Mechanistic study on the removal of Cs from contaminated soil by rapid ion exchange in subcritical water

福田 達弥*; 高橋 亮*; 原 卓飛*; 尾原 幸治*; 加藤 和男*; 松村 大樹; 稲葉 優介*; 中瀬 正彦*; 竹下 健二*

Journal of Nuclear Science and Technology, 58(4), p.399 - 404, 2021/04

https://doi.org/10.1080/00223131.2020.1830866

As a result of the Fukushima nuclear power plant accident in March 2011, massive amounts of soil were contaminated with radioactive Cs. To remediate the contaminated soil, we are developing a desorption technique for removing Cs from soil using subcritical water. We found that rapid ion exchange of Cs with multivalent cations in subcritical water is an effective desorption technique. To understand the mechanism and structural aspects of this process, in situ observations of the soil layer in subcritical water were carried out by high-energy X-ray diffraction together with pair distribution function analysis, and extended X-ray absorption fine structure analysis. Both the desorption experiments and structural studies indicated that conformational changes of the layer containing Cs under subcritical water conditions promoted intercalation of the hydrated Mg and trapped Cs, which facilitated a rapid ion-exchange reaction of Mg and Cs.

超深地層研究所計画における地下水の地球化学に関する調査研究; 瑞浪層群・土岐花崗岩の地下水の地球化学特性データ集(2018年度)

福田 健二; 渡辺 勇輔; 村上 裕晃; 天野 由記; 青才 大介*; 熊本 義治*; 岩月 輝希

JAEA-Data/Code 2019-019, 74 Pages, 2020/03

JAEA-Data-Code-2019-019.pdf:3.53MB

日本原子力研究開発機構は岐阜県瑞浪市で進めている超深地層研究所計画において、研究坑道の掘削・維持管理が周辺の地下水の地球化学特性に与える影響の把握を目的とした調査研究を行っている。本データ集は、超深地層研究所計画において、2018年度に実施した地下水の採水調査によって得られた地球化学データおよび微生物データを取りまとめたものである。データの追跡性を確保するため、試料採取場所, 試料採取時間, 採取方法および分析方法などを示し、あわせてデータの品質管理方法について示した。

地下施設で使用する吹付けコンクリートが地下水水質に与える影響; 地球化学計算コードによる評価方法の提案

岩月 輝希; 柴田 真仁*; 村上 裕晃; 渡辺 勇輔; 福田 健二

土木学会論文集,G(環境)(インターネット), 75(1), p.42 - 54, 2019/03

https://doi.org/10.2208/jscejer.75.42

地下施設における吹付けコンクリート支保工が地下水水質に与える影響を明らかにするため、深度500mの花崗岩に掘削した坑道を閉鎖する実規模原位置試験を行った。閉鎖坑道内の水質観察、吹付けコンクリートの分析、それらに基づく水質再現解析の結果、Brucite, Ettringite, Ca(OH) , Gibbsite, KCO, NaCO・10HO, SiO (a), Calciteの溶解・沈殿反応が水質に影響する主要反応であることが明らかになった。更に、坑道内に施工された吹付けコンクリートはCa(OH)に飽和した地下水(pH12.4)を約570m生成する反応量を持つと見積もることができた。これにより坑道閉鎖後の長期的な化学影響の予測解析の確度が向上すると考えられた。

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

Grid computing supporting system on ITBL project

樋口 健二; 今村 俊幸*; 鈴木 喜雄; 清水 大志; 町田 昌彦; 大谷 孝之; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 木村 和幸*; 青柳 哲雄; et al.

Lecture Notes in Computer Science 2858, p.245 - 257, 2003/00

日本国内の研究機関共同によるグリッド・プロジェクトのためのミドルウェアのプロトタイプが開発された。このミドルウェアには、仮想研究室の構築に不可欠のいくつかのキーテクノロジが実装され、実際に運用されている計算機・ネットワーク・システム上でその技術検証がなされた。また、いくつかの科学技術計算の応用プログラムが当該ミドルウェア上で既に稼働している。これら一連の結果は、日本のサイエンス・グリッドの分野にとって大きな進歩である。

「常陽」保守技術資料 電磁流量計; 基礎理論と初期データ

遠藤 昭; 小沢 健二*; 井戸 満喜男*; 小林 一*; 伊藤 忠弘*; 福田 達*

PNC TN952 79-03, 70 Pages, 1979/01

PNC-TN952-79-03.pdf:6.84MB

保守の便に供するために,高速実験炉「常陽」に使用されている電磁流量計の基礎理論と、工場試験,現地据付試験および総合機能試験時等に得られた各種データを統一的に一箇所にまとめて整理した。

JRR-2の臨界実験と特性測定

JRR-2臨界実験グループ; 神原 豊三; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 小早川 透; 両角 実; 上林 有一郎; 蔀 肇; 小金澤 卓; et al.

JAERI 1025, 62 Pages, 1962/03

JAERI-1025.pdf:4.6MB

第2号研究用原子炉JRR-2は、20%濃縮ウランのMTR型燃料を用いた重水減速・冷却の熱中性子研究炉である。この炉の最大熱出力は10MW,平均熱中性子束密度は110n/cmsecである。この論文は昭和35年10月1日、臨界に到達し、翌36年1月末まで実施した各種の特性試験についての報告書である。内容はJRR-2の臨界試験,制御棒の校正,重水上部反射体効果,燃料要素の反応度効果,温度係数等の特性試験,熱中性子束分布の測定と出力の校正について述べてある。これらの実験は、JRR-2管理課並びに技術研究室より特別に編成されたJRR-2臨界実験グループによって実施されたものである。

地下深部の微生物活動に伴う地下水化学環境の変化

渡辺 勇輔; 福田 健二; 村上 裕晃; 岩月 輝希; 鈴木 庸平*

no journal, , 

地層処分事業においては、地下施設の建設・操業時の地下水の擾乱によって浅部の酸化的な地下水が深部に浸透し酸化的環境が広がる可能性がある。一方、地下の嫌気的な環境に広く生息する硫酸還元菌が酸化的な地下水中で安定な硫酸イオン(SO)を硫化水素イオン(HS)に還元することで地下深部の酸化還元状態を還元的に維持する可能性がある。本研究では花崗岩の地下水中に生息する硫酸還元菌の酸化還元緩衝能力を観察することを目的として、瑞浪超深地層研究所の地下研究坑道を利用した原位置微生物培養試験を実施した。その結果、硫酸還元菌の働きによって地下水中に還元的な環境が形成されることが確認された。

トレーサーを用いた岩盤中地下水の割れ目を介した空間的な広がりの評価

渡辺 勇輔; 福田 健二; 村上 裕晃; 岩月 輝希; 鈴木 庸平*

no journal, , 

瑞浪超深地層研究所では、地下環境での微生物活動と地球化学特性の関連を評価することを目的として深度300mに掘削したボーリング孔を利用し原位置での微生物培養試験を実施している。この試験では地下水の溶存成分濃度の変化に基づいてから微生物活動を評価する必要があり、ボーリング孔内の地下水の入れ替りによる溶存成分の変化を予め把握する必要がある。そのため、培養試験中の地下水が周辺岩盤中へどのように広がっていくのか評価することを目的として、蛍光トレーサーを添加しその経時変化を観察した。また、地下水の移動経路となる割れ目の開口幅を推定するための技術開発として、粒径の異なる蛍光ビーズを添加し、その広がり方の違いから開口幅の評価を試みた。

地層処分における地下施設の閉鎖後モニタリングの留意点

村上 裕晃; 渡辺 勇輔; 福田 健二; 岩月 輝希

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分では、施設閉鎖後の地質環境を想定して安全評価が行われるため、大規模地下施設の建設から閉鎖に伴い地下水の水圧・水質が変化する掘削擾乱領域は重要な研究課題であるが、地下施設の建設前から閉鎖後まで地下水モニタリングを行った事例は国内外において極めて少ない。我々は、瑞浪超深地層研究所の建設前から操業中に取得した地下水の水質・水圧変化に関するデータを用い、地下施設の閉鎖後モニタリングの留意点について検討した。地下施設の建設と操業の影響を受けて地下水の供給源が変化する地点では、地下施設閉鎖後の水圧回復に伴い、再び地下水の供給源が変化すると予想される。つまり、施設閉鎖後の地下水環境の回復過程を把握するためには、地下水の供給源が変化している地点を選び、対象となる地層の分布範囲を把握した上で閉鎖後モニタリングを行うことが重要であると言える。