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論文

Continuous extraction and separation of Am(III) and Cm(III) using a highly practical diamide amine extractant

鈴木 英哉; 津幡 靖宏; 黒澤 達也*; 佐川 浩*; 松村 達郎

Journal of Nuclear Science and Technology, 54(11), p.1163 - 1167, 2017/11

 被引用回数:18 パーセンタイル:93.53(Nuclear Science & Technology)

Am(III)とCm(III)との相互分離のための新規抽出剤として、5本の2-エチルヘキシル基を持つADAAM(EH)を開発した。ADAAM(EH)は、Nドナーのソフト性とOドナーのハード性を併せ持った多座配位子で、高硝酸濃度条件下において、Am(III)とCm(III)の分離係数5.5が得られた。さらに、ADAAM(EH)は高い実用性を有しており、ADAAM(EH)を用いて多段向流式ミキサセトラによる連続抽出試験を実施し、非常に良好なAm(III)とCm(III)の分離結果が得られた。

論文

Highly practical and simple ligand for separation of Am(III) and Eu(III) from highly acidic media

鈴木 英哉; 津幡 靖宏; 黒澤 達也; 柴田 光敦; 川崎 倫弘; 卜部 峻一*; 松村 達郎

Analytical Sciences, 32(4), p.477 - 479, 2016/04

 被引用回数:18 パーセンタイル:67.29(Chemistry, Analytical)

Am(III)とEu(III)の相互分離のための新規抽出試薬として、革新的かつ高性能なアルキルジアミドアミン(ADAAM)が開発された。ADAAMは、ソフトドナーであるN原子1個とハードドナーであるO原子2個を中心骨格に持ち、これらの3座配位と、N原子に結合しているアルキル鎖の立体障害とのコンビネーションによって、Am(III)とEu(III)に対する抽出能,分離能が得られていると考えられる。

論文

Advanced-ORIENT cycle project; Summary of phase I fundamental studies

小山 真一; 鈴木 達也*; 小澤 正基*; 黒澤 きよ子*; 藤田 玲子*; 三村 均*; 岡田 賢*; 森田 泰治; 藤井 靖彦*

Procedia Chemistry, 7, p.222 - 230, 2012/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:60.25

先進オリエントサイクルは、高速炉サイクルに基づく使用済燃料中に含まれる核種の分離,変換,利用にかかる三位一体の概念であり、イオン交換法(IXC)と触媒的電気化学手法(CEE法)を用いた分離手法と安全性研究を中心に2006年から2011年にかけて研究を行った(Phase I計画)。最初のナノ吸着剤によるIXC(I)課程で、模擬高レベル廃液より90%以上のCsを回収した。次に3級ピリジン樹脂(TPR)による塩酸及び硝酸環境下での分離IXC(II, III, IV)課程で、照射済燃料から白金属元素,希土類、さらにAm及びCmの分離・回収を可能とした。特に塩酸環境下においてCEE法により白金族及びTcの分離が可能であることを明らかにした。さらに、CEE法で分離した白金族を電極として水素製造条件が向上することを明らかにした。塩酸環境下での構造材選択のため、ハステロイ-Bは室温で、タンタルは90$$^{circ}$$Cまでの高濃度塩酸環境において耐食性があることを確認し、またTPRの硝酸環境における熱化学的な安定性を検証した。これらラボスケールでの研究成果に基づいて、次のPhaseへの課題を明らかにした。

論文

Current status and future plans of advanced ORIENT cycle strategy

小山 真一; 鈴木 達也*; 三村 均*; 藤田 玲子*; 黒澤 きよ子*; 岡田 賢*; 小澤 正基

Progress in Nuclear Energy, 53(7), p.980 - 987, 2011/09

 被引用回数:5 パーセンタイル:42.62(Nuclear Science & Technology)

先進オリエント計画の一環として、塩酸及び硝酸環境での分離にかかわる個別の基礎研究を実施した。ナノ吸着剤であるAMP-SG(D)とD18C6-MCにより、それぞれCsとSrの高い選択的分離性能を確認した。TPR(3級ピリジン樹脂)は希塩酸条件においてPdとTcをよく吸着した。希少元素FPのCEE(触媒的電解)の実証を行い、模擬高レベル廃液から希少元素FPが電着した白金電極の形成を実証し、その電極を用いて電気化学的な水素製造特性を示した。工学実証のための構造材選択ため、ハステロイ-Bは室温で、Taは90$$^{circ}$$Cで高濃度塩酸環境において耐食性があることを確認した。実際の分離プロセスで使用する際、塩酸と硝酸環境におけるTPRの熱化学的な安定性を検証した。これらラボスケールでの実験結果に基づいて、最適化のための課題が明らかとなった。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:156 パーセンタイル:99.42(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:52.71(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

報告書

バッグイン・バッグアウト方式による大型グローブボックスのアクリルパネル交換技術

桜庭 直敏; 沼田 正美; 古宮 友和; 市瀬 健一; 西 雅裕; 冨田 健; 宇佐美 浩二; 遠藤 慎也; 宮田 精一; 黒澤 達也; et al.

JAEA-Technology 2009-071, 34 Pages, 2010/03

JAEA-Technology-2009-071.pdf:21.07MB

日本原子力研究開発機構原子力科学研究所の廃棄物安全試験施設(WASTEF)では、TRU核種を取り扱う大型グローブボックスの維持管理技術の一環として、バッグイン・バッグアウト方式によるアクリルパネルの交換技術を開発し、劣化が生じたアクリルパネルの交換作業に適用した。その結果、グローブボックス内の部分的な除染作業を行うだけで、負圧維持条件下で安全にアクリルパネルの交換ができた。また、グリーンハウスを用いてエアラインスーツを着用した作業者が直接アクリルパネルの交換を行う従来技術に比べ、安全性,作業性及びコスト等の面で極めて有効な作業技術であることが実証された。

論文

Safety research of multi-functional reprocessing process considering nonproliferation based on an ion-exchange method

小山 真一; 小澤 正基; 岡田 賢*; 黒澤 きよ子*; 鈴木 達也*; 藤井 靖彦*

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM), p.1530 - 1536, 2007/09

イオン交換法に基づく簡易な分離プロセスを提案した。その溶離液には、塩酸,硝酸及びメタノールを用いる。本プロセスの工学展開には、安全な運転条件を確立しておく必要がある。構造材料に対する塩酸の腐食試験により、タンタル, ジルコニウム, ニオブ及びハステロイが良好な耐食性を示した。また、イオン交換樹脂と硝酸・メタノールの爆発安全にかかわる研究の結果、150$$^{circ}$$C以上の乾燥条件において、その反応性に留意すべきであることがわかった。

論文

横手盆地東縁断層帯・千屋断層の形成過程と千屋丘陵の活構造

楮原 京子*; 今泉 俊文*; 宮内 崇裕*; 佐藤 比呂志*; 内田 拓馬*; 越後 智雄*; 石山 達也*; 松多 信尚*; 岡田 真介*; 池田 安隆*; et al.

地学雑誌, 115(6), p.691 - 714, 2006/12

過去数万年$$sim$$数百万年の逆断層の活動性を明らかにするため、横手盆地東縁活断層帯が分布する千屋丘陵と地質構造の発達過程の研究を実施した。浅層反射法地震探査,詳細な地形調査,地質調査及び総括的なバランス断面法の解析により、千屋丘陵とそれを形成した断層の構造及びそれらの発達過程が明らかになった。地質調査では、継続的な断層活動の開始時期が2.7Maより後と推定され、総合的なバランス断面解析の結果は、前縁断層の形成開始時期が千屋丘陵北部より中部のほうが早いことを示唆した。また、地形調査の結果、千屋丘陵の形成時期はその中央部で最も早く(0.35Ma以降)、その後丘陵は断層活動に伴って隆起し、東に傾動しながら拡大したと推定される。

口頭

岐阜県東濃地域における地殻変動及び気候変動を考慮した広域地下水流動解析

河口 達也*; 三枝 博光; 丹羽 正和; 島田 耕史; 安江 健一; 黒澤 英樹; 鎌滝 孝信*; 登坂 博行*

no journal, , 

本研究では、岐阜県東濃地域を事例として、領域内に分布する主要な断層に対し既往の知見を取り込んだモデル化を行い、地形・地質構造の変化並びに気候変動をパラメータとした、現在、0.2Ma, 1.1Maの時間断面における地下水流動解析を行った。その結果、地形並びに気象条件は、地盤への浸透量に大きな影響を与え、また、地下水面の分布を規制していることが確認された。一方、標高区分ごとの流速の分布より、各条件による影響が卓越する区間が標高ごとに異なり、浅部は気象条件が大きく影響し、深部は断層の分布の条件が大きく影響することが確認された。

口頭

3級ピリジン樹脂の再処理適用のための塩酸系耐食材料の評価,3; 新再処理システムにおける塩酸耐食材に一次選定

小澤 正基; 小山 真一; 黒澤 きよ子*; 花本 行生*; 蓼沼 克嘉*; 鈴木 達也*; 藤井 靖彦*

no journal, , 

3級ピリジン樹脂を用いたクロマト分離法による再処理工程では、アクチノイドのイントラグループ分離を行うため、硝酸媒体と塩酸媒体を併用するハイブリッドプロセスが必要となる。種々の候補材に関する浸漬腐食試験,電気化学測定試験の結果から、高温高濃度塩酸環境ではタンタル(Ta)を、常温中濃度塩酸環境ではハステロイB(Ni-28Mo)合金を、それぞれ第1次スクリーニングした。今後、酸化性共存イオンなどの影響確認を経て、第2次スクリーニングを行う。

口頭

ZrN含有アクチノイド窒化物固溶体の熱伝導率

西 剛史; 高野 公秀; 伊藤 昭憲; 市瀬 健一; 黒澤 達也; 赤堀 光雄; 荒井 康夫

no journal, , 

加速器駆動変換システム(ADS)用燃料の中で、ZrNを含有したアクチノイド窒化物固溶体は高熱伝導率,高融点等の核変換に適した特徴を有するMA含有燃料の有力な候補と考えられている。本研究では、レーザフラッシュ法により測定した熱拡散率と投下型熱量法により測定した比熱を用いて熱伝導率を算出し、その温度依存性及び組成依存性について検討を行った。その結果、(Zr,Pu,Am)N固溶体の熱伝導率は(Pu$$_{0.5}$$Am$$_{0.5}$$)Nより大きく、温度とともに顕著に増加する傾向があることを明らかにした。このような傾向を示すのは(Zr,Pu,Am)N固溶体の熱伝導の中で電子伝導による寄与が増加したものと考えられる。一方、(Zr,Pu,Am)N固溶体の熱伝導率はZrNの含有率の増加に伴い熱伝導率は大きくなるものの、ZrNと(Pu$$_{0.5}$$Am$$_{0.5}$$)Nの加成則によって推定される値よりも小さい値を示す結果が得られた。これは固溶体中の異種金属原子間で生じるフォノン散乱による熱抵抗が熱伝導率の低下に影響しているものと考えられる。

口頭

3級ピリジン型樹脂の再処理適用のための塩酸系耐食材料の評価,5; Ti-0.15Pd及びTaライニング材の塩酸耐食性評価

小山 真一; 小澤 正基*; 藤井 靖彦; 黒澤 きよ子*; 花本 行生*; 蓼沼 克嘉*; 鈴木 達也*

no journal, , 

3級ピリジン型樹脂による分離プロセスの開発を目的とし、溶媒である塩酸溶液に対する材料としてTi-0.15Pdと、Ti-0.15Pd及びハステロイBのTaライニング材を新たに選定した。12M-塩酸溶液への室温での浸漬と、実環境を想定した塩酸系模擬高レベル廃液を共存させた溶液(塩酸濃度として約7M)への室温及び高温状態での浸漬並びに気相暴露試験、さらに電気化学測定を行った。12M-塩酸浸漬ではTi-0.15Pdは溶解による全面腐食が進行したが、それ以外の条件ではいずれもおおむね耐食性があること($$leq$$1mm/y)を明らかにした。

口頭

軽水炉燃焼燃料の核分裂生成核種組成測定試験と試験データ解析,2; 核分裂生成核種組成測定方法の検討

伊藤 光雄; 深谷 洋行; 上野 隆; 宮田 精一; 薗田 暁; 宇佐美 秀彦; 坂爪 克則; 黒澤 達也; 川崎 泰; 伊奈川 潤; et al.

no journal, , 

本試験の対象核種に関して、微少量の使用済燃料溶解試料を用いて、短時間で測定できる分析技術を確立するため、測定法として高感度な高分解能誘導結合プラズマ質量分析計(HR-ICP-MS)を、また、測定に先立つ核分裂生成核種の分離法として迅速な抽出クロマトグラフ法を採用し、核分裂生成核種組成分析への適用性について検討した。

口頭

3級ピリジン型樹脂の再処理適用のための塩酸系耐食材料の評価,6; タンタル及びハステロイBの塩酸系腐食に対する$$gamma$$線照射の影響

小山 真一; 藤井 靖彦; 黒澤 きよ子*; 花本 行生*; 蓼沼 克嘉*; 鈴木 達也*; 小澤 正基*

no journal, , 

3級ピリジン樹脂と塩酸を溶媒に用いる分離体系において、耐食材料としてTa、又はハステロイBを共存させた状態で$$gamma$$線を照射し、腐食挙動の評価を行った。その結果、Taはいずれの条件でも完全耐食性であること、ハステロイBの腐食速度は$$gamma$$線照射量に比例すること、を明らかにした。この腐食は、照射で生成した過酸化水素やオゾン等の酸化成分の影響であると推定された。

口頭

3級ピリジン型樹脂の再処理適用のための塩酸系耐食材料の評価,7; タンタル及びハステロイBの塩酸系でのエロージョン・コロージョン特性評価

小山 真一; 松村 達郎; 黒澤 きよ子*; 花本 行生*; 蓼沼 克嘉*; 鈴木 達也*; 小澤 正基*

no journal, , 

使用済燃料の再処理システムにおいて、3級ピリジン型樹脂による分離プロセスの開発を目的とし、これまでSUS材を含む5種類の鋼種について室温及び高温状態での塩酸に対する耐食性の評価を行ってきた。今回は、Ta及びハステロイBについて塩酸系溶液流中での腐食挙動の評価を行った。スターラーにて溶液を撹拌して液流を生じさせた塩酸溶液中に試験片を沈め、10$$sim$$12時間液流中に浸漬させた後、14$$sim$$12時間室温で大気暴露した。これを1サイクルとして繰り返し、腐食を評価した。その結果、Taはいずれの条件でも腐食速度は$$<$$0.0001mm/yであり、完全耐食性であった。ハステロイBは、12Mの塩酸溶液ではおおむね耐食性であり、液流の影響は小さいが、液流接触と大気暴露の繰り返しにより腐食が加速されることがわかった。塩酸系模擬高レベル廃液では液流により腐食速度が増加し、さらに試験片断面の観察から、模擬廃液の液流に接していた面で腐食が大きく進行していることを確認した。これらの結果から、ハステロイBは溶液環境によりエロージョン・コロージョンが進行することを確認した。

口頭

東海再処理施設における全交流電源喪失時の放射線管理設備の緊急安全対策

金澤 信之; 中村 圭佑; 宮内 亨; 近澤 達哉*; 黒澤 英章*; 柴 浩三

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、経済産業大臣(当時)からの指示文書「平成23年福島第一・第二原子力発電所等の事故を踏まえた再処理施設の緊急安全対策の実施について」を受け、東海再処理施設において、津波その他の事象により全交流電源が喪失した場合、移動式電源車等による緊急時の交流電源を確保し、放射性物質による崩壊熱の冷却機能、水素掃気機能などを回復するための措置を実施する。放射線管理設備は、再処理施設の各機能、工程設備等の回復後における施設の放射線状況を把握し、周辺公衆への影響の有無や従業員の安全を確保するために重要な位置づけとなる。以上のことから環境への放射性気体廃棄物の放出管理及び施設の放射線モニタリングを行うために、必要な交流電源を確保し、放射線監視機能を維持するために実施した緊急安全対策について報告する。

口頭

3級ピリジン型樹脂の再処理適用のための溶液転換技術の検討電気透析法による脱硝試験

小山 真一; 松村 達郎; 黒澤 きよ子*; 花本 行生*; 蓼沼 克嘉*; 鈴木 達也*; 小澤 正基*

no journal, , 

先進オリエント法では、使用済燃料の再処理において3級ピリジン型樹脂による分離プロセスの適用を検討している。そのための課題の一つとして、硝酸から塩酸、あるいはその逆の溶液転換技術が必要となることから、硝酸溶液からの完全脱硝を目的として電気透析法の検討を行った。試験では、セル内を陰イオンン交換膜で2分し、それぞれに電極を配して電圧または電流をパラメータとして、硝酸-硝酸ナトリウム溶液を用いて透析条件の検討を行った。さらに、硝酸系模擬高レベル廃液について電気透析を行い、脱硝率を評価した。さらに、陰イオン及び陽イオン交換膜を使用し、脱硝だけでなく陽イオンの塩酸溶液への同時回収も試みた。試験結果より、電気透析により99%以上の脱硝が可能であることを確認した。また、同時に試料溶液に含まれる陽イオンの一部も分離回収できることを確認した。

口頭

ADSによる核変換サイクルの確立を目指したMA分離プロセスの開発,4; MA/Ln分離のための新規抽出剤の検討

鈴木 英哉; 津幡 靖宏; ト部 峻一; 柴田 光敦; 黒澤 達也; 川崎 倫弘; 松村 達郎

no journal, , 

放射性廃棄物処分の大幅な負担軽減を目指し、高レベル放射性廃液(HLLW)中のマイナーアクチノイド(MA)などの長寿命核種を分離後、核変換して短寿命化する分離変換技術の研究が進められている。原子力機構では、発電用サイクルに核変換専用の加速器駆動システム(ADS)を付設した核変換専用サイクル型(階層型)概念の開発を行っている。MAを核変換するには、HLLW中に共存するランタノイド(Ln)からMAを分離しなくてはならないが、3価のMAと3価のLnは同じ安定原子価、類似するイオン半径を有しており、とくにAm(III)とEu(III)の相互分離は極めて困難である。新規ソフト・ハードハイブリッド型抽出剤を用いて抽出試験を行った結果、Am(III)とEu(III)の分離係数は25以上と良好な値を示し、Am/Eu分離が可能であることを確認した。本抽出剤は、C, H, O, N原子から構成され完全焼却でき、二次廃棄物発生を抑制できる。さらに、n-ドデカンなどの無極性希釈剤への溶解性、金属イオンの抽出容量、反応速度、相分離性、化学的安定性にも優れている。

口頭

ADSによる核変換サイクルの確立を目指したMA分離プロセスの開発,3; ミキサセトラ抽出器によるMA・Ln分離回収試験

ト部 峻一; 津幡 靖宏; 鈴木 英哉; 柴田 光敦; 黒澤 達也; 川崎 倫弘; 松村 達郎

no journal, , 

放射性廃棄物処分の大幅な負担軽減を目指し、高レベル放射性廃液(HLLW)中の長寿命核種を分離後、核変換して短寿命化する分離変換技術の研究が進められている。原子力機構では、発電用サイクルに核変換専用の加速器駆動システム(ADS)を付設した核変換専用サイクル型(階層型)概念の開発を行っている。MA・Ln分離回収のための抽出剤N,N,N',N'-テトラドデシルジグリコールアミド(TDdDGA)は、3価のランタノイド、および3価のMAに対しての高い抽出容量と優れた抽出能を有している。また、TDdDGAは、C, H, O, N原子から構成されており焼却処理が可能であるため、二次廃棄物を削減することができる(CHON原則)。Sr, Y, Zr, Mo, Ru, Rh, Pd, Cs, Ba, La, Nd, Eu, Np, Amの14元素を含む模擬HLLWを用いて、向流式ミキサセトラによる連続抽出試験を実施した。抽出条件について十分な検討を行った結果、模擬HLLW中から高回収率でAmを分離回収することに成功した。

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