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論文

Numerical reproduction of dissolved U concentrations in a PO$$_{4}$$-treated column study of Hanford 300 area sediment using a simple ion exchange and immobile domain model

齋藤 龍郎; 佐藤 和彦; 山澤 弘実*

Journal of Environmental Radioactivity, 237, p.106708_1 - 106708_9, 2021/10

 被引用回数:0

ハンフォード300エリアの堆積物を用いたリン酸処理カラム実験における溶存U濃度の数値再現に成功した。我々はダルシー速度を変動させた条件下での溶存U濃度推移曲線を、以下のパラメータの最適化によって、本研究の数値モデルにより再現することに成功した。(i)初期濃度を規定している流水に晒される土壌表面(流動領域)のウラン量と、深層土壌に分離された孤立領域の沈殿として残ったウラン量(ii)濃度の最終的な回復曲線に適合するための、流動領域と孤立領域間の混合比、及び(iii)シミュレートされた土壌表面($$Zp$$)でのUO$$_{2}$$$$^{2+}$$とH$$^{+}$$との交換反応の陽イオン交換容量(CEC$$_{Zp}$$)と平衡定数(k$$_{Zp}$$)、これらは過渡平衡濃度に適合し、バスタブ曲線の極小値を形成していた。

論文

ウラン廃棄物処分における人文・社会科学的検討の必要性

保田 浩志*; 麓 弘道*; 齋藤 龍郎

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 63(8), p.610 - 614, 2021/08

自然起源の放射性核種であるウラン及びその子孫核種によって汚染されたもの、いわゆる「ウラン廃棄物」の取扱いについては、近年原子力規制委員会等において自然科学や安全工学等の知見に基づき集中的な審議が行われ、令和3(2021)年3月現在、一定の方針が示されている。一方、筆者らは、将来世代に相当の負担をもたらし得るウラン廃棄物の処分にあたっては、これまで行われてきたような理工学的視点の検討だけでなく、人文・社会科学的視点からの考察が必要であると考え、関連する分野の専門家を交えた議論を進めてきた。本報では、そうした考えをもたらした背景や今後予定している議論の方向性等について紹介する。

論文

Tolerance of spin-Seebeck thermoelectricity against irradiation by swift heavy ions

岡安 悟; 針井 一哉*; 小畠 雅明; 吉井 賢資; 福田 竜生; 石田 真彦*; 家田 淳一; 齊藤 英治

Journal of Applied Physics, 128(8), p.083902_1 - 083902_7, 2020/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Applied)

The ion-irradiation tolerance of thermoelectric devices based on the spin Seebeck effect (SSE) was investigated by using 320 MeV gold ion (Au$$^{24+}$$) beams modeling cumulative damages due to fission products emitted from the surface of spent nuclear fuels. For this purpose, prototypical Pt/Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$/Gd$$_3$$Ga$$_5$$O$$_{12}$$ SSE elements were irradiated with varying the dose level at room temperature and measured the SSE voltage of them. We confirmed that the thermoelectric and magnetic properties of the SSE elements are not affected by the ion-irradiation up to $$10^{10}$$ ions/cm$$^2$$ fluence and that the SSE signal is extinguished around $$10^{12}$$ ions/cm$$^2$$, in which the ion tracks almost fully cover the sample surface. We also performed the hard X-ray photoemission spectroscopy (HAXPES) measurements to understand the effects at the interface of Pt/Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$. The HAXPES measurements suggest that the chemical reaction that diminishes the SSE signals is enhanced with the increase of the irradiation dose. The present study demonstrates that SSE-based devices are applicable to thermoelectric generation even in harsh environments for a long time period.

論文

自然放射性核種を含む廃棄物の放射線防護に関する専門研究会の活動報告

齋藤 龍郎; 小林 愼一*; 財津 知久*; 下 道國*; 麓 弘道*

保健物理(インターネット), 55(2), p.86 - 91, 2020/06

ウラン廃棄物およびウランを含む鉱さい等廃棄物処分安全の考え方は、まだ完全には確立されていない。その理由は、子孫核種の放射能が蓄積し、数十万年以後に線量のピークが生じるウラン安全性評価の不確実性と、遠い将来発生するラドンによる被ばくである。我々「自然放射性核種を含む廃棄物の放射線防護に関する専門研究会」は、ウラン含有廃棄物と鉱さい等廃棄物に含まれる核種、U-235, U-238とその子孫の処分に関する安全事例を研究し、ICRPやIAEAなどの国際機関の考え方と比較しながら、処分の現状を総括的に議論し、不確実性及びラドン被ばくの取り組むべき重要な問題を提言した。

論文

Hard X-ray photoelectron spectroscopy study of Pt/Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$

小畠 雅明; 吉井 賢資; 福田 竜生; 川崎 郁斗; 岡根 哲夫; 山上 浩志; 矢板 毅; 針井 一哉; 家田 淳一; 岡安 悟; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011192_1 - 011192_6, 2020/03

スピンゼーベック効果を示す系として注目されているPt/Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$(YIG)系に対し、放射光を用いた硬X線光電子分光(HAXPES)により表面及び界面の電子状態測定を行った。本系ではスピンゼーベック効果のほかに特異な性質を示すことが報告されている。例えば、外部磁場が存在しない状況でもホール効果を発現する。この起源として、YIG中のFe$$^{3+}$$イオンがPt膜に染み出し、磁性を持つ金属間化合物を生成している可能性が提案されている。そこでHAXPESの分析深さを利用し、界面近傍の鉄イオン等の電子状態を測定した。Ptの厚みが2nm, 5nm, 8nm, 10nmの試料を測定したところ、2nmと5nmの試料において鉄イオンの分析を行うことができた。Fe 1s光電子スペクトルからは、鉄イオンが3+のものと金属的な0価に近い2つの状態が存在することが判明し、上記の可能性を支持する結果が得られた。Pt 4fやO 1sスペクトルなども測定しており、詳しい結果は当日報告する。

論文

Utilization of $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs in the environment to identify the reactor units that caused atmospheric releases during the Fukushima Daiichi accident

茅野 政道; 寺田 宏明; 永井 晴康; 堅田 元喜; 三上 智; 鳥居 建男; 斎藤 公明; 西澤 幸康

Scientific Reports (Internet), 6, p.31376_1 - 31376_14, 2016/08

 被引用回数:38 パーセンタイル:98.62(Multidisciplinary Sciences)

This paper investigates the reactor units of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station which generated large amounts of atmospheric releases during the period from 12 to 21 March 2011. The $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs ratio measured in the environment can be used to determine which reactor unit contaminated specific areas. Meanwhile, atmospheric dispersion model simulation can predict the area contaminated by each dominant release. Thus, by comparing both results, the reactor units which contributed to dominant atmospheric releases was determined. The major source reactor units from the afternoon of 12 March to the morning of 15 March corresponded to those assumed in our previous source term estimation studies. A new possibility found in this study was that the major source reactor from the evening to the night on 15 March was Units 2 and 3 and the source on 20 March temporally changed from Unit 3 to Unit 2.

論文

Evaluation of ambient dose equivalent rates influenced by vertical and horizontal distribution of radioactive cesium in soil in Fukushima Prefecture

Malins, A.; 操上 広志; 中間 茂雄; 齋藤 龍郎; 奥村 雅彦; 町田 昌彦; 北村 哲浩

Journal of Environmental Radioactivity, 151(Part 1), p.38 - 49, 2016/01

AA2015-0160.pdf:0.87MB

 被引用回数:34 パーセンタイル:84.82(Environmental Sciences)

空間線量率は土壌中放射性セシウムの鉛直・水平分布に依存する。本研究では、任意の放射性セシウムの土壌中セシウム分布から線量率を計算するツールを開発し妥当性を確認した。福島第一原子力発電所事故により汚染された地域に対する実測値と解析結果は整合的であった。放射性セシウムの不均質な分布が得られている際にはそれらを考慮することでより解析精度を高めることができることを示した。また、放射性セシウムの土壌深部への移行に伴う線量率低下を説明することが可能であることを示した。さらに、農地除染に対する解析では、表土剥ぎ取りおよび天地返しが線量率低下の観点で有意であることを解析的に示した。

論文

Mathematical Modeling of Radioactive Contaminants in the Fukushima Environment

北村 哲浩; 操上 広志; 山口 正秋; 小田 好博; 齋藤 龍郎; 加藤 智子; 新里 忠史; 飯島 和毅; 佐藤 治夫; 油井 三和; et al.

Nuclear Science and Engineering, 179(1), p.104 - 118, 2015/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:66.24(Nuclear Science & Technology)

福島第一原子力発電所事故に伴い環境に放出されその後地表に降下した放射性物質の分布を予測することは重要で、速やかに進めて行く必要がある。このような予測を行うために、放射性物質として特に放射性セシウムに着目し、現在複数の数理モデルを開発している。具体的には、土壌の表層流出に伴う放射性セシウムの移行については土壌流亡予測式を用いた流出解析、河川における核種移行については河川解析コードTODAM・iRICを用いた移行解析、河口域における土砂堆積については3次元解析コードROMS等を応用した堆積解析を行っている。また、セシウムと土壌の吸着メカニズムについては分子原子レベルの分子挙動計算法を用いた解析を開始しており、最終目標として吸着係数等の把握を目指している。

報告書

ウラン廃棄物に着目した諸外国の放射性廃棄物処分の情報整理

齋藤 龍郎; 坂井 章浩; 佐藤 和彦; 八木 直人; 秦 はるひ; 麓 弘道*; 川越 浩; 長谷川 信

JAEA-Review 2014-021, 30 Pages, 2014/07

JAEA-Review-2014-021.pdf:4.51MB

日本原子力研究開発機構では、計画中の研究施設等廃棄物浅地中処分施設に、放射能濃度の低いウランを含む廃棄物も処分するための検討を進めている。IAEAやICRPの提案する考え方、調査対象国(米国,カナダ,英国,フランス,スウェーデン)で行われているウラン廃棄物に類似した長寿命放射性廃棄物の処分方策や法規制をまとめ、我が国の処分制度への適用性を整理した。ウランを含む廃棄物をウラン廃棄物と特定せずに、第二種廃棄物埋設で処分することを想定したときの課題を、埋設ウランからのラドン評価、ウラン子孫核種評価、地質の安定性等の観点から整理した。その結果、人間侵入シナリオの評価期間が長期の処分場と、短期の処分場に分けられた。各国の先行事例が多いことから、第二種廃棄物埋設における処分の実現性は最も高いと思われる。制度化にあたっては、この二通りの処分場の対応を踏まえて検討すべきと考える。

報告書

欧州地域のウラン廃棄物処分に関する調査; フランス,英国及びスウェーデンにおける処分及び規制の現状

佐藤 和彦; 坂井 章浩; 秦 はるひ; 麓 弘道*; 川越 浩; 齋藤 龍郎; 長谷川 信

JAEA-Review 2014-006, 78 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2014-006.pdf:4.61MB

本書では、ウラン廃棄物処分方策の検討に資するため、平成24年度に実施した米国及びカナダの調査に引き続き、フランス,英国及びスウェーデンでのウランを含む長寿命低レベル放射性廃棄物処分に関する安全評価の基本的考え方や産業廃棄物(以下、産廃)処分等を中心に調査した結果を報告する。

報告書

北米地域のウラン廃棄物処分に関する調査; 米国ユタ州,テキサス州及びカナダオンタリオ州における処分及び規制の現状

長谷川 信; 齋藤 龍郎; 財津 知久; 佐藤 和彦; 坂井 章浩; 麓 弘道*

JAEA-Review 2013-043, 42 Pages, 2013/12

JAEA-Review-2013-043.pdf:4.24MB
JAEA-Review-2013-043-appendix(CD-ROM).zip:10.55MB

ウラン廃棄物は、第二種廃棄物埋設の事業に関する安全審査の基本的考え方(平成22年8月9日、原子力安全委員会決定)において、第二種廃棄物の埋設事業の処分対象外とされている。このため、国内においてウラン廃棄物に係る浅地中処分の制度化を検討する必要があるが、検討にあたっては、海外におけるウラン廃棄物処分の実績及び安全規制制度の情報を参考にすることが有効と考えられる。ウラン廃棄物の処分については各国とも時代とともに規制の考え方や事業が進展しており、既存の調査から得た情報の更新が必要である。さらに、劣化ウランの安全な浅地中処分のために米国連邦規則改定が進みつつあり、これに関連した最新の情報を収集して整理することが重要である。そのため、(1)「米国連邦規則の改定」、(2)「ウラン廃棄物の安全評価」、(3)「処分場設計」、(4)「ステークホルダーとのかかわり方」の4つの項目に注目し、米国とカナダにおけるウラン廃棄物の処分場等の処分実施主体及び規制機関を訪問し、施設調査及び聞き取り調査を行った。

報告書

非管理区域における資材等の基準線量相当濃度の試算

武部 愼一; 佐々木 利久; 齋藤 龍郎; 山口 尚子

JAEA-Technology 2013-033, 87 Pages, 2013/11

JAEA-Technology-2013-033.pdf:2.49MB

原子力施設の非管理区域における資材等は、「東京電力株式会社福島第一原子力発電所事故にかかわるフォールアウトによる原子力施設における資材等の安全規制上の取扱について」(経済産業省、平成24・03・26原院第10号、平成24年3月30日)に示されている判断基準(年間10マイクロシーベルト)以下であれば、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律」(昭和45年法律第137号)等の関係法令などに従って、適切に処分すること又は資源として有効活用することができる。本報告では、非管理区域における資材等を適切に処分又は資源として有効活用するため、「放射線障害防止法に規定するクリアランスレベルについて」(文部科学省放射線安全規制検討会、平成22年11月、平成24年3月一部訂正)、や「原子炉施設及び核燃料使用施設の解体等に伴って発生するもののうち放射性物質として取り扱う必要のないものの放射能濃度について」(原子力安全委員会、平成16年、平成17年一部訂正及び修正)を参照し、年間10マイクロシーベルトの線量に相当する資材等中の放射能濃度を一例として試算した結果を提示した。

論文

Current status of the AMS facility at the Tono Geoscience Center of the Japan Atomic Energy Agency

國分 陽子; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 松原 章浩; 齋藤 龍郎; 石丸 恒存; 梅田 浩司; 花木 達美

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 294, p.43 - 45, 2013/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:29.93(Instruments & Instrumentation)

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、1997年に加速器質量分析装置JAEA-AMS-TONOを導入した。1998年以来、炭素同位体比のルーチン的な測定を行っている。近年の測定数は年間約800試料であり、おもに高レベル放射性廃棄物の地層処分の長期安定性研究に関連した地質構造や水理地質学の研究に利用している。また原子力機構の施設供用制度のもと、本装置は大学や他の研究機関の研究者にも利用されている。また、堆積速度や岩石の露出年代の推定など地球年代学研究を行うため、$$^{10}$$Be-AMSの開発も行っている。$$^{10}$$Be測定時の妨害となる$$^{10}$$Bの効果的な除去を期待し、以前より大きなガス吸収セルを有するMadenらにより報告されたガスカウンター検出器に変更した。装置の測定パラメーターの最適化を行い、標準試料を用いた試験測定を行った。測定した$$^{10}$$Be/$$^{9}$$Be比は、保証値とほとんど一致し、われわれの装置が$$^{10}$$Be-AMSの利用に十分な能力を有することを確認した。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成19年度)

草野 友宏; 野原 壯; 梅田 浩司; 石丸 恒存; 花室 孝広; 齋藤 龍郎; 安江 健一; 丹羽 正和; 島田 耕史; 山田 国見; et al.

JAEA-Research 2009-022, 47 Pages, 2009/09

JAEA-Research-2009-022.pdf:48.94MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸に位置する欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地層処分においては、まず安定な地質環境を選んだうえで、そこに適切な多重バリアシステムを構築することが、安全確保の基本的な考え方である。このため、地質環境の長期安定性に関する研究においては、地層処分の場としての地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある地震・断層活動,火山活動,隆起・侵食,気候・海水準変動等の天然現象に着目して、それらの有無や程度が文献から明らかでない場合に適用する調査技術や、それらが地質環境に及ぼす影響を評価するための調査技術・解析手法にかかわる研究開発を進めている。平成19年度においては、我が国の地質環境において地層処分システムの成立性に重大な影響を及ぼす現象の存在や、過去の変動の履歴を確認するための調査技術として、以下の項目について調査・研究を行った。地震・断層活動については、破砕帯の分布,活動履歴,活動性の調査技術の整備を行った。火山活動については、熱履歴や地下深部のマグマ・高温流体などを調査する技術の開発を行った。隆起・侵食/気候・海水準変動については、河成段丘を用いた隆起速度を調査する技術,地形変化をモデル化する技術,地殻変動や気候変動を考慮した地下水流動解析手法などの開発を行った。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(平成20年度)

中司 昇; 野原 壯; 梅田 浩司; 石丸 恒存; 花室 孝広; 齋藤 龍郎; 安江 健一; 丹羽 正和

JAEA-Review 2008-039, 19 Pages, 2008/09

JAEA-Review-2008-039.pdf:4.95MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸にある欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地質環境の長期安定性に関する研究においては、地層処分の場としての地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある天然現象に着目して、それらの特徴を明らかにするとともに、それらが地質環境に及ぼす影響を評価するための調査技術・手法にかかわる研究開発を進めている。平成20年度においては、以下の項目について調査・研究を行う。地震・断層活動については、断層の発達履歴や活動性に関する調査技術の整備、断層帯における影響評価モデルの開発に関する事例調査を実施する。火山・地熱活動については、第四紀の火山・地熱活動(特に低温領域の熱履歴)や地下深部のマグマ・高温流体等の基礎的な探査技術の適用性を検討する。隆起・侵食/気候・海水準変動については、古地形・古気候を復元する調査技術の整備や地形変化をシミュレートする技術の開発を行う。地質環境の長期安定性にかかわる総合評価研究については、熱水活動等に伴う地質環境条件の変化に関する情報の整備、地殻変動及び気候変動などを考慮した地下水流動解析手法の開発を行う。また、これらの研究に必要なデータ取得を行うための分析技術開発の整備を行う。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成18年度)

野原 壯; 梅田 浩司; 笹尾 英嗣; 花室 孝広; 齋藤 龍郎; 安江 健一; 丹羽 正和; 眞島 英壽*; 島田 耕史; 山田 国見; et al.

JAEA-Research 2008-062, 61 Pages, 2008/07

JAEA-Research-2008-062.pdf:39.02MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸にある欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地質環境の長期安定性に関する研究においては、地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある天然現象に着目して、それらの特徴を明らかにするとともに、それらが地質環境に及ぼす影響を評価するための調査技術・手法にかかわる研究開発を進めている。平成18年度においては、地層処分システムの成立性に重大な影響を及ぼす現象の存在や、過去の変動の履歴をあらかじめ確認するための調査技術として、以下の項目について調査・研究を行った。活断層・地震活動については、活断層の分布と活動履歴(移動,伸張,変形帯の発達過程)の調査技術に関する既存情報の整備を行い、火山活動については、第四紀の火山・地熱活動(特に低温領域の熱履歴)や地下深部のマグマ・高温流体等の基礎的な探査技術の抽出を行った。隆起・侵食/気候・海水準変動については、地形変化モデルの概念モデルの作成等を行った。

論文

測定条件がpMC及び$$delta$$$$^{13}$$C測定値に与える影響の検討

齋藤 龍郎; 西澤 章光*; 鈴木 元孝

JAEA-Conf 2008-005, p.157 - 160, 2008/03

JAEA-AMS-TONOの測定時における調整用パラメータ応答特性を明らかにすることを目的として、測定条件の調整に使用するさまざまなパラメータを変えたとき、pMC及び$$delta$$$$^{13}$$Cの測定値にどの程度影響を与えるかを検討する試験を行ったので、その結果を報告する。

論文

JAEA-AMS-TONOの現状

鈴木 元孝; 西澤 章光*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 齋藤 龍郎; 笹尾 英嗣

JAEA-Conf 2008-005, p.34 - 37, 2008/03

JAEA-AMS-TONOの2006年のタンデム研究会以降の測定の運転状況及び故障事例とその対応を報告する。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(平成18年度)

中司 昇; 野原 壯; 梅田 浩司; 笹尾 英嗣; 齋藤 龍郎; 安江 健一

JAEA-Review 2007-047, 19 Pages, 2008/01

JAEA-Review-2007-047.pdf:2.94MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸にある欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地質環境の長期安定性に関する研究においては、地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある地震・断層活動,火山活動,隆起・侵食,気候・海水準変動等の天然現象に着目して、それらの特徴を明らかにするとともに、それらが地質環境に及ぼす影響を解明するための調査技術・評価手法にかかわる研究開発を進めている。平成18年度においては、地層処分システムの成立性に重大な影響を及ぼす現象の存在(例えば、活断層やマグマ等)や、過去の変動の履歴をあらかじめ確認するための調査技術について調査・研究を行う。活断層・地震活動については、活断層の活動履歴と分布(移動,伸張,変形帯の発達過程)の調査技術に関する情報を整備する。火山活動については、第四紀の火山・地熱活動(特に低温領域の熱履歴)や地下深部のマグマ・高温流体等の探査技術の検討を行う。隆起・侵食/気候・海水準変動については、三次元の地形変化モデル等の概念モデルを作成する。

報告書

Safety demonstration test (SR-2/S2C-2/SF-1) plan using the HTTR (Contract research)

坂場 成昭; 中川 繁昭; 高松 邦吉; 高田 英治*; 齋藤 賢司; 古澤 孝之; 栃尾 大輔; 橘 幸男; 伊与久 達夫

JAERI-Tech 2004-014, 24 Pages, 2004/02

JAERI-Tech-2004-014.pdf:1.06MB

高温ガス炉固有の安全性を定量的に実証し、また実用高温ガス炉及び第4世代原子炉(Generation IV)の候補の一つであるVHTRの研究開発に資するため、HTTR(高温工学試験研究炉)を用いた安全性実証試験が実施されている。本報は、2004年に計画している制御棒引抜き試験,循環機停止試験,流量部分喪失試験の試験内容,試験条件,事前解析結果等について述べたものである。事前解析の結果、炉心の負の反応度フィードバック特性により原子炉出力が低下し、原子炉が安定に所定の状態に落ち着くことが明らかとなった。

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