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論文

R&D strategy on mid- and long-term behavior of fuel debris

矢野 公彦; 北垣 徹; 鷲谷 忠博; 宮本 泰明; 小川 徹

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.225 - 228, 2018/11

福島第一原子力発電所の廃炉に向けたロードマップによると、燃料デブリ取り出しは2021年、すなわち燃料デブリ生成の10年後に開始される予定である。また燃料デブリは燃料取り出しの終了まで炉内に存在することになる。加えて、炉から取り出された燃料デブリに対して保管が必要になることは想像に難くない。このような事故後の燃料デブリに対する作業を検討するうえで、数十年間の燃料デブリの状態や特性を議論することは不可欠である、そこで原子力機構は燃料デブリの中長期的挙動に関する研究開発戦略を暫定するとともに、この課題に対して国内の大学や他の研究機関と協力し基礎研究を立ち上げている。

論文

日本原子力研究開発機構廃炉国際共同研究センター国際共同研究棟の概要および活動状況

宮本 泰明

日本ロボット学会誌, 36(7), p.464 - 467, 2018/09

廃炉国際共同研究センターの活動状況、国際共同研究棟の概要、及び、主な成果について紹介を行った。

論文

Research and development activities for cleanup of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

佐々木 紀樹; 上西 修司*; 宮本 泰明; 船坂 英之

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.257 - 268, 2013/10

BB2012-2567.pdf:1.85MB

福島第一原子力発電所事故及びその復旧活動により多量の放射性廃棄物が発生している。これらの廃棄物は、通常の原子力発電所より発生する放射性廃棄物とは性状が大きく異なり、廃棄物を管理していくためには幅広い研究開発が必要となる。廃棄物の性状把握や安全な保管に向けて放射性核種の分析、保管容器内の水素発生・拡散評価、腐食評価といった研究開発が実施されている。また、廃棄物の処理処分に向けた詳細な研究開発計画が2012年度末までに策定される予定である。

論文

Research and development on waste management for the Fukushima Daiichi NPS by JAEA

駒 義和; 芦田 敬; 目黒 義弘; 宮本 泰明; 佐々木 紀樹; 山岸 功; 亀尾 裕; 寺田 敦彦; 檜山 敏明; 小山 智造; et al.

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.736 - 743, 2013/09

東京電力福島第一原子力発電所の事故に伴い発生した廃棄物の管理に関して、原子力機構が進めている研究開発の成果を概観する。

報告書

改質硫黄固化処理法による模擬鉛廃棄物及び模擬低レベル放射性廃液の固化性能確認試験(共同研究)

曽根 智之; 佐々木 紀樹; 宮本 泰明; 山口 大美; 井上 陽佳*; 木原 勉*; 武井 義久*; 竪川 孝生*; 深谷 正明*; 入矢 桂史郎*; et al.

JAEA-Technology 2008-032, 25 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-032.pdf:5.54MB

改質硫黄はセメントに比べて遮水性,耐酸性等に優れた性能を有しており、これを用いて作製した固化体には、セメント固化体に比べて高い耐浸出性が期待できる。本試験では、放射性鉛廃棄物及び低レベル放射性廃液の模擬試料を対象に作製した改質硫黄固化体を用いて一軸圧縮強度試験及び浸出試験を実施し、それぞれの廃棄物に対する改質硫黄固化法の適用性を検討した。今回の試験で得られた結果から、金属鉛を対象に作製した改質硫黄固化体の耐浸出性は、セメント固化体を大きく上回ることが明らかとなり、改質硫黄固化法は金属鉛廃棄に対してセメント固化法に代わる有効な処理法となる可能性を有することが確認された。一方、酸化鉛及び模擬低レベル放射性廃液を対象に作製した改質硫黄固化体の耐浸出性は、セメント固化体と同程度もしくはそれ以下であり、改質硫黄固化法はセメント固化法に代わる処理法としては期待できないことがわかった。

論文

Innovative alpha radioactivity monitor for clearance level inspection based on ionized air transport technology; CFD-simulated and experimental ion transport efficiencies for uranium-attached pipes

平田 洋介*; 中原 克彦*; 佐野 明*; 佐藤 光吉*; 青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 南部 健一*; 高橋 浩之*; 小田 昭紀*

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 2(2), p.561 - 572, 2008/00

An innovative alpha radioactivity monitor for clearance level inspection has been developed. This apparatus measures an ion current resulting from air ionization by alpha particles. Ions generated in a measurement chamber of about 1 m$$^{3}$$ in volume are transported by airflow to a sensor and measured. This paper presents computational estimation of the ion transport efficiencies for two pipes with different lengths, the inner surfaces of which were covered with a thin layer of uranium. These ion transport efficiencies were compared with those experimentally obtained for the purpose of validating our model. Good agreement was observed between transport efficiencies from simulations and those experimentally estimated. Dependence of the transport efficiencies on the region of uranium coverage was also examined, based on which such characteristics of ion currents as anticipated errors arising from unknown contaminated positions are also discussed to clarify the effective operation conditions of this monitor.

論文

Thermal pretreatment for TRU waste sorting

佐々木 紀樹; 青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美

Proceedings of International Waste Management Symposium 2008 (WM '08) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/00

処分が禁止されている物質をTRU廃棄物から除去するか焼技術を開発するための試験を実施した。か焼技術は、高温の窒素ガス又は空気で加熱することにより、塩化ビニルで梱包されたTRU廃棄物から可燃物,液体,低融点金属を除去する技術である。本試験においては、デスクトップの加熱炉及び実験室規模の試験装置を使用して模擬廃棄物の処理を行った。紙,塩化ビニル,オイルといった可燃物及び亜鉛,鉛,アルミニウムといった低融点金属をか焼処理によって模擬廃棄物から分離することができた。

論文

Innovative alpha-radioactivity monitor for clearance level inspection based on ionized air transportation technology, 1; Comparison with mass spectral analysis using uranium-attached samples

青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 佐野 明*; 内藤 晋*; 隅田 晃生*; 泉 幹雄*; 前川 立行*; 佐藤 光吉*; 南部 健一*; et al.

Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 6 Pages, 2007/04

$$alpha$$線標準線源でイオン電流を校正し求めたウランが付着したサンプルの放射能は、化学分析で求めた放射能から約40%低かった。そこで、ひとつのサンプルの化学分析結果を用いてイオン電流を再校正した結果、すべてのサンプルの$$alpha$$放射能を誤差10%以内で評価できることを確認した。

論文

Innovative alpha radioactivity monitor for clearance level inspection based on ionized air transport technology, 2; CFD-simulated and experimental ion transport efficiencies for uranium-attached pipes

平田 洋介*; 中原 克彦*; 佐野 明*; 佐藤 光吉*; 青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 南部 健一*; 高橋 浩之*; 小田 昭紀*

Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 6 Pages, 2007/04

大型廃棄物のクリアランス検認を可能にする計測システムの実用性を確認するため、実ウランサンプルを使用して$$alpha$$放射能を測定した。本件は、測定に対応して行った、実廃棄物に対する3次元CFDシミュレーションの結果についての報告である。構築したイオン輸送モデルを用い、2種類の廃棄物パイプに対してイオンの輸送効率を計算して実験と比較し、妥当な結果を得た。

論文

Ion current prediction model considering columnar recombination in alpha radioactivity measurement using ionized air transportation

内藤 晋*; 平田 洋介*; 泉 幹雄*; 佐野 明*; 宮本 泰明; 青山 佳男; 山口 大美

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(2), p.121 - 128, 2007/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:11.92(Nuclear Science & Technology)

空気イオンの輸送を用いたアルファ放射能測定における、改良されたイオン電流予測モデルを報告する。われわれの過去のモデルは、測定イオン電流の定性的な傾向を説明したものの、その絶対値はかなり過大評価されていた。今回、定量性を得るため、モデルは柱状再結合効果を考慮して改良された。改良されたモデルは、イオン拡散の初期段階におけるかなりの量のイオン損失を説明し、イオン電流のモデル計算値と実測値の間の差を縮めた。本モデルは、また、汚染された表面に高速の空気流を吹き付けることにより、柱状再結合によるイオン損失は抑えられることを示した。このことは、実験的に調査され確認された。結論として、アルファ放射能とイオン電流の理論的関係は、層流下及び管内乱流下において定量的に明らかになった。

報告書

内容器式高周波溶融炉による溶融固化処理技術に関する確証試験

小澤 達也; 宮本 泰明; 須藤 誠; 青山 佳男; 山口 大美

JAEA-Technology 2006-050, 88 Pages, 2006/11

JAEA-Technology-2006-050.pdf:14.49MB

TRU廃棄物のうち、金属や非金属といった不燃性の雑固体廃棄物を対象とした減容処理プロセスの一つとして、溶融固化処理技術が挙げられる。溶融固化処理技術は、これまでに発電所から発生する低レベル放射性廃棄物などを対象として適用された例があるものの、種々の技術的課題を未だ有している。溶融固化処理技術や関連工程について、これまでに行ってきた既存設備の調査及び概念設計の結果から抽出された技術的課題に関して、模擬廃棄物を使用した確証試験としてデータの取得や対策の検討を実施した。本書はその試験結果についてまとめるとともに、技術的課題の検討状況について示したものである。

論文

Particle modeling of transport of $$alpha$$-ray generated ion clusters in air

Tong, L.*; 南部 健一*; 平田 洋介*; 泉 幹雄*; 宮本 泰明; 山口 大美

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 45(10B), p.8217 - 8220, 2006/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Applied)

$$alpha$$線で電離したイオンの空気輸送を解析するためのテスト粒子モンテカルロ法を開発した。得られた結果は、$$alpha$$放射能計測装置の設計・開発に有用なデータである。構築したイオン-分子衝突モデルは実測値とよく合う。正負イオンの再結合はNanbu & Denpohの方法で扱った。0.001$$sim$$1atmのガス圧力に対し、イオン流れ場の定常状態を実現できた。

論文

Radon concentration dependence of alpha radioactivity measurement using ionized air transportation

内藤 晋*; 佐野 明*; 泉 幹雄*; 野田 悦夫*; 林 和夫*; 佐藤 光吉*; 須藤 收; 宮本 泰明; 近藤 慎一*; 飯沼 恒一*; et al.

Nuclear Science Symposium Conference Record, 2005 IEEE, Vol.1, p.495 - 499, 2005/10

ウランで汚染された大型かつ複雑な表面形状の廃棄物の$$alpha$$放射能を測定するため、$$alpha$$放射能モニタ($$alpha$$クリアランスモニタ)を開発している。モニタは、$$alpha$$粒子を空気流によって輸送し、そのイオン電流を測定する$$alpha$$放射能測定方法を用いている。$$alpha$$クリアランスの主要な問題の一つは、主として空気中のラドンに起因するバックグランドイオン電流(約700fA)である。その電流は1個の$$alpha$$粒子のイオン電流(数fA)よりも非常に大きく、$$alpha$$放射能の測定限界に強い影響を与えている。この測定限界を改善するため、われわれは、モニタ内部のラドン濃度を、新たなラドン検出器を追加することなくモニタする方法を開発した。また、検出下限への影響因子として、イオン移動度及びイオン再結合係数の環境依存性(温度,湿度,エアロゾル濃度)を測定し評価した。

論文

Stabilization of Lead in Low-Level Radioactive Waste Form Using Low-Alkalinity Cements

佐々木 紀樹; 宮本 泰明; 福本 雅弘

Waste Management Symposium 2005, 0 Pages, 2005/03

鉛を含む低レベル放射性廃棄物の廃棄体からの鉛の浸出を低減させることを目的として、セメント系固型化材による鉛の固型化及び固型化体の浸出試験を実施し、低アルカリ性セメントを使用することにより鉛の浸出を抑制できることを確認した。

論文

Development of Melt Refining Decontamination Technology for Low Level Radioactive Metal Waste Contaminated with Uranium

須藤 誠; 宮本 泰明; 福本 雅弘; 須藤 収

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.608 - 611, 2005/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:27.34(Chemistry, Multidisciplinary)

核燃料サイクル施設で発生するウラン系低レベル金属廃棄物へのスラグ溶融除染技術の適用性を評価した。金属廃棄物にはアルミニウムを含むモータ等の機器が含まれているが、このアルミニウムは除染性能を低下させるといわれている。そこで、除染性能のアルミニウムの濃度、スラグ組成についての依存性を検討した。これらの結果から、アルミニウムが含まれる場合でも、高い除染性能が得られることが確認された。

論文

Stabilization of Lead in Low-Level Radioactive Waste Form Using Low-Alkalinity Cements

佐々木 紀樹; 宮本 泰明; 福本 雅弘

Waste Management Symposium 2005, 6 Pages, 2004/00

鉛を含む低レベル放射性廃棄物の廃棄体からの鉛の浸出を低減させることを目的として、セメント系固型化材による鉛の固型化及び固型化体の浸出試験を実施し、低アルカリセメントを使用することにより、鉛の浸出を抑制できることを確認した。

報告書

溶融除染技術評価報告書

宮本 泰明; 山中 智弘*; 青山 誠; 高橋 邦明; 須藤 収

JNC TN8400 2003-044, 127 Pages, 2003/03

JNC-TN8400-2003-044.pdf:19.07MB

核燃料サイクル施設から発生する低レベルウラン系金属廃棄物を処理技術として溶融除染技術の除染性能評価、エンジニアリング特性等の技術評価を行った。ウランを用いた試験及び検討を行いクリアランスレベル相当まで除染できること、金属とスラグの分離方法、溶湯の抜き出し方法を検討した。その結果、溶融除染はウラン系金属廃棄物に対して有効な技術であることを確認した。

論文

Development of Melt Refining Decontamination Technology for Low Level Radioactive Metal Waste Contamonated with Uranium

青山 誠; 宮本 泰明; 須藤 収

High Temperature Materials Chemistry-XI(HTXC-XI), (pb54), 0 Pages, 2003/00

核燃料サイクル施設で発生するウラン系低レベル金属廃棄物へのスラグ溶融除染技術の適用生を評価した。金属廃棄物にはアルミニウムを含むモータ等の機器が含まれるが、このアルミニウムは除染性能を低下させるといわれている。そこで、除染性能のアルミニウムの濃度についての依存性を検討した。これらの結果から、アルミニウムが含まれる場合でも、高い除染性能が得られることが確認された。

論文

「低レベル放射性廃棄物管理プログラム」と環境保全対策

山下 照雄; 米谷 雅之; 小圷 正之; 田辺 務; 宮本 泰明; 武田 誠一郎

サイクル機構技報, (16), 37- Pages, 2002/00

サイクル機構技報 第16号(平成14年9月発行予定)に、「技術報告」として「低レベル放射性廃棄物管理プログラム」及び環境保全対策に関する事項を報告する。

報告書

水素エネルギー研究の現状と高温ガス炉水素製造システムの将来展望

宮本 喜晟; 小川 益郎; 秋野 詔夫; 椎名 保顕; 稲垣 嘉之; 清水 三郎; 小貫 薫; 石山 新太郎; 片西 昌司; 武田 哲明; et al.

JAERI-Review 2001-006, 147 Pages, 2001/03

JAERI-Review-2001-006.pdf:9.2MB

水素に関する研究の現状を把握し、原研が進めている核熱による水素製造研究開発の位置づけを明らかにするため、水素製造を中心にした研究の現状と今後の展望について検討した。水素の取り扱いに関する特性を明らかにするとともに、将来の水素製造に対する法整備が必要になること、また、原子炉施設との関係では水素の火災爆発に対し離隔距離の考え方が実務的であることを示した。水素製造法を総括し、核熱利用水素製造技術の課題を明らかにした。さらに、核熱水素製造の経済性を評価し、化石燃料燃焼方式より経済性のあることを明らかにした。このほか、我が国のエネルギー需要構造からみて、原子力による高効率発電と化石燃料の代替となるエネルギーの需要が多いことを示した。さらに、今後の水素利用の方法としては燃料電池自動車の燃料としての利用が有望で、燃料電池自動車の導入予測に対応して2020年から2030年では100MWtの高温ガス炉が最大30基程度必要となることがわかった。

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