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論文

Nondestructive quantitative analysis of difficult-to-measure radionuclides $$^{107}$$Pd and $$^{99}$$Tc

藤 暢輔; 瀬川 麻里子; 前田 亮; 常山 正幸*; 木村 敦; 中村 詔司; 遠藤 駿典; 海老原 充*

Analytical Chemistry, 93(28), p.9771 - 9777, 2021/07

Considering the expanding demand for nuclear waste management of the spent nuclear fuel materials in near future, a non-destructive analytical scheme applicable to the most difficult-to-measure nuclide of $$^{107}$$Pd, which emits no decay gamma-rays and whose half-life is too long to be decayed out during a human lifetime, was designed. The scheme consists of a sophisticated instrument capable of the detection of gamma-rays by Ge detectors coupled with time-of-flight measurement of neutrons and a high-intensity pulsed neutron beam, and can simultaneously perform TOF-coupled prompt gamma-ray analysis (TOF-PGA) as well as PGA and NRCA. An analytical capability was evaluated by applying to simulated samples of the Tc-platinum group metals (Tc-PGMs) obtained by the group partitioning process of spent nuclear fuels, which contain not only $$^{107}$$Pd but also $$^{99}$$Tc and another difficult-to-measure fission product. It was confirmed that, although PGA and NRCA could accurately analyze both nuclides in individual single substances, only TOF-PGA can analyze $$^{107}$$Pd as well as $$^{99}$$Tc in the Tc-PGMs simulated sample. The TOF-PGA measurement technique can be widely used for the non-destructive analysis of $$^{107}$$Pd and $$^{99}$$Tc in nuclear wastes.

論文

低レベル放射性廃棄物が残してくれた恩恵

柳澤 和章; 久米 民和*; 幕内 恵三*; 井上 登美夫*; 菰田 文男*; 前田 充*

デコミッショニング技報, (39), p.44 - 61, 2009/03

低レベル廃棄物となった放射性物質が私たちに残してくれた恩恵について考えた。今回は、我が国の工業,農業及び医学・医療における放射線利用の直接経済規模という切り口で、その恩恵の定量化を行った。その結果2006年時点で、工業分野で約2兆円、農業分野で約0.3兆円、医学・医療分野で約1.5兆円となり、放射線利用全体では約4兆円となっていた。放射線利用による恩恵により、私たちはドライブやインターネットを楽しみ、食を楽しめる。核医学による診断や治療で何百万というヒトの命が延命され、生活の質が改善され、痛みや苦痛が和らげられている。放射線利用の恩恵を理解している国民は現状ではそう多くない(20%以下)と思われるが、本報告書が理解の一助となれば幸いである。

論文

Hydrogen and hydration in proteins

新村 信雄; 茶竹 俊行; 栗原 和男; 前田 満

Cell Biochemistry and Biophysics, 40(3), p.351 - 369, 2004/06

 被引用回数:22 パーセンタイル:24.58(Biochemistry & Molecular Biology)

本論文は、中性子構造生物学に関するレビュー論文である。中性子回折は、タンパク質中の水素の位置を直接観察できる実験的手段である。われわれは、高分解能の生物物質用中性子回折装置(BIX-type)を原研に設置した。最大1.5オングストローム分解能で、タンパク質の結晶構造解析が可能であり、本論文では、これらの回折装置で得られたタンパク質中の水素・水和構造の興味深い結果を紹介した。

論文

Transport model of boundary plasma and evaluation of transport coefficients

上原 和也; 前田 満; 津島 晴*; 雨宮 宏*

Journal of the Physical Society of Japan, 72(1), p.94 - 100, 2003/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:21.98(Physics, Multidisciplinary)

周辺プラズマの輸送モデルについての研究の集大成である。トカマクの周辺プラズマにおける磁気面に垂直な輸送が、粒子保存則及びエネルギー保存則を用いて評価される。従来のモデルに電離と荷電変換による損失項を加えさらに温度勾配による輸送への寄与を含めて精密化した。シースポテンシャルで加速される粒子束を含んだ、連続長についての詳細な考察もAppendixに含めた。得られた表式により、JFT-2Mの静電プローブで測定されている実験値を代入して、輸送係数を評価した。

論文

Evaluation of particle and thermal diffusivities in the scrape-off layer plasma in JFT-2M tokamak

上原 和也; 前田 満; 津島 晴*; 雨宮 宏*

Contributions to Plasma Physics (CD-ROM), 42(2-4), p.384 - 388, 2002/04

実験的に得られているトカマク周辺のプラズマパラメーターから電子及びイオンの粒子拡散係数D$$_{perp}$$$$^{(e)}$$,D$$_{perp}$$$$^{(i)}$$や熱拡散係数$$chi$$$$_{perp}$$$$^{(e)}$$,$$chi$$$$_{perp}$$$$^{(i)}$$を求めるためのスクレイプオフ層の輸送モデルをさらに発展させ、より精密なものにした。粒子保存の式とエネルギー保存の式が解かれ、今まで無視していた電離と荷電交換損失によるソース項も正確に取り入れた。D$$_{perp}$$$$^{(j)}$$$$chi$$$$_{perp}$$$$^{(j)}$$(j=e,i)は磁力線に沿った結合長L,イオン温度T$$_{i}$$,電子温度T$$_{e}$$,密度と温度勾配の減衰長$$lambda_{n}$$,$$lambda_{T_{e}}$$,$$lambda_{T_{i}}$$それにマッハ数Mの関数として表現される。JFT-2Mの静電プローブ類でこれらのデータは得られているので、D$$_{perp}$$$$^{(i)}$$$$chi$$$$_{perp}$$$$^{(j)}$$が正確に求められる。評価の一例として、JFT-2Mで得られているT$$_{i}$$/T$$_{e}$$=2$$sim$$6,M=0.06$$sim$$0.2のパラメーターでは$$chi$$$$_{perp}$$$$^{(e)}$$$$>$$D$$_{perp}$$$$^{(Bolon)}$$$$>$$$$chi$$$$_{perp}$$$$^{(i)}$$$$>$$D$$_{perp}$$$$^{(e)}$$$$>$$D$$_{perp}$$$$^{i}$$$$>$$$$chi$$$$_{perp}$$$$^{(i)neo}$$という結果が得られた。ただし、D$$_{perp}$$$$^{Bolon}$$$$chi$$$$_{perp}$$$$^{(i)neo}$$は測定点におけるボーム拡散係数と新古典論に基づく拡散係数である。

論文

Neutron crystallography of hen egg-white lysozyme at pH4.9

前田 満; 藤原 悟; 米澤 康滋*; 新村 信雄

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.403 - 405, 2001/05

タンパク質の機能、安定性を明らかにするためには、異なったpHでのタンパク質におけるアミノ酸のプロトネーションの状態を知ることが重要である。この問題に答えるために、異なったpHにおけるニワトリ卵白リゾチームの中性子結晶構造解析を行っている。本研究においては、pH4.9のニワトリ卵白リゾチームの中性子回折実験を日本原子力研究所の生体物質用中性子回折計(BIX-II)において行った。pH4.9のニワトリ卵白リゾチームの中性子結晶構造解析により、酵素活性部位において、グルタミン酸35(Glu35)のカルボキシル基に1つの水素がプロトン化され、アスパラギン酸52(Asp52)のカルボキシル基には、プロトン化されていなかった。この結果は、リゾチームの触媒機構のモデルと一致した。

報告書

アスファルト固化処理施設火災・爆発事故の原因究明試験と環境影響評価

藤根 幸雄; 村田 幹生; 阿部 仁; 高田 準一; 塚本 導雄; 宮田 定次郎*; 井田 正明*; 渡辺 眞樹男; 内山 軍蔵; 朝倉 俊英; et al.

JAERI-Research 99-056, p.278 - 0, 1999/09

JAERI-Research-99-056.pdf:22.73MB

東海再処理施設アスファルト固化処理施設における火災爆発事故について、原研の調査検討会が行った原因究明にかかわる試験及び環境影響評価の結果を報告する。原因究明にかかわる試験においては、実廃液サンプルの化学分析、アスファルト塩混合物の熱分析、暴走的発熱反応試験、発煙時の可燃性ガス分析などを行った。環境影響評価では、環境モニタリングデータと大気拡散シミュレーションコードSPEEDIによる解析結果より、環境へ放出されたCs量を推定した。また、一般住民の被ばく線量評価を行った

論文

Reduction of neptunium (VI) by butyraldehyde isomers in nitric acid solution

内山 軍蔵; 宝徳 忍; 藤根 幸雄; 前田 充

Nuclear Technology, 122(2), p.222 - 227, 1998/05

 被引用回数:14 パーセンタイル:74.48(Nuclear Science & Technology)

硝酸溶液中におけるネプツニウム(VI)とブチルアルデヒド異性体との反応速度データを取得した。イソ-ブチルアルデヒドはノルマル-ブチルアルデヒドよりも、Np(VI)に対して強い還元力を有していることが分かった。また、Np(VI)のブチルアルデヒド異性体による還元反応速度はNp(VI)、ブチルアルデヒド及び硝酸の各濃度の一次に比例することが分かった。

報告書

再処理溶液系におけるTRU元素の原子価状態評価モデル

内山 軍蔵; 藤根 幸雄; 吉田 善行; 前田 充; 本山 聡*

JAERI-Research 98-005, 20 Pages, 1998/02

JAERI-Research-98-005.pdf:0.63MB

再処理溶液系にかけるTRU元素の原子価状態評価モデルを開発した。本モデルの基本式は(1)物質収支式、(2)酸化還元平衡式、(3)反応速度式、(4)電荷中性式の4式である。本モデルは酸化還元平衡(定常)状態あるいは非定常状態にある溶液系を計算対象としている。本モデルにより、高放射線下及び多成分系のために測定が困難なTRU元素等の原子価状態を、元素濃度、電極電位、硝酸濃度、酸化還元試薬濃度、温度などの比較的容易に測定が可能な溶液データをもとに推測することができる。

論文

Development of a new neptunium separation process by using photochemical reduction in nuclear fuel reprocessing

内山 軍蔵; 木原 武弘; 宝徳 忍; 藤根 幸雄; 前田 充

Radiochimica Acta, 81(1), p.29 - 32, 1998/00

核燃料再処理工程において、ネプツニウムを6価(Np(VI))から5価(Np(V))に光還元することで選択的に効率良く分離するプロセスについて検討した。実験は、Np(VI)-U(VI)-30%TBP(リン酸トリブチル)-70%$$eta$$DD($$eta$$-ドデカン)-3M硝酸溶液系で行い、Np(VI)の還元率及び分離率を測定した。光化学セルを組み込んだミキサセトラ型抽出器を用いた、UとNpの相当分離実験において、Uとともに供給したNpの約90%がNp(V)に光還元され、また水相に抽出されて、ウランと分離された。本実験の結果は、Np(VI)を光還元的Np(V)にし、U等と分離する方法として有効であることを示している。

論文

Solvent-washing process using butylamine in fuel reprocessing

内山 軍蔵; 藤根 幸雄; 前田 充

Nuclear Technology, 120(1), p.41 - 47, 1997/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:15.04(Nuclear Science & Technology)

ブチルアミン化合物を用いた溶媒洗浄法を開発した。シュウ酸ブチルアミン及び炭酸ブチルミンの各洗浄試薬による模擬劣化溶媒中のジルコニウム、ルテニウム、プルトニウム及びリン酸ジブチル(HDBP)の洗浄率を測定した結果、以下のことがわかった。(1)ジルコニウム及びプルトニウムの洗浄にはシュウ酸ブチルアミンを低pH溶液条件で用いるのが効果がある。(2)シュウ酸ブチルアミン及び炭酸ブチルアミンを高pH溶液条件で用いるとジルコニウム、プルトニウムの他にルテニウムやHDBPを洗浄することができる。

論文

NUCEF計画; 燃料サイクル安全工学研究の現状と今後の展開

竹下 功; 前田 充; 三好 慶典; 大野 秋男; 岡崎 修二; 中島 健; 藤根 幸雄; 久保田 益充; 村岡 進; 荒 克之; et al.

原子力工業, 43(9), p.1 - 37, 1997/09

燃料サイクルバックエンドにおける安全性確保、技術の高度化を図ることを目的として進めているNUCEF計画は、施設の完成から4年目を迎えた。本特集は、NUCEFにおける臨界安全性研究、高度化再処理研究、TRU廃棄物管理研究のこれまでの研究成果及び今後の展開を概説するものである。1.NUCEF計画の概要、2.STACYによる実験、その研究成果、3.TRACYによる実験、その研究成果、4.BECKYによる実験、その研究成果と今後の計画、5.研究協力の現状と今後の計画、6.今後のNUCEF計画の展開

論文

Distribution of n-and iso-butyraldehydes between tri-n-butyl phosphate/n-dodecane and nitric acid

内山 軍蔵; 藤根 幸雄; 宝徳 忍; 前田 充

Solvent Extr. Ion Exch., 15(5), p.863 - 877, 1997/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.85(Chemistry, Multidisciplinary)

硝酸-TBP/nDD溶液系におけるn-およびiso-ブチルアルデヒドの分配比を測定した。その結果、本実験系におけるn-およびiso-ブチルアルデヒドの分配比はほぼ同じであることがわかった。両ブチルアルデヒド異性体の分配比は有機相TBP濃度の増加とともに大きくなった。ブチルアルデヒド分配比と有機相TBP濃度で表されるブチルアルデヒド異性体の抽出平衡定数は約2であることがわかった。

論文

Laser induced photoacoustic spectroscopy for analysis of neptunium(V) ions under PUREX process condition

木原 武弘; 藤根 幸雄; 深澤 哲生*; 松井 哲也*; 前田 充; 池田 孝志*

Journal of Nuclear Science and Technology, 33(5), p.409 - 413, 1996/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:25.51(Nuclear Science & Technology)

PUREXプロセス溶液におけるネプツニウム5価(NpO$$_{2+}$$)の分析のため、レーザー誘起光音響分光システム(LIPAS)を開発した。Np(V)の検出限界吸収係は、硝酸中で3.59$$times$$10$$^{-5}$$[cm$$^{-1}$$]であり、この値は、一般的な吸光光度法よりも二桁低い値である。シグナル強度は、共存するウラン濃度に比例して強くなる。ウラン溶液の比熱で信号を補正することにより、ウラン共存下のNpの信号は、ウラン非共存系のNpの信号と一致する。硝酸によるピエゾ素子の腐食を防ぐため、フッ素樹脂によるコーティングを検討した。溶媒の影響を除くための、ダブルセルシステムにより光音響スペクトルを測定した。

論文

Application of optical fiber system for photoacoustic spectroscopy

木原 武弘; S.I.Sinkov*; 藤根 幸雄; 前田 充

Value Adding Through Solvent Extraction (Proc. of ISEC 96), 2, p.1603 - 1607, 1996/00

核燃料再処理への応用のため、レーザー誘起光音響分光法のための光ファイバーシステムを開発した。ウラン溶液中に存在する550nmのCr(III)の吸収を、Pn(IV)の模擬として使用した。検出限界吸収係数は、1.7$$times$$10$$^{-5}$$cm$$^{-1}$$となることが分かり、その値は一般的な吸光光度計の検出限界吸収係数よりも二桁良い値である。光音響スペクトルのためのダブルセルシステムを開発した。その検出限界吸収係数は、U(IV)共存下、646.6nmにおいて7.0$$times$$10$$^{-6}$$cm$$^{-1}$$であった。このシステムを模擬溶解液の光音響スペクトルの測定に応用した。

論文

A New separation process of neptunium, technetium, plutonium and uranium using butyraldehydes as reductants in nuclear fuel reprocessing

内山 軍蔵; 朝倉 俊英; 渡辺 眞樹男; 藤根 幸雄; 前田 充

Value Adding Through Solvent Extraction (Proc. of ISEC 96), 2, p.1291 - 1296, 1996/00

ピューレックスプロセスに基づく新しいネプツニウム、テクネチウム、プルトニウム及びウランの分離法の開発を行っている。共除染工程とN/Pu分配工程との間に設けたネプツニウム及びテクネチウム分離工程におけるそれら核種のウラン負荷溶媒からの分離率に及ぼす硝酸濃度の影響を調べることを目的としてケミカルフローシート実験を実施した。ネプツニウム分離工程では、Np(6価)の還元剤n-ブチルアルデヒドを用いるが、そこではウラン(6価)とともに抽出されたネプツニウムの95%が、またテクネチウムについては78%が溶媒から分離された。テクネチウム分離工程では、高濃度硝酸(5.5M)を用いた結果、ネプツニウム工程から抽出されたまま移行したネプツニウム及びテクネチウムのそれぞれ98%以上がウラン負荷溶媒から分離された。

報告書

再処理溶液系における1-ブタノールの分配挙動

朝倉 俊英; 根本 英幸; 内山 軍蔵; 藤根 幸雄; 前田 充

JAERI-Tech 95-027, 34 Pages, 1995/03

JAERI-Tech-95-027.pdf:1.18MB

再処理溶液2相系として、リン酸トリブチル(TBP)及びドデカンからなる有機溶液、硝酸及び硝酸ウラニルからなる水溶液を用い、PUREXプロセス溶液条件における1-ブタノールの分配比を測定した。1-ブタノールの分配比は、1-ブタノール濃度、有機相中のTBP濃度、水相中の硝酸濃度に依存し、約0.09~5の範囲で変化した。

報告書

Study on the photoacoustic spectroscopy capabilities with remote detection for monitoring of actinide species in nuclear fuel reprocessing solutions

S.I.Sinkov*; 木原 武弘; 藤根 幸雄; 前田 充

JAERI-Tech 95-016, 48 Pages, 1995/03

JAERI-Tech-95-016.pdf:1.7MB

溶液中微量成分を遠隔的に計測するため、光ファイバーを用いたレーザ光音響分光システムの開発を進めている。複合レンズによる調光、板状圧電素子を有する角型セルの適用について試験を行った。このシステムを用いて、硝酸ウラニル(UNH)溶液中におけるPu模擬物質(Pu(III)、Pu(IV)、Pu(VI)と同じ波長域で吸収ピークを有する物質)の測定を行い、硝酸及びUNHの影響を避けた525-562nmにおいて検出下限(吸収係数)1~3$$times$$10$$^{-5}$$cm$$^{-1}$$までの微濃度まで測定できることを示した。また、光ファイバー出口での調光を省略したシステムについても検討を行い、測定前の調整作業を大幅に簡略できる可能性を示した。

論文

TRU separation from the phosphoric acid waste in submerged combustion process of spent solvent in reprocessing

内山 軍蔵; 前田 充; 藤根 幸雄; 内田 勝秀*

ICEM 95: Proc. of 5th Int. Conf. on Radioactive Waste Management and Environmental Remediation,Vol. 1, 0, p.403 - 407, 1995/00

再処理廃溶媒を液中燃焼処理する際に発生するリン酸廃液からTRU核種を分離する方法としてリン酸ビスマス共沈法とアルミナ膜分離法を組合せた方法を取り上げ、その有効性を実験的に検討した。その結果、共沈分離法では、Pu及び模擬TRU核種(Dy、Sm、Nd、Ce)に対するBiの添加量(モル比)10以上、温度80$$^{circ}$$C、リン酸濃度1Mの条件下で、Pu及び模擬TRU核種の除染係数が100以上になることがわかった。また、0.2$$mu$$m孔径のアルミナ膜分離法では、共沈した模擬TRU核種をリン酸溶液から100以上の高い除染係数で分離できることがわかった。これらの実験結果は本方法がリン酸溶液中に溶解しているTRU核種の固液分離法として有効であることを示している。

論文

Behavior of tritium in the Purex process

内山 軍蔵; 藤根 幸雄; 前田 充; 杉川 進; 辻野 毅

Solvent Extr. Ion Exch., 13(1), p.59 - 82, 1995/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:13.61(Chemistry, Multidisciplinary)

ピューレックス再処理工程におけるトリチウムの閉じ込めプロセスを評価検討するためにトリチウムのリン酸トリブチル(TBP)による抽出挙動を調べた。回分抽出実験ではU-30%TBP/n-ドデカン(nDD)-HNO$$_{3}$$-H$$_{2}$$O系におけるトリチウムの分配比を、また、6段のミキサセトラ型抽出器(内部循環式)を用いた化学工程実験では、トリチウム洗浄工程におけるトリチウムの除染係数をそれぞれ測定した。実験の結果、(1)大部分のトリチウムは水及び硝酸の化学形でTBPに抽出されること,(2)有機相中トリチウムの約1%は有機溶媒の分解生成物に固定化されること,(3)有機相ウラン濃度=85g/dm$$^{3}$$,水相硝酸濃度=3M,O/A(有機相流量と水相流量の比)=25の条件で6段の洗浄段で約500のトリチウムの除染係数が得られることがわかった。

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