Structural and compositional characteristics of Fukushima release particulate material from Units 1 and 3 elucidates release mechanisms, accident chronology and future decommissioning strategy

Martin, P. G.*; Jones, C. P.*; Bartlett, S.*; Ignatyev, K.*; Megson-Smith, D.*; 佐藤 志彦; Cipiccia, S.*; Batey, D. J.*; Rau, C.*; 末木 啓介*; et al.

Scientific Reports (Internet), 10, p.22056_1 - 22056_17, 2020/12

https://doi.org/10.1038/s41598-020-79169-2

The structural form and elemental distribution of material originating from different Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant reactors (Units 1 and 3) is hereby examined to elucidate their contrasting release dynamics and the current in-reactor conditions to influence future decommissioning challenges. Complimentary computed X-ray absorption tomography and X-ray fluorescence data show that the two suites of Si-based material sourced from the different reactor Units have contrasting internal structure and compositional distribution. The known event and condition chronology correlate with the observed internal and external structures of the particulates examined, which suggest that Unit 1 ejecta material sustained a greater degree of melting than that likely derived from reactor Unit 3. In particular, we attribute the near-spherical shape of Unit 1 ejecta and their internal voids to there being sufficient time for surface tension to round these objects before the hot (and so relatively low viscosity) silicate melt cooled to form glass. In contrast, a more complex internal form associated with the sub-mm particulates invoked to originate from Unit 3 suggest a lower peak temperature, over a longer duration. Using volcanic analogues, we consider the structural form of this material and how it relates to its environmental particulate stability and the bulk removal of residual materials from the damaged reactors. We conclude that the brittle and angular Unit 3 particulate are more susceptible to further fragmentation and particulate generation hazard than the round, higher-strength, more homogenous Unit 1 material.

幌延深地層研究計画におけるPB-V01孔を利用した原位置透水試験

佐俣 洋一; 岩田 樹哉*; 石井 英一

JAEA-Data/Code 2019-008, 19 Pages, 2019/09

JAEA-Data-Code-2019-008.pdf:2.82MB
JAEA-Data-Code-2019-008-appendix(CD-ROM).zip:1.38MB

幌延深地層研究計画においては、地下施設周辺のボーリング孔に設置した水圧モニタリング装置を用いて地下施設建設が水圧に及ぼす影響を観測している。PB-V01孔では、2008年10月から水圧観測を開始したが、現在では当時と比較して水圧が最大3MPa程度低下している。本報では、この水圧低下が岩盤の透水性に与える影響を評価するために、同孔内に設置された長期水圧モニタリング装置を用いた原位置透水試験を実施した結果を取りまとめた。

Wetting induced oxidation of Pt-based nano catalysts revealed by high energy resolution X-ray absorption spectroscopy

Cui, Y.-T.*; 原田 慈久*; 丹羽 秀治*; 畑中 達也*; 中村 直樹*; 安藤 雅樹*; 吉田 稔彦*; 石井 賢司*; 松村 大樹; 陰地 宏*; et al.

Scientific Reports (Internet), 7(1), p.1482_1 - 1482_8, 2017/05

https://doi.org/10.1038/s41598-017-00639-1

In situ high energy resolution fluorescence detection X-ray absorption spectroscopy (HERFD-XAS) was used to systematically evaluate interactions of HO and O adsorbed on Pt and PtCo nanoparticle catalysts in different particle sizes. The systematic increase in oxidation due to adsorption of different species (HO adsorption O adsorption O + HO coadsorption) suggests that cooperative behavior between O and HO adsorptions is responsible for the overpotential induced by hydrated species in fuel cells. From the alloying and particle size effects, it is found that both strength of O/HO adsorption and their cooperative effect upon coadsorption are responsible for the specific activity of Pt catalysts.

Replacement of the criticality accident alarm system in the Tokai Reprocessing Plant

眞田 幸尚; 石井 雅人*; 長谷川 市郎; 金澤 信之; 近澤 達哉*; 百瀬 琢麿

NEA/CSNI/R(2010)4 (Internet), p.351 - 370, 2010/11

https://www.oecd-nea.org/nsd/docs/2010/csni-r2010-4.pdf

東海再処理施設には、臨界管理の一環として、万が一の臨界事故の際に作業者の被ばくを防ぐための臨界警報装置を設置している。本論文では、高経年化対策として行った臨界警報装置の更新について述べる。

Progress of the ITER central solenoid model coil programme

辻 博史; 奥野 清*; Thome, R.*; Salpietro, E.*; Egorov, S. A.*; Martovetsky, N.*; Ricci, M.*; Zanino, R.*; Zahn, G.*; Martinez, A.*; et al.

Nuclear Fusion, 41(5), p.645 - 651, 2001/05

https://doi.org/10.1088/0029-5515/41/5/319

ITERを構成する3群の超伝導コイルでは、中心ソレノイド・コイルが最も高い磁場13Tを0.4T/s以上の速度で急速励起するパルス動作が要求される点で、最も技術的難度の高いコイルである。そこで中心ソレノイド・コイル工学設計の妥当性を確認し、併せてコイルの製作技術を開発する目的で、中心ソレノイド・モデル・コイルの開発が進められてきた。約8年をかけて完成したモデル・コイルの実験がこの程、国際共同作業として原研で実施され、技術開発目標をすべて満足する実験成果と貴重な技術データが得られた。

植物研究用Cuの製造と植物内イメージングへの応用

渡邉 茂樹; 石岡 典子; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 松橋 信平; 片渕 竜也*

no journal, , 

半減期12.7時間のポジトロン放出核種であるCuは半減期12.7時間の放射性核種で壊変形式が多様であることから、PET診断やガン治療など医学分野において広く利用されている核種の一つである。これまでわれわれは、医学分野での利用を目的としたCuの新規製造方法を決定し、定常製造を可能にしてきた。一方で、銅は植物において呼吸や光合成過程などに関与する必須元素の一つであり、その役割の多くは明らかになっているものの「生きた」植物における動態を可視化した報告はほとんどない。そこで、われわれが開発したCuの新規製造法と、Cuをトレーサーとしたポジトロンイメージング装置PETISを用いた銅の移行の可視化を行った。Cuの製造はNi(p, n)Cu反応により行い、イオン交換法を用いてCuの分離・精製を行った。得られたCuを播種後約25日のダイズへ供与し、PETISにより非侵襲的に3日間測定を行った。その結果、330 MBqのCuが生成し、回収率89%で270MBqのCuを放射核種純度は99%以上でターゲットから回収した。PETISによる植物体へのCu吸収実験では、時間が経過するにつれてCuが根から茎を経て移行し、36時間後には先端の葉に到達して集積する様子を可視化することに成功した。この結果はCuが医学利用だけでなく、PETISを用いることで植物生理学研究においても有用なトレーサーであることを示す結果である。

シリカ担持型吸着材を用いた高レベル放射性廃液からの白金族元素の分離に関する研究

伊藤 辰也; Kim, S.-Y.*; 山崎 浩道*; 石井 慶造*; 永石 隆二; 木村 貴海

no journal, , 

高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を選択的に分離するために、多孔性シリカ担持型吸着材を調製し、模擬廃液中に含まれるPGMsの吸着特性及び分離特性について調査し、PGMs分離プロセスを検討した。吸着特性の結果からMOTDGA-TOA/SiO-PがPGMs吸着材として有効であると考えられ、分離特性の結果からMOTDGA-TOA/SiO-PとTODGA/SiO-Pを組合せることでHLLW中からPGMs, Mo及びTcが分離可能であると考えられるプロセスを提案した。

高レベル放射性廃液中からの白金族元素の分離・回収,5; シリカ担持型吸着材の吸着保持性能に対する放射線の影響

伊藤 辰也; Kim, S.-Y.*; Xu, Y.*; 人見 啓太朗*; 石井 慶造*; 永石 隆二; 木村 貴海

no journal, , 

高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を分離・回収するために調製したシリカ担持型吸着材の放射線照射条件下での吸着保持性能を評価するために、PGMsを飽和まで吸着させた吸着材の線照射実験を行った。その結果、吸収線量350kGyまではすべてのPGMsの保持率が97%以上であり、特にプロセスでの吸着対象である2価パラジウムPd(II)の保持率が99%以上であったことから、積算線量100kGy未満である実際の放射線環境下で吸着材は十分に適用できることがわかった。

放射線照射下の白金族元素用シリカ担持型吸着材の吸着特性及び耐放射線性に関する研究

伊藤 辰也; 永石 隆二; Kim, S.-Y.*; Xu, Y.*; 人見 啓太朗*; 石井 慶造*; 木村 貴海

no journal, , 

高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を効率よく分離・回収するために開発したシリカ担持型の吸着材の(MOTDGA-TOA)/SiO-Pについて、その放射線照射場での吸着特性及び耐放射線性を調査した。その結果、線照射下の模擬廃液中の吸着材へのPd吸着は未照射下の場合と同様に、迅速に平衡に達し99%以上の吸着率を得た。さらに、線の照射開始から20時間経過しても吸着材中のPd保持率が減少しないこと等から、この吸着材が耐放射線性に優れていること、実廃液からのPd分離に利用可能であることが示唆された。

Detection and measurement of abnormal posture under stressful conditions in nematode

Ide, Kazunori*; Ishikawa, Tomoya*; Arai, Shingo*; Morioka, Tatsuya*; Kaneda, Hiroki*; 鈴木 芳代; 坂下 哲哉; 石井 直明*; 簗瀬 澄乃*

no journal, , 

Oxidative stress threatens cellular and extracellular targets including lipids, proteins and nucleic acids. As a result, oxidative stress causes or influence apoptosis, degenerative diseases and aging. Not only that, we found an abnormal posture in short-lived mutant such as , which is a paraquat (methylviologen)-sensitive strain, exposed to hyperoxia. In this study, we detected the hyperoxia-induced abnormal posture in mutant compared with wild-type N and long-lived strains. 4-day-old animals placed on a NGM agar plate with a fixed bacterial lawn were exposed to hyperoxia (90% of oxygen) overnight. After the exposure, some animals were immediately recorded as digital images with up to 400-fold magnification of the microscope. The images were analyzed using image processing software, Wriggle Tracker and Move-tr/2D, by a previously published method (Hattori et al., 2012). The body line was skeletonized and evenly divided into 12 segments. Subsequently, X- and Y-coordinates of each point on the body were acquired. To evaluate the posture of the body, we introduced a novel standard, namely the "posture index" as the absolute average of the relative angle, , between adjacent dividing points. As a result of this investigation, we can not only intuitively but also quantitatively and statistically understand a tendency of the behavior in a short-lived mutant under stressful conditions.