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小林 秀和; 天本 一平; 横澤 拓磨; 山下 照雄; 永井 崇之; 北村 直登*; 武部 博倫*; 三田村 直樹*; 都築 達也*
Proceedings of 15th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2013) (CD-ROM), 6 Pages, 2013/09
福島第一原子力発電所での汚染水処理により生じたスラッジの廃棄体化候補技術として、鉄リン酸塩ガラス(IPG)媒体による固化法の適用性を検討している。本報では、スラッジに含まれる海水成分であるNaClのIPG媒体への充填挙動及びガラス物性を評価するため、100g規模の基礎試験を行った。試験の結果、IPG媒体に対してNa
O及びClを約19及び15mol%まで充填できた。NaCl成分の充填によりガラスの架橋構造の分断が生じることで、ガラス転移温度及び結晶化開始温度が低下する傾向が認められた。化学的耐久性については、FeO
濃度が高いIPG媒体を用いることでホウケイ酸塩系の高レベルガラスの1/10程度の浸出速度となることがわかった。
as the dominant sludge constituent generated from the treatment of water used for cooling the stricken power reactors天本 一平; 小林 秀和; 横澤 拓磨; 山下 照雄; 永井 崇之; 北村 直登*; 武部 博倫*; 三田村 直樹*; 都築 達也*
Proceedings of 15th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2013) (CD-ROM), 8 Pages, 2013/09
東日本大震災で被災した原子炉の冷却に使用している大量の水は、放射性物質で汚染しているため、汚染水の浄化方法や浄化によって発生した廃棄物の安定化法について、国内でさまざまな取り組みがなされている。ここでは、発生した廃棄物の中、BaSOを主成分とするスラッジを対象として、鉄リン酸ガラスを媒体として、スラッジの廃棄体化について検討を行っている。これまでの研究の結果、ストロンチウム核種を含有するBaSOスラッジの廃棄体化に鉄リン酸塩ガラスが十分に機能することが判明した。
山下 照雄; 米谷 雅之; 小圷 正之; 田辺 務; 宮本 泰明; 武田 誠一郎
サイクル機構技報, (16), 37- Pages, 2002/00
サイクル機構技報 第16号(平成14年9月発行予定)に、「技術報告」として「低レベル放射性廃棄物管理プログラム」及び環境保全対策に関する事項を報告する。
高橋 邦明; 武田 誠一郎; 山下 照雄; 米谷 雅之; 黒田 一彦
Spectrum2000, 0 Pages, 2000/00
サイクル機構の低レベル放射性廃棄物(運転中廃棄物、解体廃棄物)について、処理、貯蔵、処分方策の総合的な計画である低レベル放射性廃棄物管理プログラムの策定に関して、目的、策定の考え方、策定方法・手順、現在の進捗を報告する。
山下 照雄; 宮本 陽一; 河村 和廣
PNC TN8410 97-265, 65 Pages, 1997/07
使用済燃料の履歴データおよび高レベル廃液の工程管理データ等を基にORIGEN2コードを利用し、ガラス固化体中の核種インベントリを推定計算するコードを設計した。本報告は、プロトタイプとしてプログラムを作成した再処理工場高レベル放射性廃液貯槽の核種インベントリを計算する部分を中心にシステム内容をまとめたものである。本コードの目的は、高レベル廃液の段階でも分析が困難であり処分性能評価上重要な核種でもある。135Csや99Tcなどのガラス固化体中の含有量(インベントリ)を推定することである。本コードは、ORIGEN2コードにより再処理工場に受入れた使用済燃料の核種インベントリを計算し、次に廃液貯槽の分配/移送データ等の履歴を基に各貯槽のインベントリを計算する。そして次工程であるTVFの製造工程管理データ等を基に製造時のガラス固化体1体当たりのインベントリを計算し、以降、ガラス固化処理後の貯蔵、輸送、処分時等の経時変化をORIGEN2コードを利用して計算するものである。
米谷 雅之; 河村 和廣; 山下 照雄; 捧 賢一; 五十嵐 寛; 大内 仁
動燃技報, (98), p.85 - 90, 1996/06
高レベル廃棄物の減容化は、ガラス固化体の廃棄物含有率を制限している条件を取り除くことで可能となる。高レベル廃液中にMoを含んだまま、廃棄物含有率の高いガラス固化体を製作すると、ガラス固化体中で化学的耐久性の劣る相分離が生じる。廃棄物含有率の高いガラスを溶融・固化するとき、高レベル廃液に含まれる白金族元素であるPdとRuがガラス溶融炉底部に沈殿に溶融操作を妨害する。高レベル廃液中のCsとSrは主要な発熱元素であり、これらの元素を含んだ状態で廃棄物含有率が高くなると貯蔵時のガラス固化体の熱的安定性を保つことができなくなる。高レベル廃液中のMo、Pd・Ru、Cs、Srを分離・固化する基礎試験を実施し、高減容処理プロセスにより高レベル廃棄物を減容し得ることを示した。
山下 照雄
PNC TN8410 89-064, 90 Pages, 1989/11
ガラス固化技術開発施設(TVF)のガラス注入後の蓋溶接は、下向きノンフィラTIG自動溶接にて行うこととしている。この蓋溶接部は、溶接条件を管理することで、その健全性を担保することとしており、既にモックアップ試験設備において、TVF実機と同形式の溶接機にて溶接条件の設定,および蓋溶接部健全性確認試験を実施し、適性な溶接条件が確立されている。しかしながら、TVFにおいて安定な蓋溶接を実施するためには、溶接条件(定常時)の確立と合わせて、停電や溶接機のパワーケーブル断線等の非定常状態から、安全かつ安定に復帰する方法について検討を行っておく必要がある。本報告では、溶接機のパワーケーブル・信号ケーブルの断線、トーチ冷却水の停止・漏洩、Heシールドガスの停止・過流出、その他予想される非定常状態を模擬し、その時の溶接機の停止状態、および溶接停止部、ならびに再溶接部の検査結果を評価した。その結果、想定した非定常項目のうち半数以上が再溶接可能であり、その他再溶接が不可能なものについては、溶接装置にインタロック機能を追加することによって対応できることが明確になった。
稲田 栄一*; 大内 仁; 宮田 和俊*; 大内 優*; 薄井 和也*; 加川 昭夫; 山下 照雄; 水野 彰三*
PNC TN8410 88-045, 85 Pages, 1988/09
プルトニウム燃料製造施設で発生するプルトニウム廃棄物並びに再処理工場等から発生する低レベル廃棄物について昭和62年度の処理,処分技術開発に関する資料としてまとめ,社内の検討に供する。 プルトニウム燃料製造施設で発生するプルトニウム廃棄物を主対象に,TRU廃棄物の減容安定化,除染,区分管理並びに処分に関する技術開発を進め,減容安定化技術開発は焼却灰等をマイクロ波溶融法にて固化する際,ルツボ形状が固化体の密度に与える影響を評価した。 除染技術開発はバレル電解研摩除染試験を行い,除染の均一性及びバラツキ等を評価した。 区分管理技術開発は非破壊測定手法のパッシブガンマ法により,可燃性廃棄物の焼却前後における239Pu量の関係からパッシブガンマ法の妥当性を確認した。処分技術開発は実核種を用いて,浸出試験を行うための処分技術開発試験設備の製作,据付及び施設検査を行った。 又,人工バリアとして核種移行の遅延能力が大きい緩衝材中のTRU核種挙動試験として,TRU核種を用いて拡散試験等を実施した。 一方,今年度より再処理工場等から,発生する低レベル固体廃棄物並びに液体廃棄物の減容安定化に関する技術開発を開始し,低レベル廃棄物のうち,未処理のまま貯蔵管理されている廃シリカゲル,廃砂,焼却灰等の不燃性残渣の固化処理技術について,調査,検討並びに固化処理試験を行った。低レベル濃縮廃液の処理技術として,廃液中から放射性物質を分離除去し,残る硝酸塩分の廃液を非放射性として海洋放出する処理技術を選定し,模擬廃液によるコールド試験を行った。 又,低レベル濃縮廃液及び化学スラッジを遠心薄膜蒸発機及び横型パドル乾燥機により乾燥粉体化させる処理技術について模擬廃棄物によるコールド試験を行った。 更に,上記低レベル固体廃棄物並びに液体廃棄物の減容安定化技術の実証を目的として,低レベル廃棄物処理開発施設(LWTF)を考えており,今年度は基本設計2を行った。
大内 優*; 薄井 和也*; 加川 昭夫; 山下 照雄; 稲田 栄一*; 大内 仁; 鈴木 正啓*; 落合 健一*
PNC TN8410 88-044, 75 Pages, 1988/09
プルトニウム燃料製造施設で発生するプルトニウム廃棄物を主対象に,TRU廃棄物の減容の安定化,除染,区分管理並びに処分に関する技術開発を進めるために以下の各試験を実施した。減容安定化技術開発は塩化ビニール等の塩素を多量に含んだ難燃物の焼却試験,焼却灰等をマイクロ波溶融法にて固化する際の固化体の高密度化,均一化等を目指したマイクロ波溶融固化試験,金属廃棄物をスラグ溶融にて溶融した際のスラグ層への模擬汚染物質の除染性等に関する金属溶融固化試験を行った。除染技術開発は金属廃棄物の多量除染処理として電解研摩除染法の一つであるバレル電解研摩除染試験を行った。 区分管理技術開発はTRU廃棄物中のPu量測定として非破壊測定手法であるパッシブガンマ法及びパッシブ中性子法についてPu量の検出限界レベルの検討等を行った。 処分技術開発はマイクロ波溶融法で作製したコールド固化体の長期浸出試験等を行う一方,人工バリアとして核種移行に関する緩衝材中のTRU核種挙動試験を行った。
加藤 淳也; 宮内 厚志; 青嶋 厚; 塩月 正雄; 山下 照雄; 中島 正義; 守川 洋; 三浦 昭彦; 福井 寿樹*; 山崎 晶登*; et al.
no journal, ,
本技術開発の目的は、高レベル放射性廃液の処理処分コスト低減等を図るため、現行のガラス固化溶融炉を高度化し、溶融炉の長寿命化を実現することである。そのため溶融炉の寿命を決定している耐火材の侵食並びに電極消耗の2点に対して対策を講じた新たな長寿命ガラス固化溶融炉の技術開発を行う。耐火物侵食対策としては、溶融炉壁を冷却することによりスカル層(ガラス固体層又は低温高粘性流体層)を形成させ、ガラスによる侵食抑制を図る「長寿命炉壁構造」の開発を行う。電極消耗対策については、現在、炉に固定されている電極を消耗品として容易に交換できるようにするとともに、加熱領域の柔軟性等を有する「可換式電極構造」の開発を行う。また、本開発においては長期に安定な運転条件を把握するため、シミュレーション解析等を進めるとともに、各技術の検証のための小型試験装置の設計及び製作,コールド試験を行い、次世代ガラス固化溶融炉として実用化を図る。
山下 照雄; 三浦 昭彦; 加藤 淳也; 塩月 正雄; 大野 勇*; 福井 寿樹*; 山崎 晶登*; 松本 史朗*
no journal, ,
本技術開発の目的は、高レベル放射性廃液の処理処分コスト低減等を図るため、現行のガラス固化溶融炉を高度化し、溶融炉の長寿命化を実現することである。長寿命炉の要求機能に基づく候補炉形式を具体化するとともに、主要高度化技術であるスカル層形成機能及び可換式電極構造について、設計検討,基礎試験及び解析評価により成立性を評価し、開発目標である炉寿命20年間を達成できる溶融炉概念と各技術条件の見通しが得られた。これらの成果をもとに次年度以降、各要素技術評価試験,小型炉試験,シミュレーション解析評価を実施し、平成20年度までに長寿命炉の基本仕様を具体化し成立性を確認する。
三浦 昭彦; 中島 正義; 山下 照雄; 堺 公明; 塩月 正雄; 佐藤 暁拓*; 川原 仁志*
no journal, ,
ガラス固化溶融炉の運転支援や次世代溶融炉設計の支援を目的として、溶融炉内で生じる代表的な現象である伝熱,流動,電位,不溶解性粒子の挙動及びこれに伴う溶融ガラスの粘性・比抵抗の変化を連成させるとともに、ガラス原料の供給・流下に伴う液面の上下動などの物理挙動をモデル化したシミュレーションシステムを開発し、TVFの運転データとの比較により、有効性を確認した。
中島 正義; 三浦 昭彦; 山下 照雄; 堺 公明; 塩月 正雄; 川原 仁志*; 佐藤 暁拓*
no journal, ,
東海再処理施設で高レベル放射性廃液を固化処理しているガラス固化溶融炉の炉内状態及び運転挙動を把握するとともに、次世代炉の開発・設計を支援することを目的として解析シミュレーションシステムを開発した。本システムは電場,熱流動,粒子挙動を連成解析するもので、既存の熱流動解析ソフトをベースに電場解析機能及び粒子挙動解析機能を付加し、物性の温度等への依存性,溶融炉固有の熱バランスモデル等を取り入れてカスタマイズしたものである。本発表では、解析機能で用いた手法等について報告する。
大枝 幹拓; 中島 正義; 三浦 昭彦; 山下 照雄; 塩月 正雄
no journal, ,
長寿命ガラス固化溶融炉の炉形状の選定に資するため、溶融炉ガラスに含まれる不溶解性粒子の挙動と流下操作による抜き出し性能について、開発中のシミュレーションコードに粒子濃度等に伴うガラス粘性係数の変化を反映させる機能を付加し、解析的に比較評価を行った。
三浦 昭彦; 加藤 淳也; 山下 照雄; 塩月 正雄; 松本 史朗*
no journal, ,
高レベル放射性廃液のガラス固化溶融炉の長寿命化の検討のため、炉壁冷却による耐火材の侵食抑制の効果を確認のため、2種類の耐火物(K-3, CS-5)を対象として、温度と侵食速度との関係を評価した。この結果、侵食速度は温度に関しアレニウス型の傾向を示し、5か月に渡る長期の浸漬試験の結果、顕著な侵食が観察されなかったことから、炉壁冷却による長寿命化が得られる見通しが得られた。
加藤 淳也; 三浦 昭彦; 塩月 正雄; 山下 照雄
no journal, ,
高レベル放射性廃液のガラス固化溶融炉の長寿命化の検討のため、電極に使用する金属材料の静的な侵食試験を実施し、溶融ガラスに対する侵食速度を測定するとともに、SEM/EDXにより観察及び分析を行った。この結果、長寿命ガラス固化溶融炉用電極材料として、INCONEL600系ニッケル合金であるNCF690及びNi-Cr-Co系合金であるRS311は、緻密な酸化クロム層を形成しており耐侵食性に優れていることを確認した。
山下 照雄; 正木 敏夫; 塩月 正雄; 山崎 晶登*; 伊藤 俊行*; 大野 勇*; 松本 史朗*
no journal, ,
高レベル放射性廃液のガラス固化溶融炉の長寿命化を図る技術的方策を検討し、それらを具体化した候補炉形式の基本機能を解析等により比較評価することにより、主候補となる炉形式を絞り込んだ。
宮内 厚志; 守川 洋; 捧 賢一; 山下 照雄; 塩月 正雄
no journal, ,
溶融ガラス中に懸濁する粒子状物質の形態,形状及び粒度分布を評価するとともに、粒子状物質を含有する溶融ガラスを安定して流下するための炉底構造及び条件に関する基礎試験を実施し、溶融ガラスの温度と粘度の関係並びに高粘性ガラスに対する流下促進対策の見通しが得られた。
捧 賢一; 宮内 厚志; 守川 洋; 山下 照雄; 塩月 正雄
no journal, ,
長寿命ガラス固化溶融炉にて処理するガラスの特性範囲を把握するため、将来の核燃料サイクルを想定した使用済燃料(高燃焼度燃料,FBR燃料等)の再処理に伴い発生する高レベル廃液組成とその幅の推定に基づき、溶融炉の運転に最も重要な物性である粘性(流動性,流下性)及び比抵抗(加熱性)を測定した。将来の使用済燃料・再処理条件として8ケース(燃焼度28-153GWD/t,比出力10-60MW/t,現状の再処理工程-マイナーアクチニドを回収するFBR再処理工程、等の幅を考慮)を想定し、燃焼崩壊計算コードを用いてこれらを再処理することにより発生するHLW組成を設定した。このHLW組成をもとにガラス固化時に発熱量の制限まで廃棄物成分を含有させるという考え方で想定固化ガラス組成の範囲を求め、粘性・比抵抗に影響する白金族元素含有率の範囲の評価並びに物性値を取得した。粘性は、TRPの標準固化ガラス組成の0.5-1.8倍の範囲であった。比抵抗は、TRPの標準固化ガラス組成の0.5-1.5倍であった。
中島 正義; 大枝 幹拓; 山下 照雄; 塩月 正雄; 川原 仁志*; 佐藤 暁拓*
no journal, ,
長期的なガラス固化溶融炉の状態を解析的に評価することを目的として、ドレンアウト等で液面位置が大きく変化する場合の挙動とドレンアウト後のガラス残留状態の解析評価のため、VOF法による自由表面を持つ流れの解析機能をガラス固化溶融炉シミュレーションシステムに組み込み、有効性を確認した。
