地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(令和5年度)

丹羽 正和; 島田 耕史; 末岡 茂; 藤田 奈津子; 横山 立憲; 小北 康弘; 福田 将眞; 中嶋 徹; 鏡味 沙耶; 小形 学; et al.

JAEA-Review 2023-017, 27 Pages, 2023/10

JAEA-Review-2023-017.pdf:0.94MB

本計画書では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和5年度の研究開発計画を取りまとめた。本計画の策定にあたっては、これまでの研究開発成果や大学等で行われている最新の研究成果に加え、地層処分事業実施主体や規制機関等の動向を考慮した。研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進する。

Spectrum prediction in X-ray fluorescence analysis using Bayesian estimation

松山 嗣史*; 中江 理紀*; 村上 昌史; 吉田 幸彦; 町田 昌彦; 辻 幸一*

Spectrochimica Acta, Part B, 199, p.106593_1 - 106593_6, 2023/01

https://doi.org/10.1016/j.sab.2022.106593

It is important to reduce the measurement time in X-ray fluorescence (XRF) analysis. Micro XRF and confocal micro XRF analyses have been used to obtain elemental distribution. Because these techniques are performed in the scanning mode, shortening the measurement time per unit measurement point enables rapid determination of the elemental distributions. Therefore, we applied the Bayesian theorem to XRF analysis to estimate the accurate XRF net intensity in a short time. In the Bayesian formula, the posterior distribution is determined by the likelihood function and prior distribution. As the obtained posterior function is a probability distribution, the expected value in the function is used as the optimal value. By determining the optimal likelihood function and prior distribution, we consider that the XRF spectrum in a long-time measurement can be estimated by that in a short time. In this study, the Poisson distribution and the sum of the two exponential functions were employed as the likelihood function and prior distribution, respectively. To estimate the XRF spectrum using the Bayesian formula, a standard glass sample containing several metal elements was analyzed using a laboratory-made micro XRF instrument. The micro XRF measurements were performed at measurement times of 1, 3, 5, 7, 10, 20, 30, 60, 100, 180, and 3600 s, and then the net intensity of Zn K obtained with and without the Bayesian estimation was compared. To obtain a net intensity of Zn K close to that in 3600 s, the measurement times with and without the Bayesian estimation were required to be 3 and 7 s, respectively. Thus, we significantly reduced the measurement time for an accurate XRF net intensity measurement by more than 50%.

Development of HCl-free solid phase extraction combined with ICP-MS/MS for rapid assessment of difficult-to-measure radionuclides, 1; Selective measurement of Zr and Mo in concrete rubble

Do, V. K.; 古瀬 貴広; 村上 絵理奈; 相田 玲奈; 太田 祐貴; 佐藤 宗一

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 327(1), p.543 - 553, 2021/01

https://doi.org/10.1007/s10967-020-07503-z

HClフリーな抽出クロマトグラフィーによるコンクリートマトリクスからのZrおよびMoの逐次分離手法を新たに開発するとともに、リアクションガスにアンモニアを用いたICP-MS/MSにてZrおよびMoを測定した。ICP-MS/MSによる測定条件は、コンクリートマトリクス中Zr, Moの安定同位体のテーリング、並びにNbの干渉を抑制できるように最適化した。これら測定干渉の除去能力については、非放射性コンクリートをマトリクスブランクとして測定することで評価した。コンクリートマトリクスにおける本手法のZrおよびMoの方法検出下限値は、それぞれ1.7mBq gと0.2Bq gとなった。また、Nbの除去係数(除染係数と同様な評価)およびアバンダンス感度はそれぞれ10オーダーと10オーダーになり、本手法が極微量のZrおよびMoを評価する分析法として十分な能力を有していることを確認した。以上の結果より、放射能インベントリ評価のためのコンクリートガレキ中Zr, Mo迅速分析手法としての本手法の有効性を確認することができた。

Modelling of cesium chemisorption under nuclear power plant severe accident conditions

Miradji, F.; 鈴木 知史; 西岡 俊一郎; 鈴木 恵理子; 中島 邦久; 逢坂 正彦; Barrachin, M.*; Do, T. M. D.*; 村上 健太*; 鈴木 雅秀*

Proceedings of 9th Conference on Severe Accident Research (ERMSAR 2019) (Internet), 21 Pages, 2019/03

Under the scope of analyses of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (1F) Severe Accident (SA), estimation of Cs distribution, especially localization in the upper part of the core, has large uncertainties partly caused by the current implemented Cs-chemisorption models in SA analysis codes. This is in part due to the scarce knowledge related to Cs chemisorption mechanisms onto structure surfaces. The objective of this work is, therefore, to improve Cs chemisorption models by consolidation and extension of knowledge in the chemical process of Cs chemisorption. In this study, we will present in the first part experimental tests for grasping the phenomenology of Cs chemisorption onto stainless steel (SS) surfaces under reproductive conditions of 1F SA. The chemical factors involving in the Cs chemisorption process were investigated and implemented in an improved Cs chemisorption model based on a mass transfer theory. The second part of the study will discuss further improvement of built Cs chemisorption model to take into account revaporizaton process of Cs chemisorbed species. For such improvement, the thermodynamic properties of all possible Cs-(Fe)-Si-O chemisorbed species were provided using first-principles calculations. In the last part of the study, chemical equilibrium calculations were conducted to evaluate the relative stability of possible Cs-(Fe)-Si-O chemisorbed species in SA conditions.

The H-Invitational Database (H-InvDB); A Comprehensive annotation resource for human genes and transcripts

山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.

Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01

https://doi.org/10.1093/nar/gkm999

ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。

XeFを用いた放射光高速エッチングビームラインの設計と製作

中井 直史*; Chiang, T.-Y.*; 宇野 秀隆*; 手老 龍吾*; 鈴井 光一*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 牧村 哲也*; 村上 浩一*; 宇理須 恒雄*

no journal, , 

SFを反応ガスとして用いたSiOのエッチングをMEMSなどに応用する場合にはミクロンオーダー深さのエッチングを行う必要があり、従来よりもエッチレートを二桁大きくする必要がある。XeFを用いたドライエッチングはSiに対するエッチレートが600nm/minと大きく、MEMS等でしばしば用いられているが、等方性エッチングとなり、SiOがエッチングできないなど材料選択上の制約も多い。そこで、XeFと放射光を併用した光励起エッチングを行うことにより、SiOの異方性エッチングを可能とする。そのためにXeF放射光エッチング用セルを設計し、製作した。

坑道内地下水モニタリング装置の開発・改良および適用試験

南條 功; 水野 崇; 村上 裕晃; 天野 由記; 細谷 真一*; 若濱 洋*; 山下 理代*

no journal, , 

本研究では、地下施設の建設が周辺の地質環境に与える影響を調査するための技術開発を目的として、幌延深地層研究計画において140m調査坑道に設置したモニタリング装置の観測結果に基づき課題を抽出した。さらに、品質を確保しつつより効率的に地下水の間隙水圧と水質(pH, 酸化還元電位,電気伝導度,溶存酸素,水温)の同時連続観測が可能なモニタリング装置を350m調査坑道に設置し、適用試験を行った。新たなモニタリング装置では、溶存ガスを多く含む幌延の地下水への対応や水質センサーのメンテナンス性の向上、継続したデータの取得、観測データの一元管理を実現した。その結果、主な課題に対応した改良が適切になされ、連続的なモニタリングが実施できることを確認した。

福島第一原子力発電所内採取試料分析データによる核種移行の検討,1; 水処理二次廃棄物へのアクチニド元素移行量の推測

村上 絵理奈; 大木 恵一; 高畠 容子; 二田 郁子; 柴田 淳広; 駒 義和

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)で生じた事故により多量の汚染水が発生し、現在もなお増加し続けている。発生した汚染水はセシウム吸着装置や多核種除去設備によって放射性核種の除去等の処理がなされている。処理に伴いスラリーや使用済み吸着材等の水処理二次廃棄物が発生しており、これら二次廃棄物は適切に処理・処分される必要がある。そのためには汚染水からの放射性核種の移行挙動を推定し把握することが求められる。上記の目的のため、1Fで採取された汚染水や二次廃棄物は原子力機構等の分析施設に輸送され詳細な分析が行われている。分析した試料からアクチノイド元素が検出された。本件では、処分上重要であるアクチニド元素に注目し、汚染水及び水処理二次廃棄物から取得されたPu同位体、Am-241, Cm-244の分析値を基にそれらの移行挙動を推測した。

Development of simultaneous analytical method for Zr and Mo based on solid phase extraction combined with ICP-MS/MS, 2; Spectral interference removal for measurement of Zr and Mo by ICP-MS/MS

Do, V. K.; 古瀬 貴広; 村上 絵理奈; 相田 玲奈; 太田 祐貴; 富塚 知博; 佐野 友一; 秋元 友寿*; 遠藤 翼*; 片山 淳; et al.

no journal, , 

本報では、ICP-MS/MS(Agilent 8900)を用いたZrとMoの定量において妨害となる隣接ピークのテーリング及び同重体(Nb)の影響除去に関する検討結果について報告する。アンモニアガスをリアクションガスとし、ガスと各元素の反応性の違いを利用することで、ZrとMoはそれぞれの同重体から分離することが可能となる。本発表ではこの性質を利用した福島第一原子力発電所から採取した環境試料中ZrとMoの分析手法について提案する

Synthesis and characterization of cesium silicate CsSiO

Do, Thi Mai Dung*; Ngarayana, I.*; Nguyen, H. D.*; 村上 健太*; 末松 久幸*; 小出 学*; 中島 邦久; 鈴木 恵理子; 逢坂 正彦

no journal, , 

福島の廃炉作業において、構造材表面に付着した放射性セシウムが問題となっており、ステンレス鋼に付着したセシウムについては、ケイ素と反応して水に溶けにくいCsSiOが生成すると考えられている。しかし、このような化学吸着挙動については、まだよくわかっていない。そのため、CsSiOを合成し、X線回折装置や元素分析機能付き透過型電子顕微鏡等を用いて、その化学的安定性等を明らかにするために必要となるCsSiOの結晶構造などを調べた。