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中川 太一; 鈴木 怜花*; 松枝 誠; 寺島 元基; 飯島 和毅; 高貝 慶隆*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉に向けて、炉内滞留水中金属微粒子の組成から燃料デブリの性状を把握するための手法開発を進めている。しかし、滞留水中金属微粒子は極めて希薄であると予想されるため、その分析には濃縮が必要である。一方、金や銀のナノ微粒子の分離・抽出には界面活性剤の温度相転移現象を利用した曇点抽出法が適用できることが示されているが、滞留水中に存在すると予測される高原子価金属酸化物微粒子への適用に関する知見は得られていない。本研究では、核燃料ペレット被覆管の材料として使用されるジルコニウムに着目し、その酸化物微粒子抽出に対する両性イオン界面活性剤(3-(nonyldimethylammonio)propyl sulfate: C
-APSO
)の適用性を調査した。酸化ジルコニウム微粒子(粒子径119
48nm)をC-APSO(相転移温度65
C)と混合し、冷却することで曇点抽出を行った結果、99%の抽出率を得た。
鈴木 怜花*; 中川 太一; 松枝 誠; 阿部 雄太; 平田 岳史*; 古川 真*; 高貝 慶隆*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水中に分散する金属微粒子を測定し、燃料デブリの状態や組成を間接的に推定する研究が行われている。汚染水中の金属微粒子の粒子濃度は希薄で測定が困難であるため、形状を維持したまま濃縮する必要がある。本研究では、両性イオン界面活性剤の温度依存相分離現象を利用した金属微粒子の濃縮と形状観察の結果について報告する。模擬デブリを液中レーザーアブレーション法で水溶液に分散させた後、本法で濃縮し濃縮前後の形状および粒径をTEMで分析した。実質濃縮倍率は15.2倍であり、その微粒子の形状は球状を示し濃縮前後で形状は変化しなかった。粒子径は、濃縮前は21.322.6nm (n=156)、濃縮後は24.025.7nm (n=77)であり、濃縮前後で粒子径に大きな変化はなかった。また、ウラン鉱石(自然石)の微粒子を濃縮した結果、実質濃縮倍率は3.4
82.5倍であった。
鈴木 怜花*; 中川 太一; 松枝 誠; 高瀬 つぎ子*; 平田 岳史*; 阿部 雄太; 寺島 元基; 古川 真*; 高貝 慶隆*
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東京電力福島第一原子力発電所(1F)の廃炉作業において、燃料デブリ取り出しを進めるために、デブリ性状を把握することが必要であるが、その状態を直接確認することは困難である。そこで汚染水中の微粒子に着目した。原子炉内の滞留水に含まれる燃料デブリ由来の微粒子は大部分が多核種除去装置などにより除去されるが、ナノメートルレベルのコロイド分散粒子(以降、ナノ粒子と記す)は、フィルターを通過し、処理後の汚染水(処理水)に存在する。処理水中のナノ粒子を分析することにより、燃料デブリの状態や組成の間接的な情報を得られると考えた。しかし、処理水中のナノ粒子濃度は低く、透過型電子顕微鏡(TEM)のような極微小領域の観察において粒子を発見することは困難を極める。そこで、本研究では、液中レーザーアブレーション法(LAL)や遊星ボールミル技術を利用して、模擬デブリやウラン鉱石(自然石)のコロイド溶液を調製し、両性イオン界面活性剤を用いるミセル濃縮を利用することで、水溶液中に分散する微粒子の濃縮・捕集を検討した。
鈴木 怜花*; 中川 太一; 松枝 誠; 寺島 元基; 高瀬 つぎ子*; 高貝 慶隆*
no journal, ,
福島第一原子力発電所における原子炉(事故炉)からのデブリ取出しに向けた研究が精力的に実施されている。デブリ性状解明に向け、汚染水中の金属ナノ粒子(NP)の特性を調べることが有効と考えられるが、その特徴を観察する手法として、透過型電子顕微鏡(TEM)の利用は、有効なツールとして期待が持てる。しかしながら、多核種除去装置等によって処理された処理水のNP濃度は非常に低くなっており、TEM観察の際に粒子を見つけ出すことは困難であると予想されている。さらに、指標となるNP標準物質の市販品は少ないことから溶液調製が難しく、NP分散液の簡単な調製とTEMによる観察容易化の技術開発が望まれている。そこで本研究では、微粒子化と水溶液への分散を同時に簡単に行うことができる粉砕機を用いるNP分散液の調製ならびに両性イオン界面活性剤の相分離現象を利用したNPのTEM観察の容易化のための検討を実施した。
中川 太一; 鈴木 怜花*; 松枝 誠; 寺島 元基; 堀田 拓摩; 岡 壽崇; 北辻 章浩; 高貝 慶隆*
no journal, ,
微粒子状の放射性核種は、環境中での動態に影響を及ぼす可能性がある。しかし、環境水中の微粒子は濃度が非常に低いため、分析装置で計測・評価するためには、前濃縮が必要であるが、一般的なフィルターろ過や遠心分離では、濃縮時の凝集により粒径や形態が変化してしまう。近年、相分離現象を利用する金属酸化物微粒子の抽出・分離が報告されている。その中でも、フッ素系界面活性剤の相分離現象を利用した均一液液抽出法は、高い濃縮倍率が報告されているが、金属酸化物微粒子に対する応用例は少なかった。本研究では、代表的な放射性微粒子としてUO2に対するフッ素系界面活性剤による均一液液抽出法の抽出挙動を調査するとともに、環境水への適応を検討した。
鈴木 怜花*; 中川 太一; 松枝 誠; 寺島 元基; 高瀬 つぎ子*; 高貝 慶隆*
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界面活性剤を利用した無機イオンや有機物等の抽出・濃縮に関する研究が古くから行われてきた。近年、両性イオン界面活性剤の温度依存相分離現象を用いたナノ粒子の抽出・濃縮の研究が金や銀ナノ粒子に関して行われている。しかし、一般的な金属材料の成分である金属酸化物や金属炭化物のコロイドについて抽出・濃縮は報告されていない。本研究では、両性イオン界面活性剤の温度依存相分離現象を利用したそれらのコロイド粒子の抽出や濃縮を検討し、その抽出メカニズムをナノ粒子の表面電位から検証したので報告する。
中川 太一; 鈴木 怜花*; 松枝 誠; 高瀬 つぎ子*; 寺島 元基; 高貝 慶隆*
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所(1F)の廃炉作業において、燃料デブリ性状の把握は重要であるが、性状を直接確認することは困難である。そこで汚染水中の微粒子に着目した。汚染水中の微粒子は、粒子濃度が低いため、前濃縮が必要となるがフィルター濾過や遠心分離では、微粒子が凝集体を形成してしまい、粒径や形態が変化してしまう。これらの課題を解決するために、本研究では、金や銀微粒子の濃縮・抽出報告がある、熱感応性界面活性剤の相転移温度(曇点)を利用した曇点抽出法を使用した。今回、燃料被覆材として使用されるジルコニウムの曇点抽出法による抽出及びゼータ電位の影響を明らかにしたので報告する。