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口頭

低レベル放射性廃液の分析前処理に用いる複合型イミノニ酢酸樹脂の合成及び吸着性能評価

國井 和明*; 角田 あやか*; 飯島 寛大*; 新井 剛*; 堀口 賢一; 菅谷 篤志

no journal, , 

東海再処理施設から発生する低レベル放射性廃液は、多く含まれるナトリウムの影響により、微量金属元素の高精度な定量分析が困難である。そのため、定量分析の前にイミノニ酢酸樹脂を用い、ナトリウムとその他の金属元素に群分離する前処理方法を検討している。本発表では、イミノニ酢酸基(IDA)を多孔性シリカポリマー複合体(SiO$$_{2}$$-P)に導入した複合型イミノニ酢酸樹脂(SIDAR)について、最適合成条件の確認及び吸着性能評価について報告する。合成時間を変化させ合成を実施したところ、時間に比例し吸着分配係数も増大するが、合成時間の短縮についても考慮する必要があることから、合成時間は24時間とした。また純水と1,4-ジオキサンを6対4の比率で混合した溶媒を用いることで吸着分配係数が4倍程度向上した。吸着性能評価試験から、1,4-ジオキサンを添加した溶媒を用い、90$$^{circ}$$Cで24時間合成したSIDARが最も大きな吸着分配係数を示した。また、いずれの方法で合成したSIDARでも、30分以内に吸着平衡達することを確認した。

口頭

K系アルカリ刺激材料の固化体強度および長期安定性に係る物性試験

角田 あやか; 大曽根 理*; 平木 義久; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎; 工藤 勇*; Elakneswaran, Y.*; 佐藤 努*

no journal, , 

福島第一原子力発電所内の水処理二次廃棄物に対する、K系アルカリ刺激材料(AAM)の固化適用性検討に必要な物性データ取得のため、圧縮強度試験および$$gamma$$線照射による水素発生量の測定を行った。本試験項目において、K系AAM固化体は粉体材料の種類により異なる傾向を示すことが分かった。また、圧縮強度試験において、K系AAMは粉体材料の種類により他の固化材料と同程度の強度を有することが分かった。

口頭

K系アルカリ刺激材料の流動性に係る物性試験

平木 義久; 齋藤 利充*; 角田 あやか; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎; 工藤 勇*; Elakneswaran, Y.*; 佐藤 努*

no journal, , 

福島第一原子力発電所汚染水処理過程で発生する二次廃棄物の固化処理におけるK系アルカリ刺激材料(AAM)の適用可能性を示すため、実際の廃棄物処理における作業性に係る物性試験を実施した。模擬廃棄物を含まないK系AAMを作製し、粘度変化および凝結時間を測定した。得られたデータについて他の固化材料と比較した結果、流動性が高く、硬化が早いことが確認された。

口頭

Investigation on reaction, phases and mechanical properties of alkali-activated materials

Onutai, S.; 角田 あやか; 助永 壮平*; 柴田 浩幸*; 大杉 武史; 曽根 智之

no journal, , 

Sodium (Na), potassium (K) and lithium (Li) based alkali-activated materials were synthesized by using metakaolin (METAMAX) as raw materials. Moreover, sodium, potassium, and lithium hydroxide and silicates solution were used to activate metakaolin. Different techniques were applied to characterize the reaction products of activated metakaolin including XRD, $$^{29}$$Si and $$^{27}$$Al MAS/NMR, and FTIR spectroscopy. Furthermore, the mechanical properties of AAM products were tested. Moreover, ATR/FTIR spectra was measured. The results revealed that the reaction of alkali activation depended on the type of alkali activators. The kind of alkali activators affected the dissolution of Si and Al of metakaolin to form SiO$$_{4}$$ and AlO$$_{4}$$ tetrahedral networks which reflect on the phases and mechanical properties of the materials. In addition, $$^{27}$$Al MAS/NMR could be confirmed that the AlO$$_{5}$$ and AlO$$_{6}$$ coordinated species are transformed into AlO$$_{4}$$ in the aluminosilicate network with SiO$$_{4}$$ tetrahedra.

口頭

Physical properties of potassium based AAM for solidification of wastes generated from Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

平木 義久; 角田 あやか; Elakneswaran, Y.*; 佐藤 努*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所汚染水処理過程で発生する二次廃棄物の固化処理に適用可能な材料の一つとして、アルカリ刺激材料(AAM)の研究開発が行われている。廃棄物の実処理に際して作業性を向上させるため、AAMの原料と配合の調整に取り組んでいる。本研究では、流動性を高めたカリウム系AAMの物性測定を実施した。またK系AAMの廃棄物固化に対する適用可能性を示すため、ナトリウム系AAMおよび普通ポルトランドセメントと物性の比較を行った。得られたデータについて報告する。

口頭

Development of solidification treatment technology for secondary waste generated from contaminated water treatment at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

角田 あやか; 加藤 潤; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所で発生する放射性廃棄物対策は、現在我が国における重要な課題となっており、国をあげてのプロジェクトが立ち上がっている。福島第一原子力発電所では、事故により冷却系を喪失した原子炉内を冷やすため、汚染水から放射性物質等を除去して再利用する循環注水冷却システムが構築されており、現在も注水が続けられている。これらのシステムから発生する様々な性状を有する汚染水処理二次廃棄物については、水分主体の状態で一時保管されており、放射性物質の漏えいリスクや、水素の発生リスクがあるため、処分までの期間、保管中の安全が維持された状態で管理する必要がある。安全な保管管理のためには、適切な処理を施し固体廃棄物化する必要があるが、これらの水処理二次廃棄物については処分実績が無いため適用可能な技術の選定が難しく、技術調査や検討が重要となる。本研究では、このような水処理二次廃棄物を対象として、安定した固化体を得るための固型化処理技術の検討を、高温処理・低温処理からそれぞれ技術候補を選定し、複数の機関と連携・協力して進めている。

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,19; 鉄共沈スラリー含有固化試料の照射特性

佐藤 淳也; 角田 あやか; 今泉 憲*; 菊地 道生*; 山本 武志*; 金田 由久*; 大澤 紀久*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所で発生する水処理二次廃棄物の処理処分に向けて既存処理技術の適用性を検討するため、セメントやアルカリ活性材料を用いて模擬廃棄物を固化し、硬化性や固化試料の物性等に関する基礎データを取得している。本研究では、模擬鉄共沈スラリーの固化試料に対して$$gamma$$線照射試験を行い、水素発生量を調査した。

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,16; 低温処理固化可能性検査手法の定量化に係る検討

角田 あやか; 谷口 拓海; 並木 仁宏*; 菊地 道生*; 山本 武志*; 金田 由久*; 大澤 紀久*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所の汚染水処理において発生する性状多様な廃棄物に対して、事前に低温固化処理可能性を判定する手法を検討している。本法において、かさ密度や発熱性等の廃棄物性状を定量的に取得し、判定基準を設定する必要がある。本研究では、試料面の高さや温度等を機械的に判定することを目的として、画像判定装置を導入し、画像から性状評価に用いる数値を取得するための検討を行った。

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,17; 鉄共沈スラリーを含有する低温固化処理材料の特性評価

菊地 道生*; 山本 武志*; 大塚 拓*; 川戸 陸也*; 金田 由久*; 坂本 亮*; 芳賀 和子*; 角田 あやか; 大杉 武史; 曽根 智之; et al.

no journal, , 

福島第一原子力発電所の汚染水処理において生じる鉄共沈スラリーに対する、低温固化処理材料の適用性評価に利用するデータの取得を目的とし、各種固化配合で作製した模擬鉄共沈スラリー混合セメント固化体およびAAM固化体について、基礎特性の評価を行った。試験概要及び得られた結果の一部を紹介する。

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,18; 低温処理材料の核種浸出特性

金田 由久*; 芳賀 和子*; 菊地 道生*; 山本 武志*; 大塚 拓*; 角田 あやか; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物をセメント等で低温固化処理する場合の基礎データを取得する目的で、模擬炭酸塩スラリー(CS),模擬鉄共沈スラリー(IS)のセメントおよびAAM(アルカリ活性化材料)固化体製作時に模擬核種を添加し、模擬核種の浸出試験を行った。

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,24; 低温固化処理材料(模擬スラリー混合セメント固化体)の溶解挙動に関する実験及び解析的検討

小林 佑太朗*; 芳賀 和子*; 金田 由久*; 佐藤 努*; 角田 あやか; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物をセメント等で低温固化処理する場合の基礎データを取得する目的で、模擬廃棄物混合セメント固化体を作製し、溶解試験を行った。また模擬廃棄物混合セメント固化体の溶解挙動について熱力学平衡計算により検討し、得られた計算結果と溶解試験の結果との比較を行った。

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,22; セメント固化体及びAAM固化体の発熱影響の評価

高橋 裕太; 角田 あやか; 榎本 真由*; 今泉 憲*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所の廃炉作業で生じる水処理二次廃棄物を、普通ポルトランドセメント(OPC)やアルカリ活性材料(AAM)で固化体とした場合の固型化材に応じた発熱影響を評価する目的で、放射線輸送解析及び熱伝搬解析を行い、固型化材の密度及び熱伝導率が固化体最大温度に与える影響を明らかにした。

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,20; 特殊セメントの低温固化処理材料としての利用可能性の検証

大塚 拓*; 菊地 道生*; 山本 武志*; 川戸 陸也*; 蔵重 勲*; 角田 あやか; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

普通ポルトランドセメントの固化特性に悪影響を及ぼす化学種を含む廃棄物の処理などの観点で、利用可能性がある特殊セメントを調査するとともに、選定した特殊セメントによるALPSスラリー模擬粉体の固化試験、およびホウ酸等化学種影響の評価を行った。試験概要及び得られた結果の一部を紹介する。

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,21; 模擬スラリーを含有する低温固化処理材料の乾燥・熱による変化

山本 武志*; 菊地 道生*; 大塚 拓*; 川戸 陸也*; 蔵重 勲*; 角田 あやか; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所の汚染水処理で発生する水処理二次廃棄物に関して、実処理に適用可能な処理技術を抽出する手法の構築に資するため、国内外で放射性廃棄物への適用実績がある固化処理技術について、各種廃棄物への適用性評価に必要なデータの取得が必要である。本件では、ALPSスラリー(炭酸塩スラリー,鉄共沈スラリー)を低温固化処理した場合について、熱・乾燥負荷が固化体物性に及ぼす影響を評価した。

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,23; 鉄共沈スラリーとアルカリ活性材料の相互作用

Raudhatul Islam, C.*; 小林 佑太朗*; 芳賀 和子*; 金田 由久*; 角田 あやか; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎; 佐藤 努*

no journal, , 

For long-term safety storage and disposal of iron slurry embedded to alkali activated material (AAM), alteration of iron slurry (IS) and its interaction with AAM are definitely important. In this context, the interfaces between IS and AAM before and after leaching test were investigated by electron microscopy. As results, there is no the interaction during duration time in this study.

口頭

福島第一廃炉汚染水処理で発生する廃棄物の先行的処理に係る研究開発,27; 使用済無機吸着剤からのCs揮発挙動

宇留賀 和義*; 古川 静枝*; 土方 孝敏*; 小山 正史*; 角田 あやか; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所で発生する水処理廃棄物に適用する安定化処理技術の評価においては、ガラス固化などの高温処理時の$$^{137}$$Cs等の放射性核種の揮発率が重要な評価項目となる。本研究では、評価に利用するためのデータ取得を目的として、各廃棄物からのCs揮発挙動を把握するための基礎試験を実施した。代表的な廃棄物の1つであるケイチタン酸(CST)からのCs揮発挙動を中心に報告する。

口頭

鉄共沈スラリーを充填させたK系アルカリ活性材料の物性

平木 義久; 角田 あやか; 齋藤 利充*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎; Elakneswaran, Y.*; 佐藤 努*

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)で発生する水処理二次廃棄物の固化処理について、K系アルカリ活性材料(AAM)の適用可能性を示すため、模擬廃棄物を混合させた際の物性に対する影響の把握を目的とし、粘度および圧縮強度を測定した。得られた物性について廃棄物を混合しない系(母材)および他の固化材料と比較を行った。K系AAMは廃棄物を混合した場合でも高い流動性があり、圧縮強度の低下が他の材料より小さい傾向が確認された。

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