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報告書

概要調査段階における設計・性能評価手法の高度化; NUMO-JAEA共同研究報告書(2011年度)(共同研究)

柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 牧野 仁史; 早野 明; 三ツ井 誠一郎; 谷口 直樹; 小田 治恵; 北村 暁; 大澤 英昭; et al.

JAEA-Research 2012-032, 298 Pages, 2012/09

JAEA-Research-2012-032.pdf:33.68MB

原子力機構(JAEA)と原子力発電環境整備機構(NUMO)は、概要調査段階における処分場の設計・性能評価に関連する主要な技術テーマについて、原子力機構が蓄積してきた技術やノウハウを、NUMOが今後の処分事業に適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくための具体的な考え方と進め方を策定するとともに、必要な開発課題と今後の計画を明らかにすることを目的として、2011年度に共同研究を実施した。実施テーマと概要は以下の通り。(1)対象母岩の選定に関する検討:母岩特性のうち水理に着目し、母岩特性を評価するための項目、及び地下水移行時間の評価手法について、地質環境の調査・評価と関連付けたうえで整理した。(2)シナリオの構築に関する検討:シナリオ構築手順を具体化するとともに、ガラス固化体の溶解と核種の浸出、オーバーパックの腐食、緩衝材の長期変遷について、現象理解に関する最新の知見を構造的に整理した。(3)核種移行パラメータの設定に関する検討:緩衝材の分配係数と拡散係数、母岩の分配係数を対象として、パラメータ設定の方法論を検討し、その方法論に従った試行を行った。(4)知識情報の品質確保に関する検討:知識情報の品質を確保するための考え方や手法を、(2)シナリオの構築で検討した状態設定に対する論拠に関する情報を例として検討した。

報告書

Information basis for developing comprehensive waste management system; US-Japan Joint Nuclear Energy Action Plan Waste Management Working Group Phase I report (Joint research)

油井 三和; 石川 博久; 渡邊 厚夫*; 吉野 恭司*; 梅木 博之; 日置 一雅; 内藤 守正; 瀬尾 俊弘; 牧野 仁史; 小田 治恵; et al.

JAEA-Research 2010-015, 106 Pages, 2010/05

JAEA-Research-2010-015.pdf:13.58MB

本報告書は日米原子力エネルギー共同行動計画廃棄物管理ワーキンググループのフェーズIの活動をまとめたものである。このワーキンググループでは、日米両国間の既存の技術基盤を集約するとともに、今後の協力内容を共同で策定することに主眼を置いている。第一に、両国における核燃料サイクルに関する政策的及び規制の枠組みを概観するとともに、さまざまな先進燃料サイクルシナリオの調査を行い、これらを取りまとめた。第二に、廃棄物管理及び処分システムの最適化について議論を行った。さまざまな区分の廃棄物を対象とした処分システム概念のレビューを行うとともに、最適化において検討すべき要因について議論を行った。これらの作業を通じ、最適化に関する潜在的な協力可能分野と活動の抽出を行った。

報告書

オーバーパック溶接部の耐食性評価に関する研究,4(共同研究)

横山 裕*; 三井 裕之*; 高橋 里栄子; 谷口 直樹; 朝野 英一*; 内藤 守正; 油井 三和

JAEA-Research 2008-072, 232 Pages, 2008/10

JAEA-Research-2008-072.pdf:45.2MB

溶接部(溶接金属及び熱影響部)と母材は材料の性状が異なるため、溶接部の耐食性も母材と異なる可能性がある。本研究ではTIG溶接,MAG溶接及び電子ビーム溶接(EBW)による溶接試験体から切り出した試験片を用いて、炭素鋼溶接部の耐食性について母材との比較を行った。腐食試験は以下の3つの項目に着目して行った。(1)酸化性雰囲気における全面腐食,孔食,(2)すきま腐食進展挙動・応力腐食割れ感受性,(3)還元性雰囲気における全面腐食進展挙動,水素脆化感受性。その結果、TIG溶接及びMAG溶接の溶接金属部において全面腐食と孔食・すきま腐食に対して耐食性の低下が示唆された。この原因として、溶接で使用された溶加材の成分や多層盛溶接の多重熱サイクルによる組織変化の影響を受けた可能性がある。溶加材を使用しないEBWについてはいずれの腐食形態に対しても耐食性の低下は認められなかった。応力腐食割れについては、低濃度炭酸塩溶液中では、母材と同様、いずれの溶接方法における溶接金属部,熱影響部においてもSCC感受性が認められなかった。

報告書

オーバーパック溶接部の耐食性評価に関する研究,3(共同研究)

三井 裕之*; 高橋 里栄子*; 谷口 直樹; 大槻 彰良*; 朝野 英一*; 油井 三和

JAEA-Research 2006-080, 322 Pages, 2006/12

JAEA-Research-2006-080.pdf:90.52MB

溶接部(溶接金属及び熱影響部)と母材は材料の性状が異なるため、溶接部の耐食性も母材と異なる可能性がある。本研究ではTIG, MAG及びEBWによる溶接試験体から切り出した試験片を用いて、炭素鋼溶接部の耐食性について母材との比較を行った。腐食試験は以下の4つの項目に着目して行った。(1)不動態化挙動と腐食形態,(2)酸化性雰囲気における全面腐食,孔食・すきま腐食進展挙動,(3)応力腐食割れ感受性,(4)還元性雰囲気における全面腐食進展挙動,水素脆化感受性。その結果、TIG及びMAG溶接金属部において全面腐食と孔食・すきま腐食に対して耐食性の劣化が示唆された。この原因として、溶接で使用された溶加材の成分による影響を受けた可能性がある。溶加材を使用しないEBWについてはいずれの腐食形態に対しても耐食性の低下は認められなかった。応力腐食割れについては、高炭酸塩溶液中では、いずれの溶接方法においても溶接金属部,熱影響部ともに母材に比較して感受性が低下する傾向が認められた。

論文

Progress of R&D on geological disposal of high-level radioactive waste (HLW) in Japan

石川 博久; 五十嵐 寛; 梅木 博之; 清水 和彦; 宮原 要; 石丸 恒存; 三ツ井 誠一郎

Proceedings of 6th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PacRim6) (CD-ROM), 17 Pages, 2006/09

サイクル機構では、高レベル放射性廃棄物の処分事業と安全規制の双方の基盤的な技術や情報として寄与できるよう、2つの深地層研究施設,地層処分基盤研究施設,地層処分放射化学研究施設等を活用した研究開発を進めている。1999年に公開した「第2次取りまとめ」以降の研究成果については、年報として公開するとともに、これらの年報を基盤とした「平成17年度成果取りまとめ」を2005年に公開する予定である。

報告書

オーバーパック溶接部の耐食性評価に関する研究,2(共同研究)

三井 裕之*; 谷口 直樹; 大槻 彰良*; 川上 進; 朝野 英一*; 油井 三和

JAEA-Research 2006-031, 88 Pages, 2006/06

JAEA-Research-2006-031.pdf:4.72MB

炭素鋼オーバーパック溶接部の長期健全性評価に資するため、溶接部において想定される腐食現象を想定して腐食試験計画を策定した。また、この計画に基づいて腐食試験を開始し、炭素鋼溶接部の電気化学特性について母材との比較を行った。EBW溶接材,TIG溶接材について、母材部,熱影響部及び溶接金属部のアノード分極曲線の測定を炭酸塩(0.1M及び0.01M CO$$_{3}$$)溶液中で行ったところ、以下の結果を得た。EBW材については、母材,熱影響部及び溶接金属で金属組織が異なるが、アノード分極曲線に顕著な違いは現れなかった。TIG材については、溶接金属の電流値が全般的に高くなった。0.01M CO$$_{3}$$-pH10の溶液中では、急激な電流値の立ち上がりを伴う、局部腐食的な変化も認められた。

論文

原研X線ビームライン(BL14B1,BL11XU)の現状

小西 啓之; 塩飽 秀啓; 米田 安宏; 三井 隆也; 西畑 保雄

SPring-8利用者情報, 4(5), p.4 - 8, 1999/09

SPring-8にある原研ビームラインのうち、BL14B1及びBL11XUの現状について報告する。1998年3月に本格的な利用運転を開始したBL14B1(材料科学用ビームライン)については、分光結晶の水冷却の際に生じる振動を軽減するための対策と、新型間接冷却用分光結晶の性能試験について報告する。また1996年に建設を開始したBL11XU(材料科学用ビームライン)については、1998年のコミッショニングを経て1992年の核共鳴散乱装置立ち上げに至るまでの経過について述べる。

口頭

炭素鋼オーバーパック溶接部の応力腐食割れ感受性に関する検討

三井 裕之*; 高橋 里栄子*; 大槻 彰良*; 朝野 英一*; 谷口 直樹; 油井 三和

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物用炭素鋼オーバーパックの溶接部の応力腐食割れ感受性に関する知見を得る目的で、炭酸ナトリウム-重炭酸ナトリウム混合溶液中での低歪速度引張試験(SSRT)を行った。TIG溶接及び電子ビーム溶接で製作した炭素鋼の厚肉円筒から試験片を切出し、母材,熱影響部,溶接金属及びボンド部の試験を個別に行った。そのデータをもとに炭素鋼オーバーパックの溶接部の応力腐食割れ感受性について検討した。

口頭

Corrosion behavior of the weld zone of carbon steel overpack for HLW final disposal

横山 裕*; 三井 裕之*; 高橋 里栄子*; 大槻 彰良*; 朝野 英一*; 谷口 直樹; 油井 三和

no journal, , 

日本では高レベル放射性廃棄物の地層処分用容器のオーバーパック材料として炭素鋼が候補として検討されている。オーバーパックには、内包するガラス固化体を地下水との接触から1,000年間隔離する閉じ込め性が求められている。オーバーパックは、埋設後に岩盤や地下水,緩衝材から受ける圧力に耐えうる機械的特性と、地下水の接触による腐食の進行に耐えうる耐食性の観点からその板厚が設定されている(1)。一方、オーバーパックは溶接により最終的な封入を完了するが、溶接技術の適用性検討にあたり、母材と同様、機械特性及び耐食性の観点から溶接部の長期に渡る信頼性を確認しておく必要がある(2)。そこで本研究では適用可能性のあるTIG溶接(GTAW),MAG溶接(GMAW),EBW(電子ビーム溶接)の3つの溶接方法による溶接部の腐食挙動を調査するために、埋設初期の酸化性の処分環境を想定した条件における溶接試験片を用いた浸漬試験を行った。

口頭

原子力の持続的発展を支えるための廃棄物処分システムの開発,3; 課題探索的性能評価の方法論の開発

本田 明; 宮原 要; 牧野 仁史; 小田 治恵; 三ツ井 誠一郎; 梅木 博之; 高瀬 博康*

no journal, , 

地層処分システムの性能評価において、セーフティケースの信頼性に影響を及ぼす可能性のある因子を発見し、性能評価上の問題として明確に設定するとともに、その問題への対処方針を提示することを課題探索的性能評価と定義し、その方法論について、ニアフィールドの長期性能の評価を例題として紹介する。これは統合性能評価とともに、性能評価技術を相互補完的に支えるものである。

口頭

海水中におけるガラス固化体の浸出挙動

大森 弘幸; 前田 敏克; 三ツ井 誠一郎; 馬場 恒孝

no journal, , 

沿岸域に地層処分場を立地した場合における高レベル放射性廃棄物ガラス固化体の溶解メカニズムを調べるために、模擬ガラス固化体を用いた静的浸出試験を人工海水中で実施した。海水成分であるマグネシウムイオンが共存する条件では、ガラス固化体の溶解速度は時間とともに減少せず速い速度のままで溶解するが、液中マグネシウムイオンの濃度が低くなるとガラス固化体の溶解速度は低下した。また、浸出したガラス表面にマグネシウムケイ酸塩が析出していることがわかった。これらの結果から、海水中ではマグネシウムケイ酸塩が形成されることによってガラスの種構成元素であるケイ素が消費されるため、ガラス固化体の溶解が速い速度で進行したものと考えられる。

口頭

Corrosion behavior of P0798 type simulated HLW glass in the presence of magnesium ion

前田 敏克; 大森 弘幸; 三ツ井 誠一郎

no journal, , 

ガラス固化体の溶解/変質に及ぼすマグネシウムイオンの影響を調べるために、P0798タイプ模擬ガラス固化体を用いて塩化マグネシウム溶液中における静的浸出試験を実施した。その結果、溶液中のマグネシウムイオン濃度が高い条件ではガラス固化体は速い速度で溶解/変質したが、溶液中マグネシウムイオン濃度が低くなると溶解/変質速度は低下した。また、浸出試験後のガラス固化体表面にはケイ素とマグネシウムを含む変質層が形成していた。これらの結果から、マグネシウムイオン共存下ではマグネシウムケイ酸塩の生成によりケイ素が消費されるため、ガラス固化体が速い速度で溶解/変質することがわかった。このようなケイ酸塩を生成する成分がほとんど含まれない地下水中では、ガラス固化体は長期に渡って遅い速度で溶解/変質すると考えられる。

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