*; 四倉 浩司*
PNC TN8410 98-034, 110 Pages, 1998/02
アスファルトの固化施設火災・爆発事故の早期の原因究明のため、「アスファルトの固化施設火災・爆発事故原因究明・再発防止対策班」(以下、原因究明班)より、アスファルトの固化体の熱流動解析、アスファルト充填室の空気流動解析およびエクストゥルーダの熱伝導解析について、環境技術開発部 環境技術第一開発室(HTS)に依頼があり、それぞれの解析を実施した。それぞれの解析には、原因究明班より提供、もしくは指示された物性値等の入力データを用いた。本報告書は、主に上記の解析結果について、とりまとめたものである。
河村 和廣; 谷川 克也; 篠崎 貢*; 小林 洋昭
PNC TN8410 98-032, 120 Pages, 1998/02
コールドクルーシブル誘導溶解法(以下CCIM)の放射性廃棄物処理への適用の一環として、溶融性能向上を目指し、スリット数16を有するステンレス(以下SUS)製クルーシブルによるガラス溶融試験を実施した。模擬廃棄物ガラスとして、P0935、PF-N10ガラス(動燃ガラスコード)を用いた。P0935ガラス溶融試験では、SUS製クルーシブルを用いた場合、陽極電力が7.931.8kW,表面温度は7931508
Cであり、インコネル製クルーシブル(陽極電力16.722.0kW、表面温度11701291C)に対し、溶融運転可能な範囲が拡大した。また熱収支は、陽極電力22kWで比較すると、SUS製クルーシブルでのガラスの発熱割合は陽極電力に対し21.9%であり、インコネル製クルーシブル17.9%に対し、陽極電力に対する発熱割合は1.2倍となった。PF-N10ガラス溶融試験では、インコネル製クルーシブルで溶融が継続できなかったのに対し、SUS製クルーシプルの場合は溶融が可能であった。SUS製クルーシブルでは陽極電力が35.550.0kW、到達温度は13521483Cであった。また熱バランスは、陽極電力が35.550.0kWの範囲では陽極電力に対するガラスの発熱割合は13.316.4%であった。さらに、SUS製クルーシブルを用いたPF-N10ガラスを対象とした溶融試験において、熱流動解析検証用データ取得のため、内部温度・表面流動を調査した。径方向の内部温度は表面温度と同じ分布傾向であり、中止から25mm位置より外側に温度ピークが存在し、表面と内部の温度差は11122Cであった。また観察された表面流動はすべて中心方向へ向いており、中心から21mm位置で流速は1.01.6mm/秒であった。
宮本 陽一; 下田 良幸*; 小林 洋昭; 小林 博美*
PNC TN8410 97-325, 43 Pages, 1997/10
ガラス固化プロセスにおける主要機器であるガラス溶接炉は、高温で運転するため、溶融ガラスとの接触により耐火物おより電極部に侵食が生じる。溶融炉は、接ガラス材として十分な侵食代を有する設計がなされているが、二次廃棄物の低減の面から溶融炉の寿命を合理的に判断する必要がある。本報では東海事業所ガラス固化技術開発施設(TVF)に設置されている溶融炉内部の外観観察と侵食量測定をするための、炉内検査装置および簡易、軽量な炉内観察装置の機器仕様についてまとめた。
谷川 克也; 宮本 陽一; 河村 和廣; 小林 洋昭; 河口 一郎*; 篠崎 貢*
PNC TN8100 97-003, 179 Pages, 1997/10
国際科学技術センター(ISTC)の政府支援プロジェクト「高レベル放射性金属廃棄物誘導スラグ溶融プロセスの開発」(Project No.143-94)と「コールドクルーシブル誘導溶解炉による高レベル廃液の固化プロセスMP開発」(Project No.376-96)に関する1996年度分の研究報告会が1997年9月16日から17日までの2日間、東海事業所において開催された。本プロジェクトは国際的なロシア支援活動の一環として実施され、ISTCとロシア無機材料研究所(VNIINM)の間でProject No.143-94は1994年10月から1997年9月まで、Project No.376-96は1996年6月から1999年5月までの3年間の契約が締結されている。VNIINM側からCCIMを用いた高レベル廃液を擬似岩石(シンロック)への固化技術の開発状況、モックアップ装置ISMW-CC-2の報告、およびProject No.143-94の継続である「高レベル放射性金属廃棄物誘導スラグ溶融のプロセスと装置の開発」について説明があった。
吉田 勝; 五十嵐 寛; 菅生 徹*; 四倉 浩司*; 小林 洋昭; 宮本 陽一; 川又 宏之*
PNC TN8410 97-290, 58 Pages, 1997/09
ガラス溶融炉熱流動解析コード「FLOWMEL」を用いて、モックアップ3号メルタを対象にLFCMタイプのガラス溶融炉の解析を行った。今回はコードの実運用を念頭に、体膨張係数をパラメータとした対流抑制モデルの検討、計算メッシュの一部見直し、初期条件の一次検討などを行い、現時点での雛形モデルを策定した。その結果、従来報告にあるように対流を抑制して計算すれば炉内最高温度はある程度推算できる目処を得た。しかし、炉材温度等の精度を向上させるには、今度さらに計算メッシュや初期条件の見直しが必要と考えられる。また本格的な運用を行うにはプレナム部や、主電極冷却部のモデル化を考慮してゆく必要がある。
小林 洋昭; 宮本 陽一
動燃技報, (103), p.47 - 53, 1997/09
高レベル放射性廃液のガラス固化を行う溶融炉の健全性を確認するため、「外観観察」および「侵食量測定」の機能を有する炉内検査試験装置を開発した。装置の設計・製作に際しては、既存技術の中からそれぞれの機能に対する技術検討を行い、「外観観察」については、ファイバースコープ方式を、また、「侵食量測定」については、レーザ光による三角測量方式を選定した。模擬廃液を用いたガラス固化試験に使用した工学規模溶融炉等での性能評価試験を実施し、所定の炉内検査性能を有することを確認した。
宮本 陽一; 小林 洋昭; 石田 登*; 下田 良幸*; 黒沢 英任*
PNC TN8410 97-277, 67 Pages, 1997/08
高レベル廃液のガラス固化プロセスにおける主要機器であるガラス溶融炉は、高温で運転するため、溶融ガラスとの接触により耐火物および電極に侵食が生じる。そのため、十分な腐食代を有した設計がなされているとともに寿命となった溶融炉は交換可能な構造となっている。使用済みの溶融炉は大型の高放射性廃棄物となることから、遠隔操作により溶融炉を解体し、合理的な廃棄物の貯蔵・管理を行う必要がある。環境技術開発部環境技術第一開発室ではモックアップ試験炉の解体試験等を通じて溶融炉の遠隔解体技術開発を進めてきた。本書では、動力炉・核燃料開発事業団東海事業所ガラス固化技術開発施設(TVF)の使用済みガラス溶融炉の解体を想定し、解体用機器の設計仕様について、工学試験溶融炉(モックアップ2号溶融炉)の遠隔解体試験等の成果をもとに取りまとめた。
谷川 克也; 小林 洋昭; 五十嵐 寛; 下田 良幸*; not registered; 宮本 陽一
PNC TN8510 96-001, 153 Pages, 1996/09
国際科学技術センター(ISTC)の政府支援プロジェクト「高レベル放射性金属廃棄物誘導溶融プロセスの開発」(ProjectN143-94)に関する1994年度分の研究報告会が1996年3月20日から21日までの2日間,東海事業所において開催された。本プロジェクトは国際的なロシア支援活動の一環として実施され,ISTCとロシア無機材料研究所(VNIINM)の間で1994年10月から1997年9月までの3年間の契約が締結されている。VNIINM側から金属廃棄物の処理技術動向,本プロジェクトに使用する小型モックアップ装置ISWN-CC-1についての報告があった。また,本プロジェクトの関連技術として,ロシア無機材料研究所におけるコールドクルーシブルを用いた高レベル廃液等の固化技術の紹介および精錬のための物理基礎データの提示があった。本報告は,上記会議において示された技術報告を取りまとめたものである。
五十嵐 寛; 小林 洋昭; 正木 敏夫; 野崎 昇一*; 河村 和廣; 米谷 雅之; 寺田 明彦
PNC TN8440 94-028, 173 Pages, 1994/06
本報告書は、環境技術開発部、環境技術第一開発室において平成5年度に実施された主な技術開発や試験成果についてまとめたものである。(1)溶融技術高度化試験・円筒電極直接通電型溶融炉(JCEM)技術開発として工学試験装置を用いた模擬高レベル廃液の供給試験を実施し、JCEMの通電特性、原料処理特性を把握した。・ガラス溶融炉設計手法の体系化及び運転支援のための溶融炉設計システムの概念検討を実施するとともに、システムの中核となる熱流動解析コードの検証を行った。・モックアップ2号溶融炉を用いた遠隔解体試験を実施した。・炉内検査試験装置の製作を完了し、基本性能評価試験を実施した。・コールドクルーシブル溶融技術の廃棄物処理への適用性を評価するため、金属やガラスを溶融する基礎試験を実施し、溶融特性を把握した。耐蝕性を考慮したインコネル690製の炉を製作した。・ガラス固化技術開発施設の運転保全、支援及び外部期間からの情報提供依頼に対して技術情報の円滑な利用を図るため、廃棄物研究開発データベースシステムの改良を行うとともにデータの入力を実施した。(2)高レベル廃棄物高減容処理技術開発・高レベル廃液中の沈澱物の諸物性を把握するための試験を実施した。・模擬廃液から電解法で白金族元素であるPdとRuを分離する試験を行い、定量的
大内 仁; 菖蒲 康夫; 寺田 明彦; 正木 敏夫; 小林 洋昭; 五十嵐 寛
PNC TN8410 94-219, 473 Pages, 1994/06
TVF溶融炉の運転支援およびガラス溶融炉の設計の効率化の観点から、「ガラス溶融炉3次元熱流動解析コード(FLOWMEL)」を開発し、タイムステップ、運動方程式計算時の収束判定値、圧力緩和計算時の収束判定値、運動方程式計算時の緩和係数、エネルギー方程式計算時の緩和係数が計算速度に及ぼす影響を評価した。また、浮力項寄与係数、対流項寄与係数が解析精度に及ぼす影響を調べた。その結果、計算時間を最も短くするための解析パラメータの組合せは、タイムステップを1秒、運動方程式計算時の収束判定値を5
10-5(m/s)、圧力緩和計算時の収束判定値を510-3(1/s)、運動方程式計算時の緩和係数を1.2、エネルギー方程式計算時の緩和係数を1.0と設定した場合であった。この組合せにより、解析時間は従来の1/10に短縮することができた。また、浮力項寄与係数を0.011.0の範囲で変化させた結果、溶融槽上部、炉底部とも最大約200Cの差が生じ、係数0.01の時に最も実測値に近づいた。対流項寄与係数を0.110の範囲で変化させた結果、溶融槽上部、炉底部とも最大約200度Cの差が生じ、係数0.1の時に最も実測値に近づいた。
小林 洋昭; 熊谷 幹郎*; 高畠 洋一*
GLOBAL '93, 0 Pages, 1993/09
乾式群分離あるいは乾式再処理において用いられる電解精製法には、主にLiClとKClの溶融塩が用いられるがこの中にFPが残留することになる。このFPを含む塩が廃棄物となる。この塩廃棄物を酸化物にしガラス固化する方法が考えられる。この方法を実現するためには塩化物を酸化物にする技術が必要となる。その技術としてH3BO3と反応させる方法について検討を行ったので、結果について報告する。
