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山口 大美
原子力・量子・核融合事典,3, p.160 - 161, 2014/12
「原子力・量子・核融合の事典」の刊行にあたり、第3分冊の第5章4節「ウラン濃縮」の中の第1項である「カスケード理論」を担当して執筆した。存在比からスタートして分離係数,カット,分離能力,分離作業量,カスケード,理想カスケード,方形カスケード,ステップカスケードといったカスケード理論を取り扱ううえで基礎となる概念を概説するとともに濃縮装置の特性とこれらのパラメータの関係を図解することでわかりやすく示した。特に理想カスケードについては、濃縮域及び回収域の所要段数の計算法にも言及した。また、カスケードの解説にあたっては、混合損失や分離ポテンシャル(価値関数)といった概念をもとにカスケード選定の考え方を示した。
放射能の測定と評価前川 立行*; 山口 大美
日本原子力学会和文論文誌, 8(3), p.264 - 278, 2009/09
クリアランスレベル測定など大量の測定対象物を前提とする場合、従来のサーベイメータに加え、より効率的かつ現実的な測定手法の実用化が切望されている。われわれのグループでは、線が空気を電離して生成する多数のイオンに着目し、測定対象物の周囲に発生したイオンを空気流で一括して輸送・収集・計測する電離イオン式計測法の実用化開発を進めてきた。この技術により、クリアランス測定をはじめとするさまざまな場面・種々の測定対象物に対して、効率的かつ高精度・高感度な放射能計測が可能となった。従来の線計測の常識とも言える密着・走査測定が、遠隔・一括測定へとパラダイムシフトし、測定作業の効率が著しく向上することが期待される。本稿ではあらためて、基本原理や技術の変遷,開発した装置と基本性能について総括して紹介するとともに、来るべきクリアランスの実務に供すべく、放射能評価に必要な手順と基本計算式、計算例などを例示した。
佐々木 紀樹; 曽根 智之; 小山 勇人; 山口 大美
Journal of Nuclear Science and Technology, 46(3), p.232 - 238, 2009/03
被引用回数：15 パーセンタイル：68.94(Nuclear Science & Technology)実証規模の水蒸気アシスト熱分解試験装置による日本原子力研究開発機構に保管されている有機ハロゲン廃棄物の模擬廃棄物及びウランで汚染された廃TBP/n-ドデカンの処理試験を実施した。水蒸気アシスト熱分解試験装置は、焼却によって多量の酸類を発生し焼却炉に大きな損傷を与える有機廃棄物を処理するために設計されており、ガス化装置内で熱分解と水蒸気改質により放射性核種との分離を行うガス化プロセスと腐食防止のために液中燃焼型の反応装置において加熱空気による酸化分解を行う分解プロセスから構成されている。廃棄物は、処理によって98%から99.4%の重量が減少し、酸類による問題は発生しなかった。ほぼすべてのウランがガス化装置内に保持され、2次廃棄物である廃水のウラン濃度は、中和処理のみで環境へ放出できる低い濃度であった。
榊原 哲朗; 青山 佳男; 山口 大美; 佐々木 尚*; 西川 雄*; 村田 実*; Park, J.*; 谷口 尚司*; 藤田 満*; 福田 友幸*; et al.
Proceedings of International Waste Management Symposium 2009 (WM '09) (CD-ROM), 15 Pages, 2009/03
放射性廃棄物の溶融減容処理において、廃棄物の詳細な分別が不要となる超高周波溶融炉による減容システムを開発した。るつぼ容量10リットルの小型試験装置と、容量30リットルの実証試験装置を用いて数10
100kHzの電磁誘導により金属とセラミックスを同時に誘導加熱し溶融固化体を作製した。作製した固化体の健全性を確認するとともに、計算シミュレーションにより算出した炉内の電磁場と流動状況と試験結果とを比較評価した。また、試験データ及び計算評価結果からるつぼ容量100リットルの実用規模設備の設計を実施した。
亀井 玄人; 本田 明; 三原 守弘; 小田 治恵; 村上 裕; 増田 賢太; 山口 耕平; 松田 節郎; 市毛 悟; 高橋 邦明; et al.
JAEA-Research 2008-082, 84 Pages, 2008/11
JAEA-Research-2008-082.pdf:2.52MBJAEA-Research-2008-082(errata).pdf:0.15MB
TRU廃棄物の地層処分研究開発については国の全体基本計画に基づき、併置処分の評価にかかわる信頼性向上,ジェネリックな評価基盤の拡充及び幅広い地質環境に柔軟に対応するための代替技術開発が進められている。JAEAにおいても処理,処分の両面で全体基本計画の中の分担課題に取り組んでいる。本年報は平成19年度のそれらの進捗を記すもので、具体的課題としては、(1)TRU廃棄物の処理・廃棄体化技術(廃棄物の開梱・分別へのか焼技術の適用性,廃棄体の品質保証・検認手法),(2)ニアフィールドの構造力学評価(構造力学評価モデルの開発・整備,岩盤クリープモデルの導入,岩盤及び人工バリア変形の連成解析),(3)性能評価(核種移行データ取得・整備,セメント変質,高アルカリ性環境における緩衝材及び岩盤の長期化学挙動,硝酸塩影響)及び(4)代替技術(硝酸塩分解技術)である。
曽根 智之; 佐々木 紀樹; 宮本 泰明; 山口 大美; 井上 陽佳*; 木原 勉*; 武井 義久*; 竪川 孝生*; 深谷 正明*; 入矢 桂史郎*; et al.
JAEA-Technology 2008-032, 25 Pages, 2008/03
JAEA-Technology-2008-032.pdf:5.54MB
改質硫黄はセメントに比べて遮水性,耐酸性等に優れた性能を有しており、これを用いて作製した固化体には、セメント固化体に比べて高い耐浸出性が期待できる。本試験では、放射性鉛廃棄物及び低レベル放射性廃液の模擬試料を対象に作製した改質硫黄固化体を用いて一軸圧縮強度試験及び浸出試験を実施し、それぞれの廃棄物に対する改質硫黄固化法の適用性を検討した。今回の試験で得られた結果から、金属鉛を対象に作製した改質硫黄固化体の耐浸出性は、セメント固化体を大きく上回ることが明らかとなり、改質硫黄固化法は金属鉛廃棄に対してセメント固化法に代わる有効な処理法となる可能性を有することが確認された。一方、酸化鉛及び模擬低レベル放射性廃液を対象に作製した改質硫黄固化体の耐浸出性は、セメント固化体と同程度もしくはそれ以下であり、改質硫黄固化法はセメント固化法に代わる処理法としては期待できないことがわかった。
曽根 智之; 野中 一晴; 佐々木 紀樹; 山口 大美
JAEA-Technology 2008-006, 23 Pages, 2008/03
JAEA-Technology-2008-006.pdf:3.54MB
水蒸気改質処理法は、有機廃棄物を過熱水蒸気で分解・ガス化させ、ウラン等の非揮発性の放射性核種を有機物と分離したのち、ガス化した有機物を高温空気で酸化分解する処理法である。本試験ではウランを含有するTBP/n-ドデカン廃溶媒(以下、TBP廃溶媒とする)を対象とした処理試験を実施し、装置内機器へのウラン移行率の評価,処理性能の確認及びTBP廃溶媒に対する減容効果について評価した。試験の結果、次の成果が得られた。(1)ガス化プロセスにおいて有機物とウランを効果的に分離できることが確認された。(2)本処理で発生する放射性二次廃棄物は、ガス化プロセスに残留した固体廃棄物のみである。(3)ガス化プロセスよりも後段にウランがほとんど移行しないことから、これよりも後段の装置のメンテナンス作業を簡素化できる。(4)ガス化プロセスにおけるTBP廃溶媒のガス化率は99%以上であり、残留した固体廃棄物は極わずかであることが確認された。(5)水蒸気改質処理法によるTBP廃溶媒の減容効果は熱分解処理法の30倍と試算され、水蒸気改質処理法がTBP廃溶媒に対して減容効果の高い有効な処理法であることが示された。
岡沼 浩司; 佐々木 紀樹; 山口 大美
JAEA-Research 2007-090, 46 Pages, 2008/02
JAEA-Research-2007-090.pdf:2.57MB
日本原子力研究開発機構が所有するさまざまな廃棄物の中には、焼却処理が困難な有機系廃棄物(リン酸トリブチル廃溶媒,フッ素油を含む廃油等)が存在する。環境技術管理部では、これらの有機系廃棄物を分解,無機化し、適切な廃棄物処分につなげるための処理技術の一つとして、水蒸気改質処理法の技術開発を行ってきている。本報では、水蒸気改質処理装置の運転条件による試料処理の可否及び装置挙動の予測、また、試料処理運転条件の効果的,効率的改善に資することを目的として、水蒸気改質処理装置のガス化装置の熱計算モデルを作成した。さらに、その熱計算モデルを使用し、試料供給あり(30wt%TBP/ドデカン)の場合と試料供給なしの場合で熱計算を実施、その熱計算結果と試験実測値(平成18年度後半実施)の温度を比較することにより、その熱計算モデルの妥当性を検証した。その結果、試料供給なしの場合については、熱計算結果と試験実測値の温度が比較的一致し、今回作成したガス化装置の熱計算モデルは、ガス加熱の観点からは、比較的、現実のものに近い形でモデル化されていることが確認された。一方で、試料供給ありの場合については、熱計算結果と試験実測値の温度の間に、試料供給なしの場合と比較して大きな隔たりが確認され、試料のガス化装置内での物理的及び化学的変化等におけるモデル化については、さらなる検討が必要なことがわかった。
曽根 智之; 野中 一晴; 佐々木 紀樹; 山口 大美
JAEA-Technology 2007-063, 42 Pages, 2008/01
JAEA-Technology-2007-063.pdf:2.17MB
二次廃棄物が多量に発生する等の理由により焼却処理が適さない有機系廃棄物(リン酸トリブチル廃溶媒,フッ素油を含む廃油等)の処理技術として、水蒸気改質処理法の開発を実施している。本試験では、模擬廃溶媒(TBP/n-ドデカン混合物)及び模擬廃油(フッ素油/鉱物油混合物)に対する実証規模水蒸気改質処理試験装置の処理性能の確認及び運転条件の最適化等を行った。試験の結果、次の成果が得られた。(1)水蒸気改質処理による模擬廃溶媒及び模擬廃油のガス化率は98wt%以上であった。また、二次廃棄物として回収された残渣は十分に無機化されていた。(2)模擬廃油の処理において、放射性物質除去用フィルタの閉塞が確認されたが、水蒸気供給量を1.5kg/hから3.0kg/hに増加させることで閉塞の原因となっている無機炭素が生成しにくくなり、フィルタの閉塞を抑制できることが明らかになった。(3)模擬廃溶媒の処理において、ガス化プロセスにおける加熱温度を600650
Cに設定することでTBPの分解で生成したリン酸の大部分が蒸発した。この条件で廃溶媒を処理することにより放射性二次廃棄物になる残渣の発生量低減の可能性が示された。
平田 洋介*; 中原 克彦*; 佐野 明*; 佐藤 光吉*; 青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 南部 健一*; 高橋 浩之*; 小田 昭紀*
Journal of Power and Energy Systems (Internet), 2(2), p.561 - 572, 2008/00
An innovative alpha radioactivity monitor for clearance level inspection has been developed. This apparatus measures an ion current resulting from air ionization by alpha particles. Ions generated in a measurement chamber of about 1 m
in volume are transported by airflow to a sensor and measured. This paper presents computational estimation of the ion transport efficiencies for two pipes with different lengths, the inner surfaces of which were covered with a thin layer of uranium. These ion transport efficiencies were compared with those experimentally obtained for the purpose of validating our model. Good agreement was observed between transport efficiencies from simulations and those experimentally estimated. Dependence of the transport efficiencies on the region of uranium coverage was also examined, based on which such characteristics of ion currents as anticipated errors arising from unknown contaminated positions are also discussed to clarify the effective operation conditions of this monitor.
佐々木 紀樹; 青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美
Proceedings of International Waste Management Symposium 2008 (WM '08) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/00
処分が禁止されている物質をTRU廃棄物から除去するか焼技術を開発するための試験を実施した。か焼技術は、高温の窒素ガス又は空気で加熱することにより、塩化ビニルで梱包されたTRU廃棄物から可燃物,液体,低融点金属を除去する技術である。本試験においては、デスクトップの加熱炉及び実験室規模の試験装置を使用して模擬廃棄物の処理を行った。紙,塩化ビニル,オイルといった可燃物及び亜鉛,鉛,アルミニウムといった低融点金属をか焼処理によって模擬廃棄物から分離することができた。
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。
亀井 玄人; 本田 明; 三原 守弘; 小田 治恵; 村上 裕; 増田 賢太; 山口 耕平; 中西 博*; 佐々木 良一*; 市毛 悟*; et al.
JAEA-Research 2007-067, 130 Pages, 2007/09
JAEA-Research-2007-067.pdf:28.78MB
第2次TRUレポートの出版を踏まえ、資源エネルギー庁と日本原子力研究開発機構は、我が国のTRU廃棄物の地層処分に関する基本方針及び事業計画を策定し、公表した。この年報は、TRU廃棄物とその地層処分について概要をまとめつつ、そこに示された個別課題のうち、日本原子力研究開発機構に割り当てられたものについて、その目標と進捗を記すものである。その具体的課題とは次のとおりである。TRU廃棄物の処理及び廃棄体化技術,ニアフィールドの力学評価,核種移行データ取得,セメント・ベントナイト・岩盤の変質,硝酸塩の影響,処分システムの性能評価、さらに代替技術としての硝酸塩分解技術である。
青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 佐野 明*; 内藤 晋*; 隅田 晃生*; 泉 幹雄*; 前川 立行*; 佐藤 光吉*; 南部 健一*; et al.
Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 6 Pages, 2007/04
線標準線源でイオン電流を校正し求めたウランが付着したサンプルの放射能は、化学分析で求めた放射能から約40%低かった。そこで、ひとつのサンプルの化学分析結果を用いてイオン電流を再校正した結果、すべてのサンプルの放射能を誤差10%以内で評価できることを確認した。
平田 洋介*; 中原 克彦*; 佐野 明*; 佐藤 光吉*; 青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 南部 健一*; 高橋 浩之*; 小田 昭紀*
Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 6 Pages, 2007/04
大型廃棄物のクリアランス検認を可能にする計測システムの実用性を確認するため、実ウランサンプルを使用して放射能を測定した。本件は、測定に対応して行った、実廃棄物に対する3次元CFDシミュレーションの結果についての報告である。構築したイオン輸送モデルを用い、2種類の廃棄物パイプに対してイオンの輸送効率を計算して実験と比較し、妥当な結果を得た。
内藤 晋*; 平田 洋介*; 泉 幹雄*; 佐野 明*; 宮本 泰明; 青山 佳男; 山口 大美
Journal of Nuclear Science and Technology, 44(2), p.121 - 128, 2007/02
被引用回数：1 パーセンタイル：11.32(Nuclear Science & Technology)空気イオンの輸送を用いたアルファ放射能測定における、改良されたイオン電流予測モデルを報告する。われわれの過去のモデルは、測定イオン電流の定性的な傾向を説明したものの、その絶対値はかなり過大評価されていた。今回、定量性を得るため、モデルは柱状再結合効果を考慮して改良された。改良されたモデルは、イオン拡散の初期段階におけるかなりの量のイオン損失を説明し、イオン電流のモデル計算値と実測値の間の差を縮めた。本モデルは、また、汚染された表面に高速の空気流を吹き付けることにより、柱状再結合によるイオン損失は抑えられることを示した。このことは、実験的に調査され確認された。結論として、アルファ放射能とイオン電流の理論的関係は、層流下及び管内乱流下において定量的に明らかになった。
曽根 智之; 佐々木 紀樹; 山口 大美
Proceedings of 11th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM '07) (CD-ROM), 5 Pages, 2007/00
原子力機構では燃料再処理の研究開発において発生した廃TBP/ドデカン溶媒を保管している。この廃溶媒の焼却による無機化において、多量のリン化合物が放射性二次廃棄物として発生することが予想され問題となっている。本研究の目的は、廃溶媒の処理に水蒸気改質処理法を適用することで放射性二次廃棄物の発生量を減少させることにある。本研究では、ウラン濃度0.07g/Lの廃TBP/ドデカン溶媒を対象に実証規模の水蒸気改質処理試験装置を用いて分解試験を実施し、無機リン化合物のガス化率のガス化装置温度依存性とフィルタにおけるウラン除去率を調査した。その結果、ガス化装置温度を600C以上に設定することで廃棄物に含まれているリンの90%以上をガス化できること,オフガス処理系から発生した廃液中のウラン濃度は検出下限値未満となり、廃液をウラン濃度が法規制値未満の液体廃棄物として廃棄できることがわかった。この成果により、水蒸気改質処理法は、TBP/ドデカンの処理で発生する二次廃棄物量を低減させる効果的な手法であることが確認された。
小澤 達也; 宮本 泰明; 須藤 誠; 青山 佳男; 山口 大美
JAEA-Technology 2006-050, 88 Pages, 2006/11
JAEA-Technology-2006-050.pdf:14.49MB
TRU廃棄物のうち、金属や非金属といった不燃性の雑固体廃棄物を対象とした減容処理プロセスの一つとして、溶融固化処理技術が挙げられる。溶融固化処理技術は、これまでに発電所から発生する低レベル放射性廃棄物などを対象として適用された例があるものの、種々の技術的課題を未だ有している。溶融固化処理技術や関連工程について、これまでに行ってきた既存設備の調査及び概念設計の結果から抽出された技術的課題に関して、模擬廃棄物を使用した確証試験としてデータの取得や対策の検討を実施した。本書はその試験結果についてまとめるとともに、技術的課題の検討状況について示したものである。
-ray generated ion clusters in airTong, L.*; 南部 健一*; 平田 洋介*; 泉 幹雄*; 宮本 泰明; 山口 大美
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 45(10B), p.8217 - 8220, 2006/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)線で電離したイオンの空気輸送を解析するためのテスト粒子モンテカルロ法を開発した。得られた結果は、放射能計測装置の設計・開発に有用なデータである。構築したイオン-分子衝突モデルは実測値とよく合う。正負イオンの再結合はNanbu & Denpohの方法で扱った。0.0011atmのガス圧力に対し、イオン流れ場の定常状態を実現できた。
山口 大美; 武田 誠一郎; 須藤 収; 馬場 務
サイクル機構技報, (12), p.175 - 177, 2001/09
サイクル技報第12号に、平成13年度第1四半期の「業務概況」として環境保全対策に関する以下の事項を報告する。・低レベル放射性廃棄物の管理計画における管理プログラム策定計画と現状・低レベル放射性廃棄物の処理技術開発の難処理有機廃棄物処理技術開発の現状・低レベル放射性廃棄物のうち超ウラン核種を含む放射性廃棄物の処分技術開発の現状
