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岡野 正紀; 實方 秀*; 久野 剛彦; 山田 敬二
Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 5 Pages, 2011/12
Isotopic compositions of fission products in spent nuclear fuel were a valuable data for the storage of spent fuel and the research and development of treatment/disposal of radioactive waste. The amount of neodymium-148 in spent nuclear fuel is reliable indication for evaluation of irradiation history. The isotopic compositions of samarium and gadolinium in high radioactive wastes are referred to the evaluation of environmental impact in geological repositories. However, pretreatment of analysis must be done with complicated chemical separation such as solvent extraction and ion exchange. The enough measurement data of isotopic compositions of lanthanides compared with actinides in spent fuel reprocessing process has not been obtained. In this study, rapid and high sensitive analytical technique based on high-performance liquid chromatography (HPLC) with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) has been developed for the measurement of isotopic compositions of lanthanides in spent fuel reprocessing solutions. HPLC and ICP-MS measurement systems were customized in glove-box for the applied to the radioactive solutions. As real samples, isotopic compositions of lanthanides in high radioactive liquid wastes of the Tokai Reprocessing Plant were measured.
井川 直樹; 田口 富嗣; 山田 禮司; 石井 慶信; 實川 資朗
Journal of Nuclear Materials, 367-370(1), p.725 - 729, 2007/08
被引用回数：12 パーセンタイル：63.58(Materials Science, Multidisciplinary)マグネシウム-ケイ素系の酸化物界面層を有するSiC繊維強化SiC複合材料を作製し、その機械特性について評価を行った。SiC繊維材料は耐酸化性や耐照射性に優れたTyranno SAを用い、酸化物界面はアルコキシド法によってSiC繊維表面に作製した。この酸化物界面層を持つSiC繊維について、化学気相浸透法によって複合材料を作製した。複合材料の断面のSEM観察から酸化物界面層はSiC繊維の周りにほぼ均一に形成しており、サブミクロンメートルの厚みを有していることがわかった。複合材料の曲げ試験から擬似延性特性を有し、このことから本酸化物界面層によってSiC繊維の引き抜け効果によって優れた機械特性を有することがわかった。
田口 富嗣; 井川 直樹; 山田 禮司; 實川 資朗
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.576 - 580, 2005/02
被引用回数：51 パーセンタイル：84.05(Chemistry, Multidisciplinary)SiC/SiC複合材料は、高温強度に優れ、低放射化の観点から核融合炉構造材料の候補材料の一つである。核融合炉では、ヘリウムガスを冷却材として使用するため、低気孔率を有するSiC/SiC複合材料を作製する必要がある。そのため、従来法よりも低気孔率のSiCを作製可能な反応焼結法をSiC/SiC複合材料の作製方法に用いた。しかしながら、SiC繊維と本方法により作製された母層とが強く融着することが報告されている。母層と繊維の融着を防ぐため、BN層を界面層として用いて、優れた破壊挙動を示したことも報告されている。しかしながら、核融合炉環境下ではBNは、放射化の点で大きな問題となる。そこで本研究では、低放射化であるC及びSiCを繊維-母層間界面層として付与し、本方法によりSiC/SiC複合材料を作製した。界面層のないSiC/SiC複合材料は、脆性破壊挙動を示したが、界面層を付与されたSiC/SiC複合材料は、非脆性破壊挙動を示した。破壊試験後の破面観察の結果、界面層のないSiC/SiC複合材料では、繊維の引き抜けは生じていなかったが、界面層を付与されたSiC/SiCでは、繊維の引き抜けが生じていた。これはSiC界面層が、繊維と母層との融着を防いだためと考えられる。
井川 直樹; 田口 富嗣; 山田 禮司; 石井 慶信; 實川 資朗
Ceramic Engineering and Science Proceedings, Vol.26, No.2, p.27 - 34, 2005/00
SiC繊維強化SiC複合材料は繊維とマトリックスの間に界面層を導入することで、繊維の引き抜け効果を利用した擬似延性機能を発現させることができる。この機能により本材料の機械特性の向上が図れる。近年、従来よりも高温安定性や耐酸化性に優れた高結晶性SiC繊維が開発され、酸化物系の界面層の利用が可能になりつつある。本研究では、Mg-Si系酸化物界面層の作製とその評価を行った。高結晶性SiC繊維へのコーティング層の作製はアルコキシド法を用いて行った。コーティング層は熱処理温度の上昇によってMgO単相からMgSiO
, Mg
SiO
及びSiOの混合相へと変化した。また、1400
Cまでの温度では、繊維の引張強度劣化も20%程度に留まり、これはコーティングを施さない繊維における劣化とほぼ同程度であるなど、実用に耐えうる結果が得られた。
井川 直樹; 田口 富嗣; 山田 禮司; 石井 慶信; 實川 資朗
Journal of Nuclear Materials, 329-333(Part1), p.554 - 557, 2004/08
被引用回数：6 パーセンタイル：40.63(Materials Science, Multidisciplinary)SiC/SiC複合材料の擬似延性破壊挙動発現のためには、繊維-母材間に優れた界面材を採用することが重要である。界面材にはCやBNが用いられているが、中性子環境下や酸化雰囲気ではこれらの界面材が劣化してしまうことから、SiC繊維の酸化特性限界により、酸化物材料は使用できなかった。しかし、近年耐酸化特性に優れた先進SiC繊維が開発され、酸化物界面材の適用が可能になりつつある。そこで、低放射化や耐照射性に優れていると期待されるSi系の酸化物材料の作製とその力学的評価を行った。ゾルゲル法によりSiC繊維上にほぼ均一にSi系酸化物層を形成することに成功した。1200Cまでの温度では、この酸化物層を持つ繊維の引張強度を、未加工の繊維と同程度までに引き上げることができたので、本酸化物層が界面材として、CVI法等の複合材作製法で使用できることがわかった。
山田 禮司; 井川 直樹; 田口 富嗣; 實川 資朗
Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part2), p.1215 - 1220, 2002/12
被引用回数：24 パーセンタイル：80.59(Materials Science, Multidisciplinary)SiC繊維強化SiC/SiC複合材料(SiC/SiC)は、核融合炉の先進的ブランケット構造材料と目されている。構造設計の点から、最大熱応力を設計強度以内に抑えるため、材料には高熱伝導性が要求されている。最近開発された焼結SiC繊維は高熱伝導率を有しており、それを用いたSiC/SiC複合材料もまた高熱伝導性を示すことが期待される。ここでは、CVIとPIP法により焼結SiC繊維を用いて複合化し、それらの熱伝導率を評価した。その結果、CVI及びPIPによる複合材では、室温でそれぞれ、60W/mK,25W/mKの値をえた。これらの値は、非焼結SiC繊維の複合材の熱伝導率と比較すると、非常に大きく開発材料の有望性を示している。焼結及び非焼結SiC繊維のSiC/SiC複合材の熱伝導解析を有限要素法で行い、実験結果を裏付ける計算結果を得た。
田口 富嗣; 井川 直樹; 山田 禮司; 二川 正敏; 實川 資朗
Ceramic Engineering and Science Proceedings (25th Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures: A), 22(3), p.533 - 538, 2001/03
SiC/SiC複合材料は、高温強度に優れ、低放射化の観点から核融合炉の候補材料の一つである。これまでに、BN層をコーティングした繊維を用いて、優れた破壊挙動を有する結果が報告されている。しかし核融合炉環境下では、BNは放射化の点で大きな問題となる。そこで本研究では、BN層の代わりに化学蒸気蒸着(CVD)処理によりC及び
-SiCをダブルコートした繊維を用いて反応焼結法により、SiC/SiCを作製した。比較のため界面層のない無処理繊維も用いて作製した。その結果、高密度(2.7g/cm
)の試料を作製できた。3点曲げ試験の結果、無処理繊維を用いた試料は脆性破壊を示した。一方、CVD処理繊維を用いた試料では、非脆性破壊挙動を示した。曲げ応力及び破壊エネルギーは、310MPa及び2.0kJ/m
と高い値を示した。また、この試料の熱拡散率は、室温で0.17cm/sであった。従来法により作製された試料の熱拡散率(0.08cm/s)に比べ、とても高い値を示した。
西尾 敏; 牛草 健吉; 植田 脩三; Polevoi, A.*; 栗田 源一; 飛田 健次; 栗原 良一; Hu, G.; 岡田 英俊*; 村上 好樹*; et al.
JAERI-Research 2000-029, 105 Pages, 2000/10
JAERI-Research-2000-029.pdf:4.19MB
本論文は、定常トカマク核融合原型炉SSTR、コンパクトで高出力の改良型定常トカマク動力炉A-SSTR及び環境適合性を高め稼働率向上を目指した大型核融合動力炉DREAM等の設計をベースに、高い経済性、稼働率を有し環境適合性に優れた小型で大出力の高効率核融合動力炉A-SSTR2のプラズマ物理の成立性を論じたものである。JT-60で得られている実験データをもとにこれからの炉心プラズマ研究の進展を予測して、主半径6.2m、小半径1.5mでプラズマ電流が12MAの高磁場トカマクとし、規格化値4で4GWの核融合出力とした。超伝導コイルは高温超伝導を用いた高磁場コイルとし、最大経験磁場を23Tとした。超伝導マグネット系の簡素化及び強い電磁力支持の観点から、中心ソレノイドコイル無しの設計とするとともに、分解・保守用大型水平ポートを想定して、ポロイダル磁場コイルを装置の上下に6個の設置することとした。このような著しく簡素化されたコイル系で、プラズマの平衡、形状制御性、着火、12MAまでの非誘導電流駆動立ち上げ、ダイバータを検討し、A-SSTR2概念の成立性が明らかにされている。
井川 直樹; 田口 富嗣; 山田 禮司; 實川 資朗
Ceramic Engineering and Science Proceedings (24th Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures: B), 21(4), p.237 - 242, 2000/09
SiC/SiC複合材料は低誘導放射化性や耐熱性に優れているため、核融合炉用構造材料として期待されている。一般的なSiC/SiCでは、BNを繊維-母相間界面材料として使用することで高い機械特性を実現している。しかし核融合炉環境下では、化学反応性や放射化の点からBNの使用が困難であり、これに代わる界面材料が必要である。本研究では低放射化と高い耐照射性が期待できるMg-Si-Al-O系界面材料の開発の一環として、アルコキシド法によるSiC繊維上へのコーティング層の作製と特性評価を行った。[Al]
=0.5Mのコーティング溶液の場合、2回のDIP処理により繊維表面にほぼ均一にコーティング層を形成できた。このコーティング層は、MgO,AlO,SiOとMg
Al
Si
Oの混合相で構成されていた。1420
における熱処理後のコーティング繊維の引張強度(1.6~1.2GPa)は非コーティング繊維(1.7GPa)に比べ若干低下した。
田口 富嗣; 井川 直樹; 山田 禮司; 二川 正敏; 實川 資朗
Proceedings of 24th Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures A, 21(3), p.453 - 458, 2000/00
SiC/SiC複合材料は、優れた高温強度を有し、さらに低放射化の観点から、核融合炉への応用が期待されている。これまでに、BN層で界面処理した繊維を用いて、優れた結果が報告されている。しかし、核融合炉環境下ではBNは放射化等の点で大きな問題となる。そこで、本研究ではBN層の代わりに、ポリマー含浸焼成(PIP)処理により多孔性SiCを、または化学蒸気浸透(CVI)処理によりC及び-SiCをコーティングした繊維を用いた。これらの繊維を用いて、SiC/SiC複合材料を、緻密な試料を作製可能な反応焼結法により作製した。その結果、高密度(2.7g/cm)の試料を作製できた。3点曲げ試験の結果、無処理繊維及びPIP処理繊維を用いて作製した試料は、脆性破壊を示した。一方、CVI処理繊維を用いて作製した試料は、非脆性破壊を示し、高い破壊エネルギーを有した。
山田 禮司; 田口 富嗣; 井川 直樹; 實川 資朗
Proceedings of 4th International Energy Agency Workshop on SiCf/SiC Ceramic Composites for Fusion Structural Application, p.33 - 41, 2000/00
SiC/SiC複合材料を構造材料とした原研のDREAM炉の設計案に基づき、高熱伝導を有するSiC/SiC材料を開発することを目標に化学蒸発浸透法(CVI)、ポリマー含浸焼成法(PIP)、反応焼結法(RB)の各手法について最適化と熱測定を行っている。ここでは、特に最近の熱拡散率の計算機シミュレーションの結果をCVI試料の実験結果との比較の下に紹介する。また、RB試料の特性評価、さらにはHeイオン照射による熱伝導率の低下に関する初期報告も行う。
松井 義典; 星屋 泰二; 實川 資朗; 塚田 隆; 近江 正男; 酒井 陽之; 小山田 六郎; 恩地 健雄*
Journal of Nuclear Materials, 233-237, p.188 - 191, 1996/00
被引用回数：5 パーセンタイル：45.07(Materials Science, Multidisciplinary)JMTRの炉心構造材であるSUS304溶体化材、SUS304冷間加工材、SUS316NG材、SUS630材について、JMTRの冷却水中(323K)という低温で、最高1.2
10
m
の速中性子照射量まで照射を行った。照射後、機械的特性を試験するため、引張試験、破面観察、硬さ試験、破壊靱性試験等を行っている。今回は、この試験の中で、引張試験の結果を中心に発表する。試験は全て293Kの室温で行った。引張試験の伸び量は、照射量と共に下降するが、10
m付近から飽和する傾向が、0m0.2%耐力及び引張強さは照射量と共に上降し、1付近で飽和する傾向が確認された。破面観察では照射材に対して照射の影響が表れていないことを確認した。また、硬さ試験では、照射による硬化を確認した。破壊靱性試験は、SUS304溶体化材をJ
及びKで、SUS630材をKで求め、照射量と共に下降することを確認した。
原山 泰雄; 泉 文男; 藤田 操; 山田 礼司; 森島 淳好; 栗山 實; 石橋 明弘*
JAERI-M 5958, 51 Pages, 1975/01
USAECは、1972年、UOペレットの焼しまりが燃料棒ギャップコンダクタンスに及ぼす効果を評価するのにGAPCONプログラムを使うことを決定した。我国においても、燃料棒の安全評価に関して、このプログラムを整備しておくことが必要であると考えられた。そこで、GAPCONのミスプログラムの修正、新しいオプションの追加等を行い、FREG-1を作成した。この報告書はFREG-1の解説を行ったものである。
原山 泰雄; 泉 文男; 藤田 操; 栗山 實; 内田 正明; 山田 礼司; 石橋 明弘*
JAERI-M 5728, 102 Pages, 1974/06
酸化物燃料ピンのギャップ熱伝達計算コードGAPCON-THERMAL-1(JAERI-memo)をFACOM230-60およびCDC6600で使用しうるように変換した。この報告書は、変換されたソースプログラム、およびプログラムに組込まれている主要な物性値、計算式、モデル等についての検討をまとめたものである。物性値関係については他の文献とも比較し、その妥当性を吟味して結果を図表化し、さらに入出力例を付した。
原山 泰雄; 森島 淳好; 泉 文男; 藤田 操; 山田 礼司; 栗山 實
JAERI-M 5628, 90 Pages, 1974/03
燃料棒の照射挙動を解析する計算機プログラムの必要性について述べた後、燃料安全第一研究室で現在までに開発されたいくつかのプログラムについてその概要を解説した。
岡野 正紀; 後藤 雄一; 實方 秀*; 根本 弘和*; 久野 剛彦; 山田 敬二
no journal, ,
再処理プロセス液中に含まれるテクネチウム(
Tc)は、抽出工程において還元剤であるヒドラジンの酸化に寄与し、ウラン(U)及びプルトニウム(Pu)の分配効率に影響を及ぼすことから、分配挙動の把握が必要な核種である。また、長半減期の核種であり、高放射性廃棄物の処理・処分の安全評価において、重要な評価対象核種である。このため、U, Pu及び核分裂生成物(FPs)を含む再処理プロセス液中の微量なTcの迅速かつ高感度な分析法の確立が求められている。これまで、再処理プロセス液中のTc分析は、希釈又はイオン交換等でTcを分離し、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)又は液体シンチレーション計数法(LSC)により測定していた。しかし、多くの共存元素を含む廃液中のICP-AESによるTc分析では、試料を希釈するため感度不足が生じていた。また、LSCでは、有機溶媒を使用するため、U, Puを含む試料の廃液が発生していた。近年、環境試料中の極微量のTc定量に高感度な誘導結合プラズマ質量分析法(ICP-MS)が用いられている。本研究では、再処理プロセス液中のTcを固相抽出により分離し、ICP-MSで定量する方法を試みた。
岡野 正紀; 後藤 雄一; 實方 秀*; 根本 弘和*; 高野 雅人; 河本 規雄; 久野 剛彦; 山田 敬二
no journal, ,
使用済燃料の再処理により発生する低レベル放射性廃液(以下、「再処理LA廃液」という)は、セメント固化等の処理後に放射能レベルに応じて、浅地中(ピット)余裕深度等の埋設処分がなされる。このため、廃棄体の安定化処理及び処分後の環境への影響評価には、処理対象である再処理LA廃液中の元素組成の把握が重要である。一般的にmg/
オーダー以下の微量金属元素の定量には、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)が用いられる。しかし、高濃度ナトリウム(
10g/)を含む再処理LA廃液の分析では、試料中のNaが測定時に干渉(分光,イオン化)を及ぼすため、試料の数百
数万倍の希釈を必要とし、100mg/以下の微量元素の定量が困難であった。本研究では、イミノ二酢酸型のキレートディスクを用いて、再処理LA廃液から微量の金属元素を分離回収するとともに、測定妨害元素であるNaを除去し、ICP-AESで定量する方法を試みた。
岡野 正紀; 實方 秀*; 根本 弘和*; 浅井 志保; 亀尾 裕; 久野 剛彦; 山田 敬二
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所での事故に伴い、1号機から4号機の原子炉の冷却に用いられ、各機のタービン建屋に滞留した放射能の高い汚染水(以下、「滞留水」という)が大量に発生した。滞留水の除染処理システムを早急に設置,稼働させるには、滞留水中の元素及び核種組成を把握する必要があり、特に分析前処理が複雑で時間を要する核種の
Sr及び
Srの測定が求められた。そのため、東日本大震災直後であっても設備、装置が稼働状態であった原子力機構再処理施設の分析ラボ(ステンレス製グローブボックス等)にて、溶離液に腐食性の高い塩酸,過塩素酸を用いず、その代替として硝酸をベースとしたイオン交換/抽出クロマトグラフィーによるSr及びSrの分析を試みた。本件では、陽イオン交換樹脂及び抽出クロマトグラフィー樹脂を用いて、滞留水からSr及びSrを分離回収する(スカベンジ)とともに、Sr分離後に崩壊により生成したYを抽出クロマトグラフィーで単離(ミルキング)し、ガスフローカウンターによる線計測にて滞留水中のSr及びSrを1週間程度でそれぞれ定量した。
高橋 直樹; 小林 大輔; 吉元 勝起; Lee, J.-Y.*; 若林 斉*; 栃原 裕*; 山田 實*; 田中 秀樹*
no journal, ,
原子力施設の解体・撤去等では、放射性物質による身体汚染を防止するため、防護服が着用される。しかし、防護服は、通常の作業服(綿服等)に比べて通気性や透湿性が悪いため、熱や汗は防護服内に留まり、高温・多湿となる。そのため、作業に伴う身体的な負荷に加えて、温熱環境からも負荷を受けるため、熱中症の発症リスクが高くなる。米国ACGIH(American Conference of Industrial Hygienists)では、通気性・透湿性が悪い衣服を着用して作業を行う際、生理学的モニタリングとして、深部体温(直腸温)等の測定が提唱されているが、実際の作業現場において直腸温を定常的に測定することは作業者への精神的・肉体的な負担が大きいため、作業者からの同意を得ることが難しい。そこで、われわれは直腸温に代わる深部体温として、直腸温に比べてより簡便に測定することができる鼓膜温に着目し、鼓膜温から直腸温を予測するための予測式の算出及びその適用性について検証を行った。
