Research on activation assessment of a reactor structural materials for decommissioning, 2

関 美沙紀; 石川 幸治*; 佐野 忠史*; 永田 寛; 大塚 薫; 大森 崇純; 花川 裕規; 井手 広史; 土谷 邦彦; 藤原 靖幸*; et al.

KURNS Progress Report 2019, P. 279, 2020/08

https://www.rri.kyoto-u.ac.jp/PUB/report/PR/ProgRep2019/ProgressReport2019_online.pdf

JMTR施設の廃止措置を進めるにあたり、多くの放射性廃棄物が発生するが、これらはドラム缶等に格納し、コンクリートを充填して、廃棄体とする計画である。しかし、アルミニウムは、コンクリートと反応し水素ガスが発生し、廃棄体を破損することが懸念されている。本研究は、これまで行ってきた湿式法によるアルミニウムの安定化処理法の溶液pHの最適条件を求めることを目的とした。JMTRで多く使用されている2種類のアルミニウム試料を準備し、KURで照射した後、強塩基であるNaOHに溶解した。溶解液をろ過した後、中和処理をしてpH=511にてAl(OH)を生成した。それぞれの工程で得た残差及び溶液は放射化分析を行った。この結果、pH=7, 9にてAl全量の固体としての回収が可能であることが分かった。また、廃液中にはCr-51及びNa-24が含まれることが分かった。Cr-51は全ての条件にて同等の回収率であった。一方でNa-24は中和の際に生成されるNaCl量が相対的に多いことから、溶液中のNa-24が増加したと考えられる。

X-ray magnetic circular dichroism study of CeGdNi

岡根 哲夫; 竹田 幸治; 矢野 一雄*; 藤森 淳; 山上 浩志; 西村 克彦*; 石川 義和*; 佐藤 清雄*

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011028_1 - 011028_6, 2014/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.3.011028

(CeGd)Ni is an interesting material to study the magnetic properties of Ce 4 electrons under the strong influence of other magnetic elements. Previous soft X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) study of CeGdNi at the Gd , Ni , and Ce absorption edges has revealed that, while the Gd 4 and Ni 3 magnetic moments show a saturation at around 2 T, the Ce 4 magnetic moment takes a maximum at around 2 T and then shows a linear decrease with magnetic, which can be interpreted as a spin flip behavior. Present study provides the results of similar XMCD study for CeGdNi to investigate the stoichiometry dependence of the magnetic properties of Gd 4, Ni 3, and Ce 4 electrons, especially focusing on the spin flip behavior of Ce 4 electrons.

モリブデン酸塩水溶液の構造材料に対する腐食性確認試験装置の設計・製作

石川 幸治*; 稲葉 良知; 土谷 邦彦

JAEA-Testing 2009-004, 16 Pages, 2010/02

JAEA-Testing-2009-004.pdf:4.14MB

Moの新しい製造方法として提案している溶液照射法では、照射ターゲットであるモリブデン酸塩水溶液がキャプセル中を流動する。しかしながら、流動するモリブデン酸塩水溶液とキャプセルや配管の構造材料との両立性は、明らかではなかった。そこで、両者の両立性を調べるために、腐食性確認試験装置を設計・製作した。また、製作した試験装置を用いて予備試験を行った結果、目的の試験が行えることを確認した。

溶液照射法によるMo製造に関する技術開発; モリブデン酸塩水溶液の特性評価

稲葉 良知; 石川 幸治*; 蓼沼 克嘉*; 石塚 悦男

日本原子力学会和文論文誌, 8(2), p.142 - 153, 2009/06

https://doi.org/10.3327/taesj.J08.024

溶液照射法は、放射性医薬品として利用されているTcの親核種であるMoを製造する新たな手法として提案しているものである。この新たな方法では、モリブデン水溶液を原子炉内で中性子照射し、(n,)反応と高性能モリブデン吸着剤を利用することによって、従来の製造方法と比べ効率的に低コストでMoを製造できる。本研究では、未照射下及び線照射下において、溶液照射法の照射ターゲット候補として選定した2種類のモリブデン酸塩水溶液を使った試験を行い、水溶液の構造材料に対する腐食性,化学的安定性,放射線分解及び発熱について調べた。その結果、選定したモリブデン酸塩水溶液は、照射ターゲットとして有望であることがわかった。また、選定したモリブデン酸塩水溶液との両立性が良好なステンレス鋼を、キャプセルや配管等の構造材料として使用できる見通しを得た。

溶液照射法によるMo製造に関する研究,1; 未照射下におけるモリブデン酸塩水溶液の特性評価

稲葉 良知; 石川 幸治*; 飯村 光一; 蓼沼 克嘉*; 石塚 悦男

JAEA-Technology 2009-012, 80 Pages, 2009/05

JAEA-Technology-2009-012.pdf:37.29MB

本研究では、溶液照射法を用いたMo製造システムの概略構成を検討し、溶液照射法で用いる照射ターゲットの候補として2種類のモリブデン酸塩水溶液(モリブデン酸アンモニウム水溶液及びモリブデン酸カリウム水溶液)を選定した後、未照射下において、選定水溶液を用いたPZCのモリブデン吸着性能,選定水溶液のもととなるモリブデン酸塩の性状・熱物性,選定水溶液と構造材料との両立性及び選定水溶液の化学的安定性について調べた。その結果、モリブデン酸カリウム水溶液が、モリブデン含有量,構造材料との両立性及び化学的安定性の観点から、照射ターゲットとして有望であることがわかった。また、モリブデン酸アンモニウム水溶液に関しては、pH調整を行うことにより、照射ターゲットとしての適性を持つことがわかった。さらに、選定水溶液との両立性が良好なステンレス鋼を、キャプセルや配管等の構造材料として使用できる見通しを得た。

Application of PZC to W/Re generators

松岡 弘充; 橋本 和幸; 菱沼 行男*; 石川 幸治*; 照沼 仁*; 蓼沼 克嘉*; 内田 昇二*

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 6(3), p.189 - 191, 2005/12

https://doi.org/10.14494/jnrs2000.6.3_189

レニウム-188は、高エネルギーの線を放出する等がん治療用として優れた核特性を持ち、さらに、W(半減期69.4日)の娘核種として生成し、入手が容易であるため、がん治療用RIとして注目されている。しかしながら、得られるWの比放射能が低いため、アルミナカラムを使用した従来のジェネレーターでは、カラム容積が大きくなり、溶出したReの放射能濃度が低くなる問題点がある。Reの放射能濃度の向上を目指して、原研と(株)化研が共同で開発したモリブデンの吸着容量がアルミナの100倍以上もあるジルコニウム系無機高分子PZCがW/Reジェネレーターへ応用可能かどうか、基礎的な検討を行った。WのPZCカラムへの吸着収率,Reのカラムからの長期溶離安定性,WのPZCカラムからの脱離の確認、そして、PZCから溶離したReのHydroxyethylidene Diphosphonic Acid(HEDP)とMercaptoacetyltriglycine(MAG3)への標識を試みた結果、長期間におけるWのPZCへの安定した吸着,ReのPZCからの溶離安定性及び良好な標識率が確認でき実用化の可能性が示唆された。

RIジェネレータとしてのMo吸着剤の合成

長谷川 良雄*; 西野 瑞香*; 竹内 剛敏*; 石川 幸治*; 蓼沼 克嘉*; 棚瀬 正和; 黒沢 清行

日本化学会誌, 0(10), p.888 - 894, 1996/00

Tcは核医学の分野で診断のため世界で幅広く利用されている。そのTcは、通常、親核種であるMoを吸着させたジェネレータから得られる。ここでは、その吸着剤として、低い比放射能のMoにも使用できるMo吸着能の極めて高いジルコニウム系無機高分子吸着剤の合成を試みた。ジルコニウム系無機高分子として、四塩化ジルコニウムのみ、および四塩化ジルコニウムとポリビニルアルコール、イソプロピルアルコールなどとの反応により五種類合成した。これらをアルゴン中で熱処理して吸着剤とした。熱分解過程の検討から各吸着剤の構造を推定した。また、これら吸着剤のMo吸着能は、その構造中のジルコニウム原子に結合した塩素原子数に依存することを明らかにし、吸着剤中で隣接する2個のZr-Cl結合とMoOの反応で生成する化学結合によるものと推定した。特に四塩化ジルコニウムとイソプロピルアルコールから合成した吸着剤は高い吸着能(200mg/g吸着剤)を示すことが分かった。

循環Mo溶液の照射によるMo製造法に関する研究,1; コールド試験(予備試験)結果

稲葉 良知; 石川 幸治*; 石田 卓也; 石塚 悦男; 黒澤 きよ子*; 菱沼 行男*; 蓼沼 克嘉*

no journal, , 

医療用放射性同位元素Tcの親核種Moの新たな製造方法である溶液循環照射法実現に向けて、照射ターゲットとなるMo溶液と構造材との両立性等について調べた。その結果、モリブデン酸カリウム溶液が、照射ターゲットとして優れた特性を有していることがわかった。

JRR-3における天然Mo照射によるMo生成量の検討

米田 政夫; 広瀬 彰; 反田 孝美; 和田 茂; 石川 幸治*

no journal, , 

現在、核医学の分野で多く使用されている放射性医薬品であるテクネチウム99m(Tc)の安定供給について、多くの国がその実現可能性の検討を行っている。我が国では、JMTRが主体となってこの実現に向けた準備を進めており、JRR-3がその補完的役割を担うことが期待されている。現在、Tcの親核種であるMoの製造手法は高濃縮ウランを核分裂することにより生成しているが、この手法では高濃縮ウランの使用及び他の核分裂生成物の発生等の問題がある。このため、ウランの核分裂を使用しない方法として、天然Moを用いてMo(n,)Mo反応によるMo生産が検討されている。そこで、本評価において、JRR-3の各照射孔を使用した場合のMo(n,)Mo反応によるMoの生産量について核計算コードMVPを用いた解析により明らかにした。計算体系において、実体系に近くなるようにキャプセル及び酸化モリブデンペレット等のモデリングを行うことにより計算精度向上を図った。解析の結果、垂直照射設備RGを使用することにより、7日照射で約31TBq(約800Ci)、1運転サイクルでは約93TBq(約2500Ci)のMoを生産できることがわかった。

Design evaluation of monitoring small specimens attached on the spallation target vessel for integrity examination plan and cutting device technical evaluation for volume reduction of high radiated materials

根本 英幸; 若井 栄一; 木下 秀孝; 増田 志歩; 原田 正英; 高田 弘; 石川 幸治*; 今成 慶*; 伊藤 剛士*

no journal, , 

J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)では、水銀ターゲット容器に陽子ビームを照射し水銀の核破砕によって中性子が発生する。特に水銀ターゲット容器は大強度陽子ビームを受けて使用するため、機器の健全性を評価が必要である。また、このような機器は高放射化物となり、保管及び将来の使用済み機器の処理・処分に向けて、減容化等の技術検討を進めることが重要課題となっている。本研究は、使用中のターゲット容器に関する健全性状態の調査検討のためのモニター用小型試験片の取付け方法の検討とその基本設計を実施し、課題点を抽出した。また、使用後に高放射化物となる水銀ターゲット容器機器などに対する減容化のための技術評価として、大型機器でも取り扱いができる丸鋸刃を利用した回転切断方式で、かつ乾式方法を採用したモックアップ機を製作し、機能試験を実施したところ、切断時の温度上昇はほとんどなく、また、切粉についても粉末状でなく、期待した粒状になっていることが確認できた。