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

マイクロ波加熱による酸化プルトニウムの高温溶解

比内 浩; 市毛 良明; 青瀬 晋一

no journal, , 

PuOは硝酸溶液に対して難溶解性であり、PuO系固体試料の湿式分析においては、その効果的な前処理が課題となる。今回著者らは、湿式分析の前処理方法として、マイクロ波加熱による高温酸溶解法を検討した。この方法は試料を硝酸等の溶解試薬とともに耐圧密閉容器に入れ、マイクロ波を照射することで、密閉容器内の圧力が温度上昇に伴って高まり、溶解試薬の沸点上昇によって高温加熱が可能である。同法によるPuO粉末の溶解試験(約180C)を行った結果、常圧条件での外部加熱溶解(約95C)と比較して約2分の1の溶解時間で溶解することができ、マイクロ波加熱による高温溶解法が有効であることがわかった。

シビアアクシデント後における燃料デブリの湿式再処理に関する検討,3; MOX-Zry模擬デブリの硝酸溶解基礎試験

石原 美穂; 比内 浩; 中村 雅弘; 矢野 公彦; 中島 靖雄; 鷲谷 忠博

no journal, , 

福島第一原子力発電所(以下、1Fという)事故により発生した燃料デブリの処置方法検討のため、Zr含有率の異なるMOX-Zry模擬デブリ及びUO-Zry模擬デブリを用いて、硝酸による溶解基礎試験を実施した。試験の結果、高Zr含有率の場合硝酸のみではほとんど溶解しないものの、低Zr含有率の場合であれば硝酸で溶解できる可能性が示された。

多核種除去設備の二次廃棄物に関する分析方法の検討,1; フェロシアン化合物の分析前処理方法の検討

荒井 陽一; 佐野 雄一; 菅沼 隆; 比内 浩; 池田 昭*; 小畑 政道*; 柴田 淳広; 野村 和則

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の汚染水を処理する多核種除去設備の運転に伴う二次廃棄物として、前処理設備から2種類のスラリー、多核種除去装置から7種類の吸着材が発生する。これらに含まれる放射性核種等の分析には、試料を完全に溶液化した後、妨害成分の除去や分析成分の濃縮等の前処理が必要である。本研究では、難溶解性フェロシアン化合物の溶液化に関する基礎データの取得のため、Csを吸着した模擬廃棄物試料の熱分解特性と、熱分解生成物の酸溶解性を調査した。500Cで熱分解した試料を用いて実施した各溶解試験の結果、硝酸に対する溶解性は、硝酸濃度が高く溶解時間が長いほど高くなり、これらの条件に依存する傾向が認められ、濃硝酸(約13mol/L)を用いた4時間の溶解では100%に近い溶解率に達した。混酸は濃硝酸と同等の溶解率を示し、硫酸の溶解率は約70%と他の条件と比較しても低い傾向にあった。なお、吸着したCsは、熱分解処理試料の溶解条件には依存せず、約90から100%と高い回収率が得られた。以上より、熱分解と酸溶解法を組み合わせた前処理により、Csを吸着した難溶解性フェロシアン化合物の溶液化の方法として採用できる見通しを得た。

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,2; 多核種除去設備スラリーの放射化学分析

比内 浩; 篠田 芳晴; 黒沢 明; 池田 昭*; 小畑 政道*; 柴田 淳広; 野村 和則

no journal, , 

福島第一原子力発電所において、放射性汚染水中の放射性核種の除去を目的として多核種除去設備が運転されている。発生する廃棄物については、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を詳細に把握することが必要となる。前処理設備から発生するスラリーについて、放射化学分析により性状を調べた。その結果、Srでは鉄共沈スラリーで1.210Bq/ml、炭酸塩沈殿スラリーで1.410Bq/mlの濃度を検出した。

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

比内 浩; 荒井 陽一; 福田 裕平; 黒澤 明; 駒 義和; 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(MRRS)が運転されている。MRRSは2つの前処理設備(鉄共沈処理設備と炭酸塩沈殿処理設備)と吸着塔から構成されており、トリチウムを除くほとんどの核種を取り除くことができる。しかし、この汚染水処理に伴い高線量の二次廃棄物(スラリー、廃吸着材)が発生し、高性能容器(HIC)に一時保管されている。これらの二次廃棄物の処理処分方法を検討するため、様々な性状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の採取を行い、核燃料サイクル工学研究所に輸送し、各種分析を実施した。炭酸塩スラリーから高濃度のSr-90(1.310[Bq/cm])が検出され、汚染水のSr-90が炭酸沈殿工程で濃縮されていることが示唆された。また、微量の線核種が検出された。ICP-AESでの元素分析の結果、スラリーのほとんどはCaCOとMg(OH)に占められていると推定され、炭酸沈殿工程が正常に機能していることが示された。また、炭酸塩スラリーの粒子サイズを画像解析法により測定し、メディアン径が数m程度であることが分かった。

福島第一原子力発電所の燃料デブリの元素分析方法の検討

比内 浩; 戸田 暢史*; 柴田 淳広; 野村 和則

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)の燃料デブリの構成元素を精度よく分析するためには、前処理として定量性が確保された溶解法が必要である。本検討では、難溶解性である燃料デブリの前処理として、燃料デブリで想定されている各種物質について、アルカリ融解法の融解条件等の適応性評価を実施した。また、汎用的なICP-AESによる金属元素の定量分析法では、主成分元素の干渉影響を調べた。結果として、燃料デブリ試料の元素分析について見通しが得られた。

Radiochemical analysis of actual samples collected at the Fukushima Daiichi NPS site

市川 真史*; 金子 昌章*; 駒 義和; 比内 浩; 二田 郁子; 柴田 淳広

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)で発生した固体廃棄物の処理・処分の検討を目的に、1号機PCV内の底から採取された堆積物について放射能分析により核種組成を取得した。炉内から採取した試料の核種組成データを取得したのは初めてであり、これらのデータを取得できたことにより、炉内の汚染物の起源の検討が可能となった。

福島第一原子力発電所内採取試料分析データによる核種移行の検討,6; 1及び2号機炉内汚染物に関する放射性核種の由来の推定

市川 真史*; 金子 昌章*; 比内 浩; 二田 郁子; 柴田 淳広; 駒 義和

no journal, , 

福島第一原子力発電所では従来の原子力発電所とは異なる、事故に由来した多種多様な廃棄物が発生している。1号機PCV内底部の滞留水中に存在する堆積物や、2号機TIP配管内の閉塞物は高い線量率を示した。これらの汚染状況や汚染由来を推定するため、放射化学分析等を行い、核種の由来を評価した。前報(5)で報告した手法に基づいた分析結果及び評価結果を報告するとともに、1号PCV堆積物と2号TIP配管内閉塞物を比較した結果を報告する。