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論文

Electrochemical recovery of Zr and Cd from molten chloride salts for reprocessing of used nitride fuels

村上 毅*; 林 博和

Journal of Nuclear Materials, 558, p.153330_1 - 153330_7, 2022/01

使用済TRU窒化物燃料の再処理方法として研究開発が行われている化学溶解法は、塩素化剤を用いて溶融塩へ使用済燃料の溶解を行い、還元抽出法などによって溶融塩からTRUを分離回収する方法である。使用済燃料溶解の工程(化学溶解工程)では、窒化物等との化学反応によって消費されるよりも多くの量の塩素化剤(CdCl$$_2$$及びZrCl$$_4$$)を使用する必要があることが知られており、これらの成分が還元抽出法によるTRU分離に影響を及ぼすことが懸念されている。本論文では、化学溶解工程後に溶融塩中に残存するZr及びCdを選択的に回収する電解回収プロセスを付加することによってこれらの成分の影響を低減すること、及び回収したZr及びCdを塩素化剤として再利用することを提案した。また、化学溶解工程の条件及び電解回収の進行に伴い変化する溶融塩中のCdCl$$_2$$とZrCl$$_4$$の濃度比が電解回収プロセスへ与える影響を確認するため、LiCl-KCl共晶溶融塩(723K)中のZrとCdの電解挙動を明らかにする試験を行った。ZrとCdを選択的に回収するため、液体Cdを陰極として用い、TRUの還元電位よりも高い電位(-1.05V (vs. Ag/AgCl))において定電位電解を行い、広い範囲のCdCl$$_2$$/ZrCl$$_4$$濃度比においてZr及びCdの回収が可能であり、その電流効率はほぼ100%であることを確認した。

論文

Momentum-resolved charge excitations in high-$$T$$$$_{rm c}$$ cuprates studied by resonant inelastic X-ray scattering

石井 賢司; Hoesch, M.*; 稲見 俊哉; 葛下 かおり*; 大和田 謙二; 坪田 雅己; 村上 洋一; 水木 純一郎; 遠藤 康夫; 筒井 健二*; et al.

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(12), p.3118 - 3124, 2008/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:19.29(Chemistry, Multidisciplinary)

Resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) in the hard X-ray regime is a new spectroscopic technique to measure electronic excitations utilizing brilliant synchrotron radiation. It has the great advantage that the momentum dependence can be measured unlike conventional optical methods. As inelastic neutron scattering gives spin or lattice dynamics, inelastic X-ray scattering can be a tool to measure charge dynamics in solids through the coupling of photon to the charge of the electron. Here, I would like to present our RIXS studies on high-$$T_c$$ cuprates and related materials which were performed in close collaboration with theorists. In doped Mott insulators, an interband excitation across the Mott gap and an intraband excitation below the gap are observed in the low energy region of RIXS spectra. Momentum and carrier-doping dependence of the excitations will be discussed.

論文

Non-destructive and destructive measurements on burnup characteristics of Japan Power Demonstration Reactor-I full-core fuel assemblies

須崎 武則; 岡崎 修二; 岡下 宏; 小林 岩夫; 鈴木 敏夫; 河野 信昭; 大貫 守; 篠原 伸夫; 園部 保; 大野 秋男; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 23(1), p.53 - 72, 1986/00

 被引用回数:8 パーセンタイル:67.65(Nuclear Science & Technology)

JPDR-I使用済燃料集合体72体に対し、非破壊$$gamma$$線スペクトロメトリ法を適用した。それらの集合体は東海再処理工場にて溶解された。溶解槽から採取した19バッチの試料について詳細な化学分析を行った。非破壊測定による$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Csの放射能強度および$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{4}$$Cs/$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Cs強度比から、それぞれ、燃焼度およびPu/U原子数比を求めた。その際、典型的な1体の集合体の燃料棒を用いた実験において確立された相関関係を利用した。非破壊測定と化学分析の結果の間には良い一致が得られた。一部の結果に見られたわずかな偏差は、集合体内の放射能強度の分布の相違に起因するものとして説明された。非破壊測定法により、Pu以外の超ウラン核種の量を推定する可能性についても議論した。

口頭

コンクリート中炭素-14の除去技術の開発

北村 高一; 林 宏一; 森下 喜嗣; 村上 一夫*; 難波 治之*; 松尾 浄*

no journal, , 

新型転換炉ふげん発電所において、コンクリート中に浸透した炭素-14の除染技術を確立していくにあたり、コンクリート中の炭素-14濃度測定等の分析・調査を行い、炭素-14のコンクリートへの浸透汚染状況を確認するとともに、その浸透汚染メカニズムの推測及び合理的な除染方法の検討を行った。

口頭

大気micro-PIXE法を用いた骨髄異形成症候群(MDS)における赤血球内微量元素の測定

笠松 哲光*; 長嶋 友海*; 永井 清絵*; 長嶺 竹明*; 村上 博和*; 江夏 昌志; 山田 尚人; 喜多村 茜; 佐藤 隆博; 横山 彰人; et al.

no journal, , 

血液の難治性悪性疾患である骨髄異形成症候群(MDS)では、骨髄が過形成であるにもかかわらず鉄の利用率が低下し著しい貧血を来たすことがある。しかし、貧血の原因として知られている鉄,銅,亜鉛などの様々な微量元素のMDS赤血球における分布や動態は不明である。本研究では、MDSの病態とMDS赤血球における微量元素分布との関連を調べることを目的とした。最初に、健常人とMDS患者から採取した血液を等量の生理食塩水にて洗浄後、1400rpmで5分間遠心し上清を除去した。次に、0.5$$mu$$m厚のポリカーボネート膜上に滴下後凍結乾燥し、大気micro-PIXE(particle induced X-ray emission)分析を行った。その結果、健常者赤血球とMDS赤血球で鉄と亜鉛の濃度には差がなかったが、MDS赤血球で銅及びマンガンの濃度が有意に低値を示すとともにカルシウム濃度に高い傾向が見られた。また、鉄は健常者赤血球ではドーナツ状に分布している一方、MDS赤血球では全体に均一に分布していた。このように、MDS赤血球の微量元素の分布及び濃度が健常者赤血球とは有意に異なることを明らかにし、これらの異常が、MDS患者の貧血の要因となる可能性を示唆した。

口頭

安全性・経済性向上を目指したMA核変換用窒化物燃料サイクルに関する研究開発,1; 全体計画

高野 公秀; 林 博和; 村上 毅*; 有馬 立身*

no journal, , 

放射性廃棄物の減容・有害度低減に資することを目的とした、文部科学省原子力システム研究開発事業「安全性・経済性向上を目指したMA核変換用窒化物燃料サイクルに関する研究開発」(平成28年度から31年度までの予定)の全体計画を紹介する。本事業では、(1)燃料製造技術開発、(2)燃料安全性挙動評価、(3)乾式処理技術開発の3項目を実施する。(1)では、MA硝酸塩溶液から窒化物へ転換する工程でのゾルゲル法の適用と、窒化に用いるN-15同位体濃縮窒素ガスの経済的な利用方法に関する技術開発を行う。(2)では、核変換(燃焼)時の燃料の挙動に関して、レーザー局所加熱による液相生成温度評価の窒化物への適用検討、被覆管候補材との高温反応性に関するデータ取得、燃料中に蓄積したHeの放出と微細組織変化に関するデータ取得を行う。(3)では、これまで主概念として検討してきた溶融塩電解法の対案として、工程が簡素な化学溶解法の試験・検討を行い、物質収支や成立性を評価することで、溶融塩電解法と技術的・経済的に比較するために必要な情報を取得する。

口頭

安全性・経済性向上を目指したMA核変換用窒化物燃料サイクルに関する研究開発,8; 液体Cd中へのZr及びCeの還元抽出挙動

村上 毅*; 飯塚 政利*; 林 博和

no journal, , 

化学溶解法による使用済窒化物燃料の再処理では、還元抽出工程の溶融塩浴中にCd$$^{2+}$$やZr$$^{4+}$$が多く含まれる。そのため還元抽出工程において、アクチニドや希土類と共にCdやZrも液体金属中に回収されると考えられる。しかしながらCd$$^{2+}$$やZr$$^{4+}$$を多く含んだ系における還元抽出挙動に関する報告はほとんどないため、その基礎的な挙動から明らかにすることが求められる。溶融LiCl-KCl-ZrCl$$_{4}$$-CeCl$$_{3}$$ (723K)中において、液体Cd中へのZrおよびCeの還元析出試験を行った。得られた合金サンプルおよび溶融塩浴サンプルの組成分析結果を基に、これまでにほとんど知見のない溶融LiCl-KCl/液体Cd系におけるZrの分離係数を求めた。

口頭

原子力機構における乾式再処理研究開発の経緯

小藤 博英; 多田 康平; 北脇 慎一; 林 博和; 村上 毅*; 坂村 義治*

no journal, , 

金属電解法は最も実現性が有望視される乾式再処理技術であり、原子力機構では電力中央研究所との共同研究により開発を進めてきた。研究開発を通して技術の実現性が確認され、プロセス機器や施設の設計を進めた。当該技術は、放射性廃棄物の環境負荷低減が重視される将来の核燃料サイクル概念に適合することが期待されている。本報では金属電解法に関して、技術の概要、開発の経緯、研究開発現状と今後の展望等を簡潔に紹介する。

口頭

安全性・経済性向上を目指したMA核変換用窒化物燃料サイクルに関する研究開発,13; 液体Cd中へのZr及びランタニド元素の還元抽出挙動

村上 毅*; 飯塚 政利*; 林 博和

no journal, , 

化学溶解法による使用済窒化物燃料の再処理では、還元抽出工程の溶融塩浴中にCd$$^{2+}$$やZr$$^{4+}$$が多く含まれる。そのため還元抽出工程において、アクチニドや希土類と共にCdやZrも液体金属中に回収されると考えられる。しかしながらCd$$^{2+}$$やZr$$^{4+}$$を多く含んだ系における還元抽出挙動に関する報告はほとんどないため、その基礎的な挙動から明らかにすることが求められる。溶融LiCl-KCl(723K)にZrCl$$_{4}$$および各種ランタニド塩化物を添加した系において、Zrおよびランタニドの還元析出試験を行い、還元抽出工程でのZr$$^{4+}$$イオンの影響について検討した。

口頭

安全性・経済性向上を目指したMA核変換用窒化物燃料サイクルに関する研究開発,19; 還元抽出工程の前処理としてのZr及びCdの電解回収

村上 毅*; 飯塚 政利*; 林 博和

no journal, , 

照射済窒化物燃料乾式再処理におけるアクチノイド還元抽出工程の前処理としての溶媒中Zr及びCd電解回収について、その成立性を検討した。液体Cd陰極を用いることにより、幅広い溶媒中CdCl$$_{2}$$/ZrCl$$_{4}$$濃度比において、高電流効率でZr及びCdを同時に回収できることが確認された。

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