Microbiome analysis of the restricted bacteria in radioactive element-containing water at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

藁科 友朗*; 佐藤 朝子*; 比内 浩; Shaikhutdinov, N.*; Shagimardanova, E.*; 森 宙史*; 玉木 聡志*; 斎藤 元文*; 眞田 幸尚; 佐々木 祥人; et al.

Applied and Environmental Microbiology, 90(4), p.e02113-23_1 - e02113-23_23, 2024/04

https://doi.org/10.1128/aem.02113-23

A major incident occurred at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station following the tsunami triggered by the Tohoku-Pacific Ocean Earthquake in March 2011, whereby seawater entered the torus room in the basement of the reactor building. Here, we identify and analyze the bacterial communities in the torus room water and several environmental samples. Samples of the torus room water (1 10 BqCs/L) were collected by the Tokyo Electric Power Company Holdings from two sampling points between 30 cm and 1 m from the bottom of the room (TW1) and the bottom layer (TW2). A structural analysis of the bacterial communities based on 16S rRNA amplicon sequencing revealed that the predominant bacterial genera in TW1 and TW2 were similar. TW1 primarily contained the genus Limnobacter, a thiosulfate-oxidizing bacterium. -Irradiation tests on Limnobacter thiooxidans, the most closely related phylogenetically found in TW1, indicated that its radiation resistance was similar to ordinary bacteria. TW2 predominantly contained the genus Brevirhabdus, a manganese- oxidizing bacterium. Although bacterial diversity in the torus room water was lower than seawater near Fukushima, 70% of identified genera were associated with metal corrosion. Latent environment allocation - an analytical technique that estimates habitat distributions and co-detection analyses - revealed that the microbial communities in the torus room water originated from a distinct blend of natural marine microbial and artificial bacterial communities typical of biofilms, sludge, and wastewater. Understanding the specific bacteria linked to metal corrosion in damaged plants is important for advancing decommissioning efforts.

Report on fabrication of the pin components for irradiation of FUJI project (Collaboration in the research and development of advanced sphere-pac fuel among PSI, JNC, and NRG)

鈴木 政浩; 比内 浩; 重留 義明; 河野 秀作; 松崎 壮晃

JNC TN8410 2003-002, 29 Pages, 2003/02

JNC-TN8410-2003-002.pdf:0.4MB

核燃料サイクル開発機構(JNC)では、振動充填燃料に関する共同研究「Research and Development of Advanced Sphere-pac Fuel(通称FUJI(Fuel irradiations for JNC and PSI)プロジェクト」を、スイスのPaul Scherrer Institut(PSI)及びオランダのNuclear Research & consultancy Group(NRG)との間で実施している。本プロジェクトではPSIで製造したスフェアパック、ペレット及びバイパックの3タイプの燃料を、オランダPettenにあるHigh Flux Reactor(HFR)で比較照射する計画である。JNCは照射試験用燃料のピン部材を製造する役割を担っており、三者間で合意された製作図面に従って部材の製作及び接続端栓の被覆管への溶接を実施した。この報告書は照射用部材の製造結果、また接続端栓の溶接に関する施工試験及び溶接された部材の品質保証に関するものである。製造は無事完了し、製造された部材は2002年10月にPSIに送付された

福島第一原子力発電所の事故に伴う水処理二次廃棄物の性状調査,4; 既設および増設多核種除去設備スラリーの性状比較

福田 裕平; 比内 浩; 柴田 淳広; 野村 和則; 池田 昭*; 小畑 政道*; 市川 真史*; 高橋 陵太*; 平山 文夫*

no journal, , 

既設多核種除去設備及び増設多核種除去設備の前処理設備から発生した炭酸塩スラリー廃棄物を採取し、その性状比較を行うため、放射化学分析, pH測定, SEM-EDX分析を行った。放射化学分析の結果、H-3, Mn-54, Co-60, Sr-90, Sb-125, Cs-134, Cs-137が検出された。既設・増設のどちらのスラリーについてもSr-90が支配的であり、Sr-90濃度は、既設スラリー: 710 Bq/cm、増設スラリー: 610 Bq/cmであった。この既設・増設のスラリーの性状の違いは、既設・増設の処理工程の違いである鉄共沈工程の有無の差や処理を行った汚染水の組成の違いによるものと推定される。

原子力教育大学連携ネットワークにおける学生実習

横山 義友; 比内 浩; 加藤 浩; 小島 久雄

no journal, , 

原子力機構と6大学(金沢大学,東京工業大学,福井大学,茨城大学,岡山大学,大阪大学)が進めている原子力教育大学連携ネットワーク活動の一環として実施している学生実習の経緯,プログラム内容などの活動実績について報告する。

吸光光度法によるヒドラジン定量法の改良

粟飯原 はるか; 比内 浩; 中島 靖雄

no journal, , 

再処理工程試料や福島第一原子力発電所の放射性滞溜水に含まれるヒドラジンの定量法を改良した。分析にはp-ジメチルアミノベンズアルデヒド吸光光度法を用い、呈色試薬であるp-ジメチルアミノベンズアルデヒド(以下p-DMBA)溶液の試薬を変更することにより共存成分の影響を減らし幅広い試料に対応できるよう検討を行った。結果としてp-DMBA溶液の酸は塩酸,硫酸,硝酸いずれも分析に用いることができた。最も吸光度が安定なのは塩酸系であり、共存成分からの影響は硝酸系が最も少なかった。また、溶媒をエタノールから水に変更することも可能で、水溶媒の場合感度が低下するが硝酸系の安定性は増した。以上より試料中の共存成分によってp-DMBA溶液の酸を使い分けることが可能となり、溶媒を水にすることにより試薬の安定性を増すことができた。

U及びPu含有廃液処理における塩化物イオン除去手法の検討と開発

多田 康平; 北脇 慎一; 渡部 創; 比内 浩; 柴田 淳広; 野村 和則

no journal, , 

CPFにて実施している乾式再処理試験では、化学分析に伴い塩化物イオンを含む廃液が発生している。塩化物イオンを含む廃液は、腐食の観点から施設廃液設備に廃棄することが出来ないため、一時保管設備内で保管してきたが、現在、保管容量の7割に達している。さらに、これらの廃液にはU, Puも含まれている。本研究は、塩化物イオンを除去し、U, Puを回収した上で廃液を処理する方法を確立することを目的とした。この目的を達成するため試験内容を検討し、コールド試験にて確認した。その結果、硝酸銀を用いた沈殿分離処理により、塩化物イオンを効率的に除去できた。その際、U, Puが塩化銀沈殿物に同伴するロスが少なくなる見通しも得た。生成した塩化銀沈殿物は、光分解反応による変色が観察されたため、暗所にて乾燥処理を行う必要がある。生成した沈殿物は、通常の空気雰囲気下にて自然乾燥すれば、1週間で乾固することが分かったため、暗所でも同様に乾固できる。今後、実際の廃液にてホット試験を実施し、実証する予定である。

福島第一原子力発電所の事故に伴う水処理二次廃棄物の性状調査,5; 高性能容器に収納されている炭酸塩スラリーの分析

福田 裕平; 荒井 陽一; 比内 浩; 野村 和則; 池田 昭*; 小畑 政道*; 市川 真史*; 高橋 陵太*; 平山 文夫*

no journal, , 

増設多核種除去設備の前処理設備にて発生し、約5か月間高性能容器(HIC)に保管されていた炭酸塩スラリーを、深さ位置を変えて3点(深さ60cm, 100cm, 150cm)採取し、ICP-AESによる元素濃度分析及び放射能分析等の各種分析を行い、炭酸塩スラリーの性状と採取深さ位置の関係を調べた。元素濃度分析の結果、Mg, Ca, Na等が検出されたが、各試料の金属元素組成比に違いは認められず、採取深さに関係なく試料中の固体成分の組成は同一であると推察する。しかし、固体成分の割合は、採取深さ60cmの試料に比べて、100cmと150cmの試料が大きい結果となった。また、Sr-90放射能濃度の結果も同様の傾向となった。スラリー中の粒子が沈降することにより、固体成分の割合が上昇し、その結果、放射能濃度が高くなったと推定される。これらの結果は、スラリー試料のインベントリ評価や、今後の評価の際のスラリー採取位置の検討に役立てられる。

Characterization of carbonate slurry waste from multi-radionuclide removal system in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

比内 浩; 柴田 淳広; 野村 和則

no journal, , 

福島第一原子力発電所には、放射性汚染水中の放射性核種の除去を目的とした多核種除去設備が設置されている。汚染水処理に伴いスラリー及び廃吸着材の二次廃棄物が発生する。特にSr吸着を阻害するアルカリ土類金属の除去を目的とした炭酸塩沈殿処理工程では高線量かつ多量の炭酸塩沈殿スラリーが生成されるため、その処理処分方法を検討するため、その中に含まれる放射性核種の種類と放射能濃度等を詳細に把握することが必要となる。このため、炭酸塩沈殿スラリー試料を核燃料サイクル工学研究所に輸送し、放射化学分析, 元素分析及び粒度分布測定を実施した。得られた炭酸塩沈殿スラリーの性状を報告する。

福島第一原子力発電所の事故に伴う水処理二次廃棄物の性状調査,6; 除染装置スラッジの性状分析

佐藤 大輔; 比内 浩; 明道 栄人; 駒 義和; 柴田 淳広; 野村 和則

no journal, , 

福島第一原子力発電所において、汚染水処理により発生した除染装置スラッジが貯蔵されている。このスラッジを発電所内移送する計画があり、移送手段等の検討のため実試料の性状の把握が必要となっていた。今回、少量採取された実スラッジ試料を用い、移送設備の設計に必要なデータを取得した。

福島第一原子力発電所の事故に伴う水処理二次廃棄物の性状調査,3; 多核種除去設備スラリーの性状分析

福田 裕平; 菅沼 隆; 比内 浩; 池田 昭*; 小畑 政道*; 柴田 淳広; 野村 和則

no journal, , 

既設多核種除去設備及び増設多核種除去設備の前処理設備から発生した炭酸塩スラリー廃棄物を採取し、その性状を調査するためICP-AESによる元素濃度分析と粒度分布測定を行った。ICP-AESによる元素濃度分析では、前処理設備の除去対象元素であるCa, Mgを高い濃度で検出し、この他に有意量のNa, Si, Fe及びSrを検出した。試料間において、Ca/Mg濃度比に最大約2倍の差が認められたが、これは、処理水(供給水)の組成の違いによるものと推定される。また、粒度分布測定の結果、今回までに試料採取した範囲では、設備の違いや処理水の組成によらず同程度の粒子径のスラリー廃棄物が発生していることがわかった。これらのデータは、スラリー廃棄物の安定保管の検討に資するものである。