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中原 将海; 渡部 創; 竹内 正行; 湯山 貴裕*; 石坂 知久*; 石井 保行*; 山縣 諒平*; 山田 尚人*; 江夏 昌志*; 加田 渉*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 542, p.144 - 150, 2023/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Instruments & Instrumentation)マイナーアクチニド回収のための抽出クロマトグラフィ技術において、荷電粒子誘起発光分析により様々な抽出剤を用いて調製した吸着材中のユウロピウム錯体構造の評価を行った。測定は、量子科学技術研究開発機構のイオン照射施設においてシングルエンド加速器から得られる陽子ビーム及びサイクロトロン加速器から得られるアルゴンイオンビームを利用して行った。本研究において、抽出剤の種類によって荷電粒子誘起発光スペクトルが変化することが確認され、これらの変化と錯体構造のとの相関について評価を行った。
荒井 陽一; 渡部 創; 長谷川 健太; 岡村 信生; 渡部 雅之; 武田 啓佑*; 福元 博基*; 吾郷 友宏*; 羽倉 尚人*; 塚原 剛彦*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 542, p.206 - 213, 2023/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Instruments & Instrumentation)Spent PUREX solvent, which mainly consists of tributyl phosphate (TBP) and normal dodecane, is generated by solvent extraction of Plutonium and Uranium in the spent nuclear fuel reprocessing. One of the treatment options for storage of the spent solvent is adsorption of the liquid into vermiculite. The organic liquid is considered to be trapped between layers of the vermiculite. Our previous experiments on the adsorption of spent solvent into the vermiculite have shown that some parts of loaded solvent gradually leaked out from the vermiculite. In order to investigate the adsorption mechanism and capacity, elution behavior of the loaded solvent into organic diluents were evaluated. A part of the loaded solvent was easily leaked into the diluent, while some solvent remained inside the particle even after the leaching test. In this study, the adsorption capacity of the vermiculite was evaluated through amount of remaining solvent after washing with diluents. The amount of the remaining solvent was analyzed by Particle Induced X-ray Emission (PIXE) on P contained in TBP. Peak intensity of P-K
line depended on the washing condition, and the behavior of the amount of change in adsorbed P atom qualitatively agreed with the results of the leaching test.
中原 将海; 渡部 創; 石井 保行*; 山縣 諒平*; 山田 尚人*; 江夏 昌志*; 湯山 貴裕*; 石坂 知久*; 加田 渉*; 羽倉 尚人*
QST-M-39; QST Takasaki Annual Report 2021, P. 62, 2023/02
マイナーアクチニド回収のための抽出クロマトグラフィ法において、効率的にマイナーアクチニドを分離するために吸着材中の錯体構造解析に係る研究を行っている。本研究では、マイナーアクチニドの模擬物質としてEuを使用し、シリカ担持型吸着材にEuを吸着させた試料を調製した。吸着材中のEu錯体の荷電粒子誘起発光スペクトルを測定し、Eu錯体構造解析に向けた基礎データを取得した。
荒井 陽一; 長谷川 健太; 渡部 創; 渡部 雅之; 箕輪 一希*; 松浦 治明*; 羽倉 尚人*; 勝木 健太*; 新井 剛*; 小西 康裕*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 9 Pages, 2023/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Analytical)Radioactive aqueous and organic liquid wastes contaminated by U are generated by solvent extraction of nuclear fuel materials in experiments of reprocessing technologies. Although incineration and denitrification/conversion processes are promising for treating such liquid waste, the installation of large equipment is essential. To give appropriate treatment procedures for radioactive liquid waste generated in nuclear facilities, STRAD (Systematic Treatments of RAdioactive liquid wastes for Decommissioning) project was started by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) with several organizations. We are focusing on baker's yeasts for their excellent metal ions adsorption characteristics, easy handling and low prices. In order to optimize adsorption performance and operation procedures as the liquid waste treatment technology, adsorption performance of U has to be precisely investigated. In this study, adsorption performance of U and anion from nitric acid solution was investigated by batch-wise adsorption experiments.
荒井 陽一; 渡部 創; 大野 真平; 野村 和則; 中村 文也*; 新井 剛*; 瀬古 典明*; 保科 宏行*; 羽倉 尚人*; 久保田 俊夫*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 477, p.54 - 59, 2020/08
被引用回数：5 パーセンタイル：45.45(Instruments & Instrumentation)Used PUREX process solvent generated from reprocessing process of spent nuclear fuel contains a small amount of U and Pu complexed with tributyl phosphate (TBP) or dibutyl phosphate (DBP). The radioactive nuclides should be removed from the solvent for safety storage or disposal. The iminodiacetic acid (IDA) type chelating resin was proposed as promising procedures for efficient recovery of the trapped cations in the solvent. In order to reveal the distribution and amount of Zr in the particle and local structure of Zr complex formed in the adsorbent, PIXE and EXAFS analyses on the Zr adsorbed chelating resin were carried out. Micro-PIXE analysis proved that it is an effectual method for quantitative analysis of trace adsorbed elements. Moreover, some of the adsorption sites were possibly occupied by the molecules. On the other hand, Zr-K edge EXAFS analysis suggested that extraction mechanism of Zr from the aqueous solution and the solvent was different.
渡部 創; 佐野 雄一; 岡田 諒*; 松浦 治明*; 羽倉 尚人*; 加田 渉*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 477, p.60 - 65, 2020/08
被引用回数：3 パーセンタイル：36.4(Instruments & Instrumentation)抽出クロマトグラフィを用いたMA回収技術開発のためのHONTA含侵吸着材中に形成されるEu錯体の局所構造を、EXAFSとIBILとを組み合わせた手法により調査した。本分析により、吸着材中と溶媒中とで形成される錯体構造の微小な変化をとらえることができることが明らかとなった。
荒井 陽一; 渡部 創; 大野 真平; 中村 雅弘; 柴田 淳広; 中村 文也*; 新井 剛*; 瀬古 典明*; 保科 宏行*; 羽倉 尚人*; et al.
International Journal of PIXE, 29(1&2), p.17 - 31, 2019/00
PUREX再処理等の試験研究により、U, Puを含む廃溶媒が発生し、安全な保管や廃棄の観点から、廃溶媒からの核燃料物質の回収は重要なプロセスである。そこで、Pu(IV)の模擬としてZr(IV)を用いて模擬廃溶媒を調製し、固体吸着材による回収法を検討し、イミノ二酢酸を導入した吸着材が廃溶媒中からの核燃料物質回収に有効であるとの結果を得ている。実用化に向けては吸着量の向上が課題であったことから、イミノ二酢酸の導入量を増加させるためにポリマーを被覆した多孔質シリカの利用を検討し、そのポリマーにイミノ二酢酸を導入することで吸着材を合成した。合成した吸着材について、廃溶媒処理への適用性を評価するためには、吸着能力と吸着メカニズムを明らかにする必要がある。そこで、微量元素の測定が可能であるマイクロPIXE分析に着目し、吸着したZrの分布や量を測定することで、吸着材に導入したイミノ二酢酸基の利用効率を評価した。また、吸着材中のイミノ二酢酸に吸着したZr周りの局所構造を明らかとするためにEXAFS分析を実施した。それぞれの分析結果から、本件で合成した吸着材は溶媒中でもZrと吸着反応を示すことを確認したが、沈殿と推察される粒子が観察され、吸着材の合成方法の更なる改善が必要である。
多田 健一; 羽倉 尚人*
炉物理の研究(インターネット), (67), 105 Pages, 2015/03
2014年の日本原子力学会秋の大会において、「炉物理分野の人材育成の現状と今後の課題」という題目で、炉物理部会の企画セッションを実施した。その際に、チェルノブイリ発電所の事故などの前後で、各大学の原子力関係の学生及び炉物理分野の学生の就職動向がどのように変化したかを調査した。また、原子力を志望する学生の数を維持するためには、今の学生や若手研究者・技術者が、どのようなきっかけで原子力業界を志望するようになったのか、また進路選択においてどのような点を重視していたかを把握することが重要である。これらのことを調査するためには、学生や若手研究者・技術者の考えやニーズを直接アンケートで聞き取ることが必要と考え、炉物理部会に関わる学生や若手研究者・技術者を対象にアンケートを実施した。企画セッションにおいて、進路調査及びアンケート結果の概要について紹介したが、時間の関係上、全てを紹介することは困難であった。また、進路調査及びアンケート結果は、今後の人材育成の検討をする上で重要な参考資料になると考えた。本資料は、就職動向調査及びアンケート集計結果を再度詳細に考察し、まとめたものである。
多田 健一; 羽倉 尚人*; 北田 孝典*; 山形 浩史*; 岩永 宏平*
no journal, ,
今後の炉物理分野の人材育成に資するため、炉物理分野の人材育成の現状と課題を整理・共有し、課題を克服するための方策について議論する。
宮原 直哉; 鈴木 恵理子; 上澤 伸一郎; 佐藤 勇*; 松浦 治明*; 羽倉 尚人*; 腰越 広輝*; 逢坂 正彦
no journal, ,
軽水炉事故時における環境への放射性エアロゾル放出量に大きく影響し得る格納容器及び原子炉建屋内エアロゾル沈着量のより高精度かつ合理的な評価手法開発を目的として、壁面及びその近傍における詳細なエアロゾル沈着現象の把握・モデル化を実施している。本報では、エアロゾル沈着に係る壁面材質毎の物理化学現象を把握するため、様々な材質へのエアロゾル沈着試験を実施し、沈着表面を分析した。その結果、コンクリート細孔内へのエアロゾル粒子の侵入等、エアロゾル沈着量評価において考慮すべき現象を確認した。
腰越 広輝*; 佐藤 勇*; 羽倉 尚人*; 宮原 直哉*; 鈴木 恵理子; 逢坂 正彦; 松浦 治明*
no journal, ,
福島第一原子力発電所等の廃炉に資するコンクリートへのCs浸透挙動を評価するための技術開発として、CsCl及びCsI水溶液へのコンクリートの浸漬試験を行った試料のPIXE測定を実施した。PIXE測定によりCsの浸透深さ及びCs濃度の骨材含有量依存性に関わるデータを取得できることを確認し、PIXE測定は濃度が希薄な試料に対して有効であることが分かった。
腰越 広輝*; 佐藤 勇*; 羽倉 尚人*; 宮原 直哉*; 鈴木 恵理子; 逢坂 正彦; 松浦 治明*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉に必要となるコンクリートへの骨材の影響に着目したCs浸透挙動を解明するため、CsCl及びCsI水溶液への浸漬試験を行ったコンクリートに対してEXAFS分析を実施し、コンクリート中Csの化学的存在状態を調べた。骨材含有量の増加に伴いCs周囲のOの配位数が減少する傾向がみられ、骨材含有量がコンクリートへのCs浸透挙動に影響を与えている可能性が示された。
米山 海*; 佐藤 勇*; 羽倉 尚人*; 古屋 典昭*; 三輪 周平; 鈴木 恵理子
no journal, ,
コンクリートへのCs浸透挙動の解明に資するために、粗骨材のみ、モルタルのみ、及びこれらの混合割合を制御したコンクリート試料を用いて低濃度Cs含有水溶液への浸漬実験を行い、中性子放射化分析法により試料表面からの深さ方向のCs濃度分布を測定した。0.5mm以上の深さでは、粗骨材のみ及びモルタルのみを足し合わせたCs濃度よりも、コンクリートのCs濃度の方が大きくなった。これは、より高濃度のCs含有水溶液を用いた過去の実験結果と同じ傾向を示しており、粗骨材-モルタル間の界面で浸透が促進された影響と考えられる。
古屋 典昭*; 佐藤 勇*; 羽倉 尚人*; 米山 海*; 三輪 周平; 鈴木 恵理子
no journal, ,
コンクリートへのCs浸透挙動の解明に資する技術開発を目的として、コンクリート及びモルタル試料を用いて低濃度Cs含有水溶液への浸漬実験を行い、PIXE分析によるバルク状試料中のCs濃度の定量分析を行った。試料表面から深さ方向へのCs濃度の減少を測定可能であることを確認し、バルク状試料中の微量Csの定量測定に対するPIXE分析の適用性が示された。これにより、実験誤差の低減が可能となり、より詳細なCs浸透挙動評価につながる。
古屋 典昭*; 佐藤 勇*; 羽倉 尚人*; 米山 海*; 三輪 周平; 鈴木 恵理子
no journal, ,
コンクリートへのCs浸透挙動の解明に資する技術開発を目的として、コンクリート及びモルタル試料を用いて低濃度Cs含有水溶液への浸漬実験を行い、PIXE分析によるバルク状試料中のCs濃度の定量分析を行った。過去に実施した高濃度Cs含有水溶液を用いた実験と同様の傾向である、コンクリートとモルタルとのCs浸透深さの差異が確認され、バルク状試料中の低濃度Csの定量測定に対するPIXE分析の適用性が示された。
羽倉 尚人*; 渡部 創
no journal, ,
東京都市大学・原子力研究所(川崎市麻生区)の1.7MVペレトロン・タンデム加速器(都市大タンデム)は2018年5月に運転を開始した。2020年度よりPIXE分析のエネルギー分解能を飛躍的に向上させる手法として、画像処理技術を伴った波長分散型PIXE(WDS-PIXE)システムの開発を実施している。本発表ではWDS-PIXEの開発状況、および同時に測定が可能なEDS-PIXEや、荷電粒子誘起発光分光(IBIL)測定について紹介する。
中原 将海; 渡部 創; 百合 庸介*; 湯山 貴裕*; 石坂 知久*; 石井 保行*; 山縣 諒平*; 山田 尚人*; 江夏 昌志*; 加田 渉*; et al.
no journal, ,
抽出クロマトグラフィ用吸着材の錯体構造を把握するために、荷電粒子誘起発光分析を行った。本実験では、量子科学技術研究開発機構のイオン照射施設においてシングルエンド加速器から得られる陽子ビーム及びサイクロトロン加速器から得られるアルゴンイオンビームを利用した。これらの異なるビームから得られる荷電粒子誘起発光スペクトルと錯体構造との相関に関する研究結果を報告する。
荒井 陽一; 渡部 創; 長谷川 健太; 岡村 信生; 渡部 雅之; 武田 啓佑*; 福元 博基*; 吾郷 友宏*; 羽倉 尚人*; 塚原 剛彦*
no journal, ,
The spent extraction solvent, which mainly consists of tributyl phosphate (TBP) and normal dodecane, is generated by solvent extraction of Plutonium and Uranium in the reprocessing. The spent solvent should be appropriately treated for disposal or storage. One of the treatment options for storage of the spent solvent is adsorption of the liquid into vermiculite. Our previous experiments on the adsorption of spent solvent into the vermiculite have shown that some parts of loaded solvent gradually leaked out from the vermiculite. In order to investigate the adsorption mechanism and capacity more precisely, elution behavior of loaded solvent into hexane or acetone was evaluated. In this study, the adsorption capacity of the vermiculite was evaluated through amount of remaining solvent after washing with diluents. The amount of the remaining solvent was analyzed by Particle Induced X-ray Emission (PIXE) on P contained in TBP. Peak intensity of P-K line depended on the washing condition, and the behavior qualitatively agreed with the results of the leaching test.
渡部 創; 高畠 容子; 岡村 信生; 渡部 雅之; 持木 幸一*; 羽倉 尚人*
no journal, ,
抽出クロマトグラフィプロセスの妨害となる、高レベル放射性廃液中で発生する沈殿物の物性評価を行うため、模擬高レベル放射性廃液中の沈殿物を採取し、PIXE及びEXAFSによる評価を行った。PIXEスペクトルを解析することによって、沈殿物の構成元素の割合を定量的に示すことに成功し、沈殿物に含まれるTeやRuの化学形態についてEXAFSの結果から考察を行った。
牛島 康貴*; 羽倉 尚人*; 渡部 創
no journal, ,
化学結合状態の差異を検出可能なエネルギー分解能を有する小型の波長分散型PIXE(WDS-PIXE)分析装置の開発を目指している。チャンバを設計・製作し、X線輝点検出システムの予備実験を行った。このチャンバではSDD検出器を用いたエネルギー分散型PIXEや荷電粒子誘起発光分光(IBIL)も同時測定できる構成としており、これらの結果から適切にビーム照射が行えることを確認した。X線輝点の測定では、複数ピクセルにわたる輝点が取得できたため、画像処理技法の適用によりエネルギー分解能の向上が見込めることが確認できた。
