令和5年度核燃料サイクル工学研究所放出管理業務報告書(排水)

國分 祐司; 細見 健二; 瀬谷 夏美; 永岡 美佳; 井上 和美; 小池 優子; 長谷川 涼; 久保田 智大; 平尾 萌; 飯澤 将伍; et al.

JAEA-Review 2024-053, 116 Pages, 2025/03

JAEA-Review-2024-053.pdf:3.26MB

本報告書は、原子力規制関係法令を受けた「再処理施設保安規定」、「核燃料物質使用施設保安規定」、「放射線障害予防規程」、「放射線保安規則」及び茨城県等との「原子力施設周辺の安全確保及び環境保全に関する協定書」、「水質汚濁防止法」並びに「茨城県条例」に基づき、令和5年4月1日から令和6年3月31日までの期間に日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所から環境へ放出した放射性排水の放出管理結果を取りまとめたものである。再処理施設、プルトニウム燃料開発施設をはじめとする各施設からの放射性液体廃棄物は、濃度及び放出量ともに保安規定及び協定書等に定められた基準値を十分に下回った。

セメント系材料と緩衝材との相互作用による長期変質挙動の検討

小池 彩華*; 田窪 勇作*; 安楽 総太郎; 川喜田 竜平

NUMO-TR-24-03; 技術開発成果概要2023, p.62 - 64, 2024/10

https://www.numo.or.jp/technology/technical_report/pdf/NUMO-TR-24-03.pdf

地層処分事業の実施主体である原子力発電環境整備機構(NUMO)が、日本原子力研究開発機構(JAEA)をはじめとする関係研究機関及び大学との共同研究等により実施した2023年度の技術開発成果の概要を取りまとめ、報告する。本報告は、NUMOとJAEAの共同研究「ニアフィールドシステムの状態変遷に伴うバリア材及び核種の長期挙動評価のための研究」で2023年度に実施したセメント系材料と緩衝材との相互作用による長期変質挙動の検討に関する成果についての概要をまとめたものである。

Development of nuclear instruments to measure power distribution of HTGR, 1; Development of ex-core detector

深谷 裕司; 沖田 将一朗; 中川 繁昭; 寺尾 剛*; 小池 昭史*

Proceedings of International Conference on Nuclear Fuel Cycle (GLOBAL2024) (Internet), 4 Pages, 2024/10

日本原子力研究開発機構は、株式会社ANSeeN、静岡大学とともに、高温ガス炉の出力分布測定のための核計装の開発を2021年から3年間の間、文部科学省の原子力システム研究開発事業の支援を受けて実施した。このプロジェクトは、炉外計装の開発と炉内計装の開発の二つに分けられ、本発表では、炉外計装の開発について報告する。炉外計装の開発に関しては、中性子飛程の長い黒鉛減速の高温ガス炉とCT原理の特性を活かした革新技術であり、他の炉型への応用も期待できる。

令和4年度核燃料サイクル工学研究所放出管理業務報告書(排水)

國分 祐司; 中田 陽; 瀬谷 夏美; 永岡 美佳; 小池 優子; 久保田 智大; 平尾 萌; 吉井 秀樹*; 大谷 和義*; 檜山 佳典*; et al.

JAEA-Review 2023-052, 118 Pages, 2024/03

JAEA-Review-2023-052.pdf:3.67MB

本報告書は、原子力規制関係法令を受けた「再処理施設保安規定」、「核燃料物質使用施設保安規定」、「放射線障害予防規程」、「放射線保安規則」及び茨城県等との「原子力施設周辺の安全確保及び環境保全に関する協定書」、「水質汚濁防止法」並びに「茨城県条例」に基づき、令和4年4月1日から令和5年3月31日までの期間に日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所から環境へ放出した放射性排水の放出管理結果をとりまとめたものである。再処理施設、プルトニウム燃料開発施設をはじめとする各施設からの放射性液体廃棄物は、濃度及び放出量ともに保安規定及び協定書等に定められた基準値を十分に下回った。

Joint clarification of contaminant plume and hydraulic transmissivity via a geostatistical approach using hydraulic head and contaminant concentration data

高井 静霞; 島田 太郎; 武田 聖司; 小池 克明*

Mathematical Geosciences, 56(2), p.333 - 360, 2024/02

https://doi.org/10.1007/s11004-023-10084-8

事故に伴って生じた地下汚染を適切に除染するためには、汚染分布を精度良く推定することが必要である。汚染分布の推定には、汚染源と水理地質構造の両者の不確かさが伴い、特に汚染の放出時刻歴と透水量係数の不確かさの考慮が重要である。汚染の放出時刻歴は地球統計学的な手法によって推定できるが、従来の評価は水理地質構造を既知とするものであった。また地球統計学的手法では、異なるデータを組み合わせることで(地下水位およびトレーサー試験など)、不均質な透水量係数分布を推定することも可能である。しかし、汚染が生じている地盤での広範囲でのトレーサー試験の実施は、場を擾乱させてしまう。一方汚染濃度の経時データであれば、場を乱さずに広範囲に測定することが可能である。そこで本研究では、地下水位と汚染濃度の両者を用いた、地球統計学的な汚染分布と透水量係数分布の同時推定手法を開発した。本手法の適用可能性を、不均質な帯水層中の汚染(2次元)を想定した、2つの数値実験により確かめた。その結果、透水量係数分布の正確な推定には、汚染濃度を組み合わせることが重要であることが示された。汚染分布の将来予測の精度(真値と推定値の相関係数)は、地下水位のみから推定した場合には0.67程度だったが、汚染濃度を組み合わせた場合には両ケースとも0.97と高い再現性を示した。さらに、初期汚染分布と透水量係数分布の両者の不確かさを考慮することで(条件付き実現値)、汚染分布の将来予測の不確かさを定量的に評価できることを示した。

Solid-state far-ultraviolet C light sources for the disinfection of pathogenic microorganisms using graphene nanostructure field emitters

根尾 陽一郎*; 橋本 凱*; Koike, Rei*; 大原 高志; 松本 貴裕*

Global Challenges, 7(4), p.2200236_1 - 2200236_8, 2023/04

https://doi.org/10.1002/gch2.202200236

The ongoing global outbreak of coronavirus disease has necessitated the use of ultraviolet (UV) disinfection techniques to reduce viral transmission in public places. The previously used UV wavelength is harmful to the human body, the wavelength range from 200 to 235 nm, often referred to as far-UVC light, has attracted attention as a novel disinfection wavelength range that can be used in a safe manner. Here, an efficient mercury-free far-UVC solid-state light source is presented. This light source demonstrates intense 230 nm emission with a narrow spectral width of 30 nm and a long lifetime of more than 1000 h. These characteristics can be achieved by graphene nanostructure field emitters and wide-bandgap magnesium aluminate phosphors.

令和3年度核燃料サイクル工学研究所放出管理業務報告書(排水)

中田 陽; 金井 克太; 國分 祐司; 永岡 美佳; 小池 優子; 山田 椋平*; 久保田 智大; 平尾 萌; 吉井 秀樹*; 大谷 和義*; et al.

JAEA-Review 2022-079, 116 Pages, 2023/03

JAEA-Review-2022-079.pdf:2.77MB

本報告書は、原子力規制関係法令を受けた「再処理施設保安規定」、「核燃料物質使用施設保安規定」、「放射線障害予防規程」、「放射線保安規則」及び茨城県等との「原子力施設周辺の安全確保及び環境保全に関する協定書」、「水質汚濁防止法」並びに「茨城県条例」に基づき、令和3年4月1日から令和4年3月31日までの期間に日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所から環境へ放出した放射性排水の放出管理結果をとりまとめたものである。再処理施設、プルトニウム燃料開発施設をはじめとする各施設からの放射性液体廃棄物は、濃度及び放出量ともに保安規定及び協定書等に定められた基準値を十分に下回った。

Evaluating the effectiveness of a geostatistical approach with groundwater flow modeling for three-dimensional estimation of a contaminant plume

高井 静霞; 島田 太郎; 武田 聖司; 小池 克明*

Journal of Contaminant Hydrology, 251, p.104097_1 - 104097_12, 2022/12

https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2022.104097

放射性核種や化学物質により汚染された地下環境に対し、リスクを評価し除染対策を立てるためには、測定データから汚染物質の濃度分布とその不確かさを正確に推定する必要がある。汚染の放出時刻歴が明らかでない場合でも、これを時間方向の相関を考慮して測定濃度から逆解析することで、既知の汚染源から放出された汚染分布とその不確かさを地下水流動を考慮した地球統計学的手法によって推定することができる。しかし、従来の手法には3つの課題があった:(1)実際の汚染事例に対する3次元的な検証例がない、(2)推定値に制限がないため、負値の発生及び不確かさの増大につながりうる、(3)複数の汚染物質を対象とした検証例が少ない。これらを解決するために、本研究では地下水流動を考慮した地球統計学的手法に、ギブスサンプリングによる非負の制限を導入した。そして本手法を、Gloucester処分場(カナダ、オタワ)における地下汚染事例に適用した。評価対象は、水に可溶な3つの汚染物質(1,4-ジオキサン,テトラヒドロフラン,ジエチルエーテル)とした。その結果、1982年の測定濃度(66点)から推定した汚染分布は、全ての汚染物質に対し測定値と高い相関(相関係数R0.7)を示し、本手法の有効性が確認された。特に1,4-ジオキサンに対しては、1978年の実際の大規模投棄に応じた放出ピークが、最小エントロピー法による先行研究よりも正確に推定された。同様の放出ピークは他の汚染物質に対しても、有機炭素含有量からの遅延係数の推定範囲で概ね再現された。

Development of a Ge detector array and an in-beam calibration system for highly precise measurement of atomic X-rays

藤田 真奈美; 細見 健二; 石川 勇二*; 叶内 萌香*; 小池 武志*; 小椋 裕*; 田村 裕和; 谷田 聖; 鵜養 美冬*; 山本 剛史

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1042, p.167439_1 - 167439_9, 2022/11

https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167439

atomic X-ray spectroscopy is a powerful method of studying the N interaction, for which very limited experimental data are currently available. For this reason, we constructed a germanium (Ge) detector array referred to as Hyperball-X and conducted the first-ever atomic X-ray measurements in 2016 and 2017 at J-PARC. We developed a novel method for in-beam energy calibration of Ge detectors. Three rays (202 keV, 307 keV, and 511 keV) from Lu in LSO scintillation counters and Na source were used as reference. The and coincidence detection using the Ge detectors and LSO counters allows for continuous in-beam calibration with this new calibration method, and the calibration uncertainty is reduced to less than 100 eV for energies ranging from 202 to 511 keV.

Quantitative risk assessment with CMMC method on abnormal snowfall incident for a sodium-cooled fast reactor

中島 理紗子*; 小池 朱里*; 堺 公明*; 堂田 哲広; 田中 正暁

Proceedings of 29th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 29) (Internet), 6 Pages, 2022/08

ナトリウム冷却高速炉の外部ハザードに対する定量的リスク評価手法の構築の一環として、連続マルコフ過程モンテカルロ法(CMMC法)を用いた動的PRA解析を行い、地球温暖化が炉心損傷要因である制限温度超過確率に与える影響を評価した。地球温暖化に伴って、異常降雪時の降雪量が増大する可能性があることから、地球温暖化を考慮した降雪量のハザード曲線を作成した。解析の結果から、地球温暖化による降雪量の増加により、炉心制限温度を超過する可能性が高くなることが示された。