晶析工程における除染性能影響因子評価試験

草間 誠*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*

JNC TJ8400 2005-006, 88 Pages, 2005/02

JNC-TJ8400-2005-006.pdf:5.67MB

核燃料サイクル開発機構が開発を進めている先進湿式再処理(NEXT:New Extraction System for TRU Recovery)法では、経済性向上および廃棄物発生量低減の観点から、燃料溶解液からウランのみを部分的に回収し、溶媒抽出プロセスの処理量を低減する補完要素技術として晶析法に着目している。晶析法は温度による溶解度の違いを利用しており、新たな試薬を使用しないため、PUREX法を基盤とする再処理プロセスに適合すると考えられる。晶析法では析出したウラン結晶の精製度を高めるために、硝酸水溶液による洗浄操作を行うことを想定しているが、この洗浄操作に伴う結晶の溶解量等の評価に関するデータが十分ではない。そこで本試験では、洗浄液の硝酸濃度をパラメータに、結晶溶解量および精製度(除染係数)に与える影響を評価した。その結果、結晶の溶解量は硝酸濃度が高い方が抑制され、1M硝酸に比べて8M硝酸の溶解量は1/2程度に低減した。また、除染係数は8M硝酸に比べて1M硝酸の方が2倍程度に高まった。このように結晶溶解量と精製度に相関性があることを確かめられた。なお、本試験条件における結晶の溶解ロス率は1020%程度の範囲であった。次に、NEXT法の設計検討における燃料溶解液条件を想定し、ウラン溶液に模擬FP元素(Rb,Sr,Y,Zr,Mo,Ru,Cs,Ba,Nd)を添加した原料液を用いて、ウラン晶析試験および生成結晶の洗浄試験を行い、除染係数等のデータを取得した。その結果、設計検討付近の原料液濃度範囲においては、晶析操作によりBaがUとともに析出し、それ以外の元素は溶液中に残留することが確かめられた。設計範囲を外れる極端な濃度条件においてはCsが析出することも確認した。また、これら析出物以外は、ろ過操作のみで除染係数10程度、洗浄操作を行うことで100程度となり、ろ過および洗浄操作により精製度を高められることが確認できた。

Characteristics of Alfvn eigenmodes, burst modes and chirping modes in the Alfvn frequency range driven by negative ion based neutral beam injection in JT-60U

草間 義紀; Kramer, G. J.; 木村 晴行; 三枝 幹雄*; 小関 隆久; 飛田 健次; 及川 聡洋; 篠原 孝司; 近藤 貴; 森山 伸一; et al.

Nuclear Fusion, 39(11Y), p.1837 - 1843, 1999/11

https://doi.org/10.1088/0029-5515/39/11Y/324

JT-60Uにおいて、負イオン源ビーム(NNB)を用いて、ビームイオンが励起する不安定性の研究を行った。磁気シアが弱い場合には、ビームイオンの体積平均値が0.1%と低い領域においてもアルヴェン固有モードが励起されることが明らかとなった。しかし、このモードは強い負磁気シアを持つプラズマでは安定化できることがわかった。ビームイオン値が0.2%程度に上昇し、かつプラズマ中心の安全係数が1.4程度まで低下すると、アルヴェン周波数領域にバースト的に発生をくり返すモードが出現する。このモードにより、わずかではあるがビームイオンが損失することが明らかになった。

ICRF heating of plasmas with internal transport barrier during reversed magnetic shear experiments in JT-60U

岩瀬 誠; 小出 芳彦; 飛田 健次; 森山 伸一; 竹永 秀信; 藤田 隆明; 白井 浩; 草間 義紀; 根本 正博; 及川 聡洋; et al.

Proc. of 13th Topical Conf. on Applications of Radio Frequency Power to Plasmas, p.116 - 119, 1999/04

ICRF加熱の電子加熱と低粒子補給効果を利用して負磁気シア(RS)プラズマの内部輸送障壁(ITB)の維持に関する研究が行われた。NBI加熱によって生成されたITBを有するRSプラズマを少数イオン第二高調波ICRF加熱で追加熱し、ITBプラズマの維持を試みた。又、ICRF加熱中のNBI加熱パワーを放電ごとにスキャンして、電子加熱及び粒子補給量に対するITBの依存性を調べた。これらの実験結果から以下のことが分かった。(1)電子温度分布における急峻な勾配は電子加熱パワーの割合と共に大きくなる。(2)中心粒子補給量が少ない場合、電子密度のペデスタルは維持できない。更にITB内側のグローバルな閉じ込め解析を行った結果から以下のことが分かった。(1)ITB内側粒子閉じ込め時間は、粒子補給量と共に増加する。(2)少粒子補給時には急峻な電子温度勾配が存在するにも関わらず、粒子閉じ込め時間は通常の正磁気シア放電と同程度である。(3)この少粒子給時には粒子閉じ込めが劣化しているにも関わらず、ITB内側のエネルギー閉じ込め時間の改善は維持されている。

ウラニルイオン選択的沈殿法による簡易再処理システムの開発

菊池 俊明*; 山崎 和彦*; 草間 誠*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*; 半沢 正利*; 古志野 伸能*; 浅沼 徳子*; 原田 雅幸*; 川田 善尚*; et al.

no journal, , 

本技術開発の目的は、ウラニルイオン選択的沈殿法を再処理主工程に適用することにより、簡易FBR再処理システムを構築することである。本検討では、まず、NCP(N-シクロヘキシル-2-ピロリドン:沈殿剤)の硝酸溶液中での選択的沈殿能の発現機構の解明,沈殿条件の詳細検討,TRU核種に対する沈殿能の把握などを行い、次いでこれらの知見をもとに、提案再処理システムの成立性について安全性,経済性などの見地から検討した。3年間に渡り実施した研究開発の成果を総括して発表する。