Preliminary measurement of prompt gamma-ray from nuclear material for the classification of fuel debris and waste

芝 知宙; 冠城 雅晃; 能見 貴佳; 鈴木 梨沙; 小菅 義広*; 名内 泰志*; 高田 映*; 長谷 竹晃; 奥村 啓介

Proceedings of International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research (FDR2022) (Internet), 3 Pages, 2022/10

A technique that can easily determine the presence of nuclear material in removed object from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant site is important from the viewpoint of sorting fuel debris from radioactive waste. In the case of fresh uranium, the amount of nuclear material in the waste generated from nuclear facilities can be determined by measuring 1001 keV gamma-rays emitted by Pa, which is a daughter nuclide of U. However, it has been pointed out that such gamma-ray measurement cannot be used for fuel debris that contains a large portion of fission products (FPs) emitting various energies of gamma-rays. In this study, we focus on prompt fission gamma-rays that are directly emitted from nuclear materials and those energy exists in a higher energy region than those of FPs, and aim to measure them in simple manners.

Spin glass behavior in EuCuSi single crystal grown by the flux method

竹内 徹也*; 芳賀 芳範; 谷口 年史*; 伊覇 航*; 安次富 洋介*; 屋良 朝之*; 木田 孝則*; 田原 大夢*; 萩原 政幸*; 中島 美帆*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 89(3), p.034705_1 - 034705_15, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.89.034705

Single crystals of EuCuSi have been grown by the flux method and Bridgman method. The Eu ions of the Bridgman-grown crystal are nearly trivalent and fluctuate depending on the temperature. On the other hand, the Eu ions of flux-grown sample are divalent and thermally stable and show spin-glass behavior at low temperatures. Crystallographic analyses identified random replacement of Cu sites by Si only for the flux-grown samples. Such structural randomness leads to spin-glass features.

北海道幌延地区における地下水中の有機酸のメタン生成微生物の基質としての可能性

玉村 修司*; 遠藤 亮*; 清水 了*; 岩月 輝希; 天野 由記; 大味 泰*; 五十嵐 敏文*

Journal of MMIJ, 128(10,11), p.570 - 575, 2012/10

http://doi.org/10.2473/journalofmmij.128.570

北海道幌延地区の第四系と新第三系の声問層を帯水層とする地下水中で、微生物の競争排除則とメタン生成反応の非平衡度に基づき、ギ酸及び酢酸がメタン生成微生物の基質となっている可能性を評価した。微生物の競争排除則では、声問層を帯水層とする地下水中で酢酸が基質となっている可能性が示唆され、非平衡度による評価では、還元的なすべての地下水中で、両有機酸が基質となっている可能性が示唆された。これらのことから、還元的な環境では両有機酸がメタン生成微生物の基質となっていること、特に新第三系声問層を帯水層とする地下水中では、酢酸濃度は微生物の競争排除則により規定されている可能性が指摘された。

高温ガス炉

武藤 康; 國富 一彦

火力原子力発電, 52(10), p.1279 - 1286, 2001/10

https://ci.nii.ac.jp/naid/10006964772

発電技術の将来展望として、高温ガス炉ガスタービン発電システムに関する研究開発の動向,技術的成立性と開発課題,安全性と運転特性,核燃料の有効利用と放射性廃棄物低減,経済性及び将来展望につき解説した。技術的成立性に関しては、ブロック型高温ガス炉が大容量化し易い点でペブル型よりも優れていること、ガスタービンシステムの選択肢(インテグラル型と分離型,立置きと横置き,単軸と多軸)にかかわる技術課題と選定結果につき記した。核燃料の有効利用と放射性廃棄物低減に関しては、軽水炉に比べて高燃焼度を達成できることと高い熱効率のために、非常に有利な特性が得られることを解説した。経済性については高温発電における算定結果に基づき、経済性においても軽水炉よりも優れていることを述べた。最後に将来展望として熱効率向上の可能性と国際協力の重要性につき記した。

JRR-2の第1次燃料と出力上昇

JRR-2管理課; 神原 豊三; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 小早川 透; 両角 実; 上林 有一郎; 蔀 肇; 小金澤 卓; et al.

JAERI 1027, 57 Pages, 1962/09

JAERI-1027.pdf:4.76MB

1961年3月に行われたJRR-2の第1次出力上昇試験全般にわたって記してある。まず第1章に出力上昇の問題となった第1次燃料について、燃料要素の仕様・検査及び問題点と安全性についての検討をした結果を述べてある。この検討に従い、万一燃料被覆破損が生じた場合、でき得る限り早期に発見し、処置を容易にするために破損燃料検出装置を追加設置した。この破損燃料検出装置の検出の方法,装置の内容について第2章に記してある。最後に第3章に実施した第1次出力上昇試験の経過について述べてある。

JRR-2における水・ガスの処理と分析

JRR-2管理課; 神原 豊三; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 萩野谷 欣一; 小早川 透; 八巻 治恵; 横田 光雄; 堀木 欧一郎; et al.

JAERI 1024, 79 Pages, 1962/08

JAERI-1024.pdf:5.66MB

この報告は、JRR-2が臨海になる前に行った重水ヘリウム系の乾燥及び重水注入と、臨海後1960年11月の3000kWへの第2次出力上昇に至るまでに実施した重水の分析とイオン交換樹脂の重水化,ヘリウムの純化及び二次冷却水の処理について、その問題点とこれを解決するためにとった方法及び実施の経験を、5編にまとめたものである。JRR-2は重水減速冷却型であって、重水は入手が容易でなく、その稀釈あるいは消耗は炉の運転上重大な問題となる恐れがあるので、その炉への注入は臨界前に重水ヘリウム系を十分に乾燥した後慎重に行った。臨界後は重水濃度,pH,不純物,放射性核種等運転上重要なものについて測定を行い、また、精製系のイオン交換樹脂は軽水を重水と置換して取り付けた。ヘリウム系は1960年2月出力上昇に先立って空気とヘリウムを置換し、その後は活性炭吸収装置を内蔵する純化装置により純化を行っている。二次冷却水については腐食による障害を監視しながら処理を実施してきた。以上のような作業を行うことにより、水ガス系にはほとんど問題なく、炉は安全に運転することができた。

燃料デブリ中の核燃料物質量の定量のための非破壊測定試験,3; ガンマ線非破壊測定技術を用いた核燃料物質中の不純物の特定

鈴木 梨沙; 能見 貴佳; 長谷 竹晃; 白茂 英雄; 芝 知宙; 冠城 雅晃; 奥村 啓介; 小菅 義広*; 高田 映*; 名内 泰志*

no journal, , 

燃料デブリ中に含まれる核燃料物質の非破壊測定による定量において、核燃料物質以外の物質の組成・量を得ることで、測定精度の向上が期待できる。プルトニウム燃料技術開発センターでは、プルトニウム試料から発生したガンマ線のスペクトルを解析することにより、当該試料中に含まれる不純物成分を把握・評価する試験を実施した。その結果、プルトニウム試料中に含まれるフッ素とアルファ線の核反応により生成されるNa由来のガンマ線を検出するとともに、当該ガンマ線の発生率から、当該試料中の軽元素不純物とアルファ線の核反応由来の中性子の主要な発生源がフッ素とアルファ線の核反応であることを特定した。

燃料デブリ中の核燃料物質量の定量のための非破壊測定試験,1; 背景と目的

奥村 啓介; 名内 泰志*; 鈴木 梨沙; 能見 貴佳; 芝 知宙; 冠城 雅晃; 高田 映*; 小菅 義広*; 長谷 竹晃

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)では、2022年から燃料デブリの試験的取出しが開始され、その後は段階的な取り出し規模の拡大が進められる予定である。当面は、燃料デブリ中の核燃料物質量は破壊分析に基づき評価されることになるが、取り出し規模の拡大が進むにつれて、全量分析は困難になるため、容器内に収納された燃料デブリの非破壊測定に基づく計量管理が必要になってくる。しかしながら現状では、容器に収納された1F燃料デブリの核燃料物質の定量に適用可能な非破壊測定技術は世界的にも存在していない。この問題を解決するため、一長一短がある種々の手法を組み合わせた1F燃料デブリ用の非破壊測定技術の構築を目指し、実核燃料物質を使用した非破壊測定試験を開始した。

燃料デブリ中の核燃料物質量の定量のための非破壊測定試験,5; CeBr検出器によるプルトニウム試料のその場パッシブガンマ測定

冠城 雅晃; 芝 知宙; 奥村 啓介; 名内 泰志*; 鈴木 梨沙; 能見 貴佳; 長谷 竹晃; 高田 映*; 小菅 義広*

no journal, , 

高線量率測定用に開発した微小なCeBr検出器を利用して、プルトニウム燃料のパッシブガンマ測定を実施した。測定では、Amによる59.5keVからPu子孫核種Tlによる2615keVまでの広範囲のエネルギースペクトルを測定でき、また、HPGe測定とも比較し評価したので報告する。

シンチレーション検出器による核燃料物質の可搬パッシブガンマ非破壊測定

冠城 雅晃; 芝 知宙; 能見 貴佳; 鈴木 梨沙; 小菅 義広*; 名内 泰志*; 奥村 啓介

no journal, , 

福島第一原子力発電所の廃炉加速に資するために開発を進めている高線量率下の測定に特化したCeBrシンチレーション検出器(CeBr検出器)を利用し、原子力機構プルトニウム燃料技術開発センターが有する核燃料物質試料のガンマ線スペクトル測定を実施した。さらに、HPGe検出器による測定も実施し、結果を比較した。