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報告書

遠心抽出器によるTDdDGA溶媒系での向流多段抽出/逆抽出試験,2; 改良型MA回収フローシートを対象とした評価

木部 智; 藤咲 和彦*; 坂本 淳志; 佐野 雄一; 竹内 正行; 鈴木 英哉; 津幡 靖宏; 松村 達郎

JAEA-Research 2016-024, 40 Pages, 2017/02

JAEA-Research-2016-024.pdf:6.73MB

高レベル廃液からマイナーアクチノイド(以下、MAという)を回収するプロセス開発の一環として、抽出剤にTDdDGAを用いたフローシートの開発を進めている。本試験ではこれまでのフローシートにおける沈殿物の生成等の課題に対して抽出溶媒へのアルコール添加等の改良を加えたフローシートを対象に、遠心抽出器を用いた際の抽出・逆抽出挙動を評価し、先に実施されているミキサセトラを用いた際の同挙動との違いについて比較・評価した。本試験を通して、異相混入やオーバーフロー等の異常は認められず、相分離性も良好であった。MAと類似の挙動を示す希土類元素では、抽出段及び洗浄段においてミキサセトラを適用した場合と同等の挙動が得られるとともに、逆抽出段においては逆抽出効率の向上が確認された。これは主に遠心抽出器の高い相分離性に起因するものと推定される。

報告書

遠心抽出器によるTDdDGA溶媒系での向流多段抽出/逆抽出試験

木部 智; 藤咲 和彦*; 安倍 弘; 坂本 淳志; 佐野 雄一; 竹内 正行; 鈴木 英哉; 津幡 靖宏; 松村 達郎

JAEA-Research 2015-021, 40 Pages, 2016/02

JAEA-Research-2015-021.pdf:2.3MB

PUREXプロセスの抽出ラフィネートからMAを回収するプロセス開発の一環として、抽出剤にTDdDGAを用いたフローシートの開発を進めている。これまでに、小型ミキサセトラを用いたMA回収試験を実施し、各元素の抽出・逆抽出挙動を評価しているが、油水間の不十分な相分離に起因するものと考えられる各元素の回収率の低下等の問題が確認されている。そのため本試験では次世代センターと基礎工センターの連携の下、油水間の相分離性に優れる遠心抽出器を用いて、模擬ラフィネートを対象とした向流多段抽出/逆抽出試験を実施し、各元素の抽出・逆抽出挙動を評価するとともに、ミキサセトラを用いた際の同挙動との違いについて、比較・検討した。本試験を通して、エントレイメントやオーバーフロー等の異常は認められず、相分離性も良好であった。MAと同様の挙動を示す希土類元素では、ミキサセトラを用いた際と同等の抽出挙動が得られ、相分離性の違いにもとづく影響は認められなかった。逆抽出効率は若干低下する傾向が認められたが、これは遠心抽出器特有の二相混合時間の短縮が一因として示唆される。

口頭

遠心抽出器システム試験,5; 内部循環型遠心抽出器によるソルトフリー洗浄とアルカリ洗浄の性能比較

竹内 正行; 小野瀬 努*; 藤咲 和彦*; 荒井 陽一; 鷲谷 忠博; 北嶋 卓史; 小泉 務

no journal, , 

溶媒洗浄工程への適用を検討している内部循環型遠心抽出器では、溶媒の処理が進むとともに、循環する洗浄剤のpHが低下し、洗浄性能が低下する傾向を示した。本報告では、溶媒洗浄の要求性能評価の一環として、東海再処理工場で実績を有するアルカリ試薬を用いて、遠心抽出器システムによる溶媒洗浄試験を実施し、内部循環型遠心抽出器の適用条件下でのソルトフリー試薬とアルカリ試薬による溶媒洗浄性能を比較検討した。

口頭

磁気軸受型遠心抽出器の開発,4; 磁気軸受駆動部への$$gamma$$線照射試験

荒井 陽一; 藤咲 和彦*; 小泉 聡*; 竹内 正行; 鷲谷 忠博; 北嶋 卓史; 小泉 務

no journal, , 

核燃料再処理用遠心抽出器の長期信頼性を確保するうえで、駆動部の耐久性向上が技術課題の一つである。この耐久性を大幅に向上する技術として、駆動部に磁気軸受を適用した改良型遠心抽出器の開発を進めている。これまでに、実環境への適用を考慮したうえで機器の試作を行い、制御性及び環境因子による影響について評価を行っており、本試験では、再処理実環境への適用に必須となる、磁気軸受制御系に与える放射線の影響を調査するために照射試験を行った。照射対象は磁気軸受部をおもに構成する電磁石,センサ,ステータであり、$$^{60}$$Co線源により抽出器中心部の集積線量:2.58$$times$$10$$^{4}$$C/kg(10$$^{8}$$R)の条件で照射試験を行った。その結果、電線被覆材や接着シール材について損傷が認められたものの、磁気制御の主要部であるセンサコアを含めたほかの部位について照射による影響は認められなかった。

口頭

遠心抽出器システム試験,6; フラッシュアウト試験

荒井 陽一; 荻野 英樹; 小野瀬 努*; 小泉 聡*; 藤咲 和彦*; 横山 義友*

no journal, , 

再処理工程で使用される抽出器は処理運転後シャットダウン運転として、通常アクティブフラッシュアウト,ウランフラッシュアウト運転及び溶媒フラッシュアウト運転の一連の操作を実施する。そのため、遠心抽出器においてもフラッシュアウト運転手順を確立しておくことは重要である。本試験では、遠心抽出器システム試験装置(ACT)を用い、逆抽出工程を対象とした工学規模試験を行った。ウランフラッシュアウト試験についてはウラン濃度が0g/Lとなるまでの運転データを取得し、溶媒フラッシュアウト試験については抽出器内溶媒の排出が完了するまでの運転データについて取得を行った。

口頭

磁気軸受型遠心抽出器の開発,5; 5000時間運転結果

荻野 英樹; 岡村 信生; 加瀬 健; 中島 靖雄; 藤咲 和彦*

no journal, , 

原子力機構では、転がり軸受を用いる従来の遠心抽出器に比べ、装置寿命の飛躍的向上が期待できる磁気軸受型遠心抽出器の開発を進めている。実機への適用を図るうえで、長時間の連続運転における安定性,運転挙動,耐久性等に関するデータを取得しておくことが重要である。そのため、5000時間の連続運転を実施し、磁気軸受型遠心抽出器の耐久性を評価した。

口頭

磁気軸受型遠心抽出器の開発,6; 磁気軸受型遠心抽出器の耐久性評価試験

荒井 陽一; 藤咲 和彦*; 小泉 聡*; 荻野 英樹; 平野 弘康

no journal, , 

原子力機構では「高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)」の一環として、装置寿命の飛躍的向上が期待できる磁気軸受型遠心抽出器の開発を進めてきているが、磁気軸受は非接触であるため、停止原因,寿命等を予想するのが非常に難しい。そのため、これまでに約5000時間の連続運転試験,放射線等の環境因子の影響試験を実施し、停止原因等を調査してきた。本試験では、運転及び停止状況から停止時期を推測するためのモニタリングデータ,耐久性を向上させる改良点等を取得することを目的に、実機に近い運転した状態での$$gamma$$線照射試験を実施するとともに、さらに運転時間を累積した長期連続運転を実施した。

口頭

磁気軸受型遠心抽出器の開発,7; $$gamma$$線照射環境下での稼働試験

坂本 淳志; 荻野 英樹; 藤咲 和彦*; 小泉 聡*; 平野 弘康

no journal, , 

「高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)」の一環として、遠心抽出器の寿命を飛躍的に向上させるために磁気軸受型装置を開発している。磁気軸受は機械的な接触による劣化は生じないので、耐久性に関し放射線による装置への影響が最も重要である。これまでに部品照射試験を行い基本的な設計を固め、抽出器を照射する試験を実施した。10年相当の照射における耐久性(2.6$$times$$10$$^5$$C/kg)を目標に掲げたが、5年に満たない照射線量で起動不可能となった。この成果を踏まえ、制御方法の変更や電気配線の被覆等の改良を行い、改めて稼働試験を実施し、結果として10年相当の照射を受けての連続稼動を達成した。

口頭

遠心抽出器によるTDdDGA溶媒系での向流多段抽出/逆抽出試験

木部 智; 藤咲 和彦*; 坂本 淳志; 佐野 雄一; 竹内 正行; 鈴木 英哉; 津幡 靖宏; 松村 達郎

no journal, , 

PUREXプロセスの抽出ラフィネートからMAを回収するプロセス開発の一環として、抽出剤にTDdDGAを用いたフローシートの開発を進めている。本試験では、油水間の相分離性に優れる遠心抽出器を用いて、模擬ラフィネートを対象とした向流多段抽出/逆抽出試験を実施し、各元素の抽出・逆抽出挙動を評価するとともに、ミキサセトラを用いた際の同挙動との違いについて、比較・検討した。試験を通して、エントレイメントやオーバーフロー等の異常は認められなかった。MAと同様の挙動を示す希土類元素については、ミキサセトラを用いた試験と比較して、同等の抽出挙動が得られるとともに、逆抽出効率の向上が確認された。逆抽出効率の向上は、遠心抽出器の高い相分離性に起因するものと推定され、本系における遠心抽出器の適用の有効性が示された。

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