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報告書

汎用小型試験研究炉の概念検討; 平成22年度活動報告(共同研究)

今泉 友見; 宮内 優; 伊藤 正泰; 綿引 俊介; 永田 寛; 花川 裕規; 那珂 通裕; 川又 一夫; 山浦 高幸; 井手 広史; et al.

JAEA-Technology 2011-031, 123 Pages, 2012/01

JAEA-Technology-2011-031.pdf:16.08MB

世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により減少しているが、その一方でアジア諸国においては、原子力発電の導入計画が相次いでいる。このようなアジア諸国では、原子力発電所を建設した後の運転管理ができる技術者の育成が課題となっていると同時に、自国における原子力技術を高めるため、軽水炉の長期化対策,科学技術の向上,産業利用及び原子力人材育成のための試験研究炉の必要性が高まっている。このような背景から、照射試験炉センターにおいては、今後、発電用原子炉を導入する国に向け、各種照射利用や教育訓練に用いる試験研究炉の基本概念検討を開始した。設計活動を通じた本検討は、照射試験炉センターにおける試験研究炉の設計に必要な計算コードなどの環境の整備及び人材育成に貢献するとともに、本概念検討に共同研究として参加する原子力関連会社の試験研究炉にかかわる技術力の維持,向上にも貢献することが期待される。本報告は、平成22年度に設置された「照射試験炉センター汎用小型試験研究炉WG(ワーキンググループ)」と原子力関連会社が行った平成22年7月$$sim$$平成23年6月までの試験研究炉の概念検討結果について取りまとめたものである。

報告書

セメント系材料に対する核種の収着データベースの整備

加藤 大生*; 嶺 達也*; 三原 守弘; 大井 貴夫; 本田 明

JNC TN8400 2001-029, 63 Pages, 2002/01

JNC-TN8400-2001-029.pdf:1.81MB

TRU廃棄物の処分システムにはセメント系材料の使用が考えられている。セメント系材料には収着により核種の移行を遅延させる機能が期待されている。このため、TRU廃棄物の処分システムの評価においては、セメント系材料に対する核種の分配係数Kd が重要なパラメータとなる。セメント系材料に対する核種の収着に関する研究は、国内外で数多く報告されている。したがって、既存の知見を整理し、核種の分配係数を把握しておく必要がある。本報告では、性能評価上重要となるC, Cl, Ni, Se, Sr, Zr, Nb, Mo, Tc, Sn, I, Cs, Sm, Pb, Ra, Ac, Th, Pa, U,Np, Pu, Am, Cm 等の元素を対象として、セメント系材料に対する分配係数を文献及び内部実験結果から抽出・整理し、収着データベース(SDB)としてまとめた。SDB 整備の過程で、Se, Tc, Pa, U, Pu, Np 等といった実験雰囲気や酸化還元電位により化学形態が変化すると考えられる元素について、実験雰囲気が制御された条件で得られた分配係数はいくらかあるももの、酸化還元電位が制御された条件で得られた分配係数はほとんどないことを把握した。また、Se, Mo, Sm, Cm, Ac の分配係数がこれまで測定されていないことが分かった。これらの元素のうち、Se及びMo について、OPC(普通ポルトランドセメント)に対する分配係数をバッチ収着実験により取得し、SDB に反映した。

論文

Progress of the ITER central solenoid model coil programme

辻 博史; 奥野 清*; Thome, R.*; Salpietro, E.*; Egorov, S. A.*; Martovetsky, N.*; Ricci, M.*; Zanino, R.*; Zahn, G.*; Martinez, A.*; et al.

Nuclear Fusion, 41(5), p.645 - 651, 2001/05

 被引用回数:55 パーセンタイル:84.47(Physics, Fluids & Plasmas)

ITERを構成する3群の超伝導コイルでは、中心ソレノイド・コイルが最も高い磁場13Tを0.4T/s以上の速度で急速励起するパルス動作が要求される点で、最も技術的難度の高いコイルである。そこで中心ソレノイド・コイル工学設計の妥当性を確認し、併せてコイルの製作技術を開発する目的で、中心ソレノイド・モデル・コイルの開発が進められてきた。約8年をかけて完成したモデル・コイルの実験がこの程、国際共同作業として原研で実施され、技術開発目標をすべて満足する実験成果と貴重な技術データが得られた。

報告書

微生物によるガス発生挙動に関する実験的研究

嶺 達也*; 三原 守弘; 大井 貴夫

JNC TN8430 2000-010, 27 Pages, 2000/07

JNC-TN8430-2000-010.pdf:0.72MB

放射性廃棄物を地層処分する場合、地下水、緩衝材、放射性廃棄物などに含まれる多種多様の有機物が、地下深部に存在する微生物及び処分施設建設時に地表付近から処分施設に持ち込まれる微生物の炭素源となることが考えられる。微生物が有機物を炭素源として利用した場合、二酸化炭素などのガスを発生させる。このガス発生は、地層処分システムの安全性に影響を与える一つの要因と考えられる。本研究では、ガス発生の観点から、メタン生成細菌の活動に着目し、微生物の活動にともなうガス発生に対する有機物の違いによる影響を調査するため、地下水に比較的多く含まれるフミン酸、ベントナイトに含まれる酢酸などの有機物を対象に微生物の有機物分解にともなって発生するメタン及び二酸化炭素の量を測定することとした。試験は嫌気条件で実施し、培養温度は35$$^{circ}C$$とした。有機物濃度は培養液に対して100mg/lとなるように調製した。また、pHがガス発生量に与える影響を調査するため、pHをパラメータとすることとした。その結果、フミン酸はメタン生成細菌の炭素源になりにくいこと、また、酢酸などを使用した試験結果から、pHが高くなれば、メタン生成細菌の活動にともなって発生するメタンの量が減少することが示された。なお、二酸化炭素の発生量がpHの上昇にともなって減少することは確認できなかった。

報告書

脱窒細菌のアルカリ性及び還元環境下での耐性に関する実験的研究

嶺 達也*; 三原 守弘; 大井 貴夫

JNC TN8430 2000-009, 35 Pages, 2000/07

JNC-TN8430-2000-009.pdf:0.88MB

TRU廃棄物の処分方法として、地層処分施設へ埋設する方法が検討されている。使用済核燃料の再処理埋設より発生するTRU廃棄物である低レベルプロセス濃縮廃液の固化体には、多量の硝酸塩が含まれている。硝酸塩は微生物の脱窒作用により、最終的に窒素まで還元される可能性がある。このため、嫌気条件での微生物による硝酸塩の脱窒にともなって発生する窒素が人工バリアの破壊や人工バリア中の汚染水の押し出しといった物理的な影響を与える可能性があることが指摘されている。したがって、脱窒能を有する微生物(以下、脱窒細菌と記す)が処分システムに与える影響は重要であると考えられる。本研究では、高アルカリ、還元性となる処分環境に対する脱窒細菌の耐性を調査することを目的として、脱窒細菌としてPseudomonas denitrificansを使用し、pH及びEhが脱窒細菌の活性に与える影響を把握するための実験的研究を実施した。その結果、pHが脱窒細菌の活性に与える影響については、本研究で使用した脱窒細菌では、pHが中性より高くなるにつれて低下し、pH=9.5以上では定量下限値以下となることが示された。Ehが脱窒細菌の活性に与える影響については、把握することはできなかったが、試験条件が還元環境に制御されていれば、脱窒細菌は活性を持つことが明らかとなった。いずれにしても、pHが12.5程度の高アルカリとなる処分環境条件においては、本研究で使用した脱窒細菌の活性はEhにかかわらず、中性領域での活性と比較すると小さくなると考えられた。

報告書

微生物によるアスファルト劣化に関する実験的研究

嶺 達也*; 三原 守弘; 大井 貴夫; 林 孔華*; 川上 泰*

JNC TN8430 2000-003, 33 Pages, 2000/04

JNC-TN8430-2000-003.pdf:1.3MB

TRU廃棄物には硝酸塩を含む低レベル濃縮廃液を固化したアスファルト固化体が含まれる。現在、これらのTRU廃棄物の処分方法として、セメント系材料の使用を想定した地層処分施設への埋設が検討されている。TRU廃棄物の処分研究においては、処分システムの安全性に影響を与える様々な要因の検討が進められている。この安全性に影響を与える要因の一つとして、これまでに、地下深部に存在する、あるいは処分施設建設時に持ち込まれる微生物によるアスファルトの劣化が挙げられている。本研究では、微生物によるアスファルト劣化に関する知見を得るために、中性領域で好気条件または嫌気条件において活性を有する微生物によるアスファルト劣化試験を実施し、アスファルトの重量減少に基づいてアスファルトの劣化量を測定した。また、好気条件では、上記の微生物を使用し、試験溶液のpHを高アルカリとして、セメント系材料の使用を想定した試験を実施した。それらの結果から微生物のアスファルト劣化速度を算出し、微生物によるアスファルト劣化が、想定される処分環境条件において生じるか否かを調査した。その結果、上記の微生物のうち、最もアスファルトを劣化しうる微生物を使用した場合においても、低酸素状態で高アルカリになると想定される処分環境でのアスファルト劣化速度は微生物に最適な環境におけるアスファルト劣化速度の1/300以下となるとの試算結果を得た。

論文

微生物の緩衝材中での移行評価研究

三原 守弘; 嶺 達也*; 大井 貴夫

サイクル機構技報, (6), p.53 - 59, 2000/03

放射性廃棄物を地層処分すると想定した場合、考慮すべき事象の一つとして、処分場外部から侵入する微生物の活動によるガス発生、地球化学環境の変動などを挙げることができる。そのため、地層処分システムの安全性を評価するうえでは、これらの影響を考慮する必要がある。本研究では、緩衝材の候補材であるベントナイト系材料が処分場外部からの微生物の侵入を防ぐ機能を有しているか否かを確認するための試験を実施した。その結果、ベントナイト系材料の成型条件である乾燥密度を1200kg/m3以上、珪砂混合率を50wt.%以下に設定すれば、微生物の移行が抑制されるとの評価結果を得た。

報告書

微生物の珪砂混合ベントナイト中の移行に関する実験的研究

嶺 達也; 三原 守弘; 大井 貴夫

JNC TN8430 99-013, 31 Pages, 1999/11

JNC-TN8430-99-013.pdf:1.83MB

放射性廃棄物の地層処分の安全評価においては、処分システムの性能に影響を及ぼすと考えられる様々な現象についての検討評価が行われている。これまでに抽出されたこれらの現象の中には、処分システム内外での微生物活動の影響が含まれる。微生物が緩衝材内部において活動する場合、最終的に核種の移行挙動に影響を与えると考えられる。しかしながら、緩衝材内部に存在する微生物の数が限られ、なおかつ、微生物が緩衝材内部に侵入しない場合は、緩衝材内部においてその影響が有意にならない可能性がある。本研究では、処分場における緩衝材の候補材であるベントナイト系材料が有するフィルトレーション効果により緩衝材内部への微生物の侵入が妨げられるか否かを確認するため、ベントナイト系材料の成型条件である乾燥密度及び珪砂混合率をパラメータとして、ベントナイト系材料中に比較的小型の微生物を含む菌液を透過させる試験を実施した。その結果、ベントナイト系材料の成型条件である乾燥密度を1200kg/m3以上、珪砂混合率を50wt%以下に設定すれば、微生物の移行が抑制されるとの評価結果を得た。

報告書

セメント系材料の影響を受けた環境条件での圧縮成型ベントナイトに対する核種の分配係数

嶺 達也*; 三原 守弘; 加藤 大生*

JNC TN8430 99-012, 166 Pages, 1999/11

JNC-TN8430-99-012.pdf:4.31MB

TRU廃棄物の地層処分システムにおいて、セメント系材料の影響を受けた環境条件を考慮したときの人工バリアの候補材料であるベントナイトに対する放射性核種(以下、核種と記す。)の分配係数を取得することは重要な課題である。本試験では、Na型ベントナイト、Na型ベントナイトを人工的にカルシウム型化させたベントナイト(Ca型化ベントナイト)、Na型ベントナイトが変質したときに観察される鉱物の一つであるアナルサイムを混合したベントナイトを使用したCs、Sr、Zr、Nb、Ni、Sn、Am、U、Npの非定常拡散実験を実施し、分配係数を算出した。また、乾燥密度、試験溶液といった試験条件による分配係数の変動幅を把握した。その結果、大半の元素について、本試験で設定した試験条件の範囲内では分配係数の変動は1オーダー程度であることが示された。

報告書

種々のセメント系材料に対するヨウ素、セシウムの吸着試験

嶺 達也*; 三原 守弘; 伊藤 勝; 加藤 大生*

PNC TN8410 97-258, 57 Pages, 1997/06

PNC-TN8410-97-258.pdf:2.81MB

放射性廃棄物を地層処分する場合、処分場の構造材や廃棄体間の充填材としての使用が考えられているセメント系材料には処分環境の化学的雰囲気をアルカリ性に保ち、TRU核種の溶解度を下げるという機能のほかに、セメント系材料自体に核種を吸着させて、その移行を遅延させる機能も期待できると考えられる。本報告書は、種々のセメントペーストについての核種の吸着能を調べるため、処分環境において可溶性の一価の陰イオンとしてヨウ素を、陽イオンとしてセシウムを対象として分配係数を取得した結果をまとめたものである。対象としたセメントペーストは普通ポルトランドセメントペースト(OPCペースト)、中庸熱ポルトランドセメントペースト(MHPペースト)、高炉スラグ90%混合普通ポルトランドセメントペースト(BFSペースト)及びフライアッシュ90%混合普通ポルトランドセメントペースト(PFAペースト)の4種類である。結果は以下のとおりである。(1)ヨウ素の吸着能が高かったセメント系材料はOPCペースト及びMHPペーストであった。ヨウ素はCaO/SiO$$_{2}$$モル比が高いC-S-Hゲル(ケイ酸カルシウム水和物)、AFt(エトリンガイト)及びAFm(モノサルフェート水和物)に吸着されるとの報告があり、これらのセメント系材料は他の2つよりもC-S-Hゲル中のCaO/SiO$$_{2}$$モル比が高く、AFt及びAFmの含有量が高かった。また、浸漬期間に依らずヨウ素の吸着が期待できるセメント系材料はMHPペーストであった。そして、トレーサ溶液初期濃度が1$$times$$10$$^{-5}$$mol/lであれば、MHPペーストに対するヨウ素の分配係数は約100ml/gであった。(2)一般的に陽イオン交換性を持つと言われるシリカゲルの含有量が比較的多いPFAペーストに対するセシウムの分配係数は浸漬期間に依存せず、平均5ml/gであり、他のセメント系材料と比較すると安定していることが分かった。

論文

地層処分における微生物の影響について

三原 守弘; 吉川 英樹; 嶺 達也*

号外海洋, (9911), , 

「地下生物圏」において微生物が放射性廃棄物の地層処分システムに与える影響を把握することを目的とした研究のうち、微生物の深部地質環境での耐性や活動の可能性、地下深部に存在する微生物の廃棄体への接触の可能性及び廃棄体自身に対する微生物の活動を室内実験を通して評価した研究を紹介する。

口頭

HCV Repliconにおける亜鉛動態

滝澤 大地*; 高木 均*; 蒔田 千香子*; 中島 有香*; 斎藤 悦子*; 大山 達也*; 市川 武*; 柿崎 暁*; 佐藤 賢*; 森 昌朋*; et al.

no journal, , 

C型肝炎は、日本における肝臓病死の最大の原因であり、その排除は肝硬変や肝癌の予防となることから、インターフェロン(IFN)や各種抗ウイルス薬による治療効果を高めることが急務である。これまでに、微量金属の亜鉛がC型肝炎ウイルス(HCV)に対して一定の抗ウイルス効果を有することを報告した。しかし、亜鉛のHCVに対する作用は十分解明されていない。そこで、そのメカニズムを明らかにするために、今回、in vitro HCV産生細胞(HCV replicon)でmicro-PIXE及びその他の定量系を用いてHCVと亜鉛とのかかわりを調べた。その結果、HCV存在下で細胞内の亜鉛濃度の増加を認めた。亜鉛はメタロチオネイン結合した状態で存在しており、亜鉛と同時にメタロチオネインの濃度にも増加を認めた。

口頭

高速炉燃料の高効率溶解技術開発,9; 溶解槽軸受け部の耐久性試験

桂井 清道; 鷲谷 忠博; 大西 宏行*; 黒田 一彦*; 西川 秀紹*; 中谷 達也*; 山下 一彦*; 吉峰 千尋*

no journal, , 

高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCTプロジェクト)の一環として開発中の回転ドラム型連続溶解槽に使用する軸受の耐久性試験で得られた知見を報告する。溶解槽に使用する軸受は高放射線環境,高荷重低揺動運転の厳しい条件で使用される。このような条件における軸受の耐久性を確認するため、無潤滑タイプとしてカーボンすべり軸受、潤滑タイプとして放射線・熱劣化を模擬した潤滑剤を用いたハイブリッド玉軸受の小型規模の耐久性試験を実施し、溶解槽軸受への適用性を評価した。

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