廃水処理室の廃止措置実施報告書(その2); 放射線測定編

山本 啓介; 中川 拓哉; 下条 裕人; 木島 惇; 三浦 大矢; 小野瀬 芳彦*; 難波 浩司*; 内田 広明*; 坂本 和彦*; 小野 千佳*; et al.

JAEA-Technology 2024-019, 211 Pages, 2025/02

JAEA-Technology-2024-019.pdf:35.35MB

日本原子力研究開発機構(以下、「JAEA」という。)核燃料サイクル工学研究所旧ウラン濃縮施設は、遠心分離法によるウラン濃縮技術を確立させるための技術開発を本格的に行う目的で建設された施設であり、単機遠心分離機の開発、遠心機材料の開発及び遠心機によるウラン濃縮処理を主に実施したG棟及びG棟に付属するH棟、遠心分離機の小規模カスケード試験を行っていたJ棟、遠心分離機の寿命試験を行っていたL棟、その他ウラン貯蔵施設、廃棄物保管施設、廃水処理施設など複数の施設で構成されていた。これらの施設におけるウラン濃縮技術開発は、開発技術の日本原燃(株)のウラン濃縮工場及びウラン濃縮技術開発センターへの技術移転が完了し、JAEAにおける技術開発の当初の目的が達成されたため、平成13年に終了した。廃水処理室は、昭和51年に建設され、旧ウラン濃縮施設で発生した放射性廃水の処理を行ってきたが、平成20年度に廃水処理室以外の施設に廃水処理設備が整備されて以降は、施設のバックアップ的な位置づけとして維持管理されてきた。さらに、昨今においては、他の施設における廃水処理の実績等からバックアップとしての必要性が無くなり、施設も建設後約48年が経過し、老朽化も進んでいたことから、施設中長期計画に基づき同施設を廃止措置することになり、令和3年11月から令和5年8月に内装設備の解体撤去を行った。本報告は令和5年9月から令和6年3月に行った管理区域解除のための放射線測定に係る実積と関連する知見をまとめたものである。

Simulation code for estimating external gamma-ray doses from a radioactive plume and contaminated ground using a local-scale atmospheric dispersion model

佐藤 大樹; 中山 浩成; 古田 琢哉; 吉廣 保*; 坂本 健作

PLOS ONE (Internet), 16(1), p.e0245932_1 - e0245932_26, 2021/01

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245932

本研究では、大気および土壌に不均一に分布する放射性核種からのガンマ線による外部被ばく線量評価のための計算モデルSIBYLを開発した。SIBYLは、原子力機構が開発した局所域大気拡散モデルLOHDIM-LESに接続し、LOHDIM-LESが予測した放射性核種の分布に従い地表面での線量率分布を計算できる。原子力緊急時における利用で要求される計算速度と精度を実現するため、汎用放射線輸送計算コードPHITSを用いて膨大な計算資源を要する3次元放射線輸送計算を予め行い、その結果を線量計算に利用するデータベースとして整備した。また、SIBYLは、ビル等の障害物による減衰や地表面の標高変化を考慮した線量評価ができるという特長がある。そこで、排気塔からのKrの大気放出および都市部でのCsの拡散を想定した5ケースに対して、SIBYLで地表面の線量率分布を計算し、その結果をPHITSによる線量率分布の評価結果と比較して、SIBYLの信頼性と性能を検証した。その結果、評価地域の大部分で両者の評価結果は10%以内で一致し、かつSYBILはPHITSに対して約100倍以上高速に線量を評価し、緊急時にも適用可能であることを確認した。

Yeast genes involved in uranium tolerance and uranium accumulation; A Functional screening using the nonessential gene deletion collection

坂本 文徳; 南川 卓也; 大貫 敏彦; 藤井 力*; 家藤 治幸*

Geomicrobiology Journal, 29(5), p.470 - 476, 2012/05

https://doi.org/10.1080/01490451.2011.581330

酵母の非必須遺伝子破壊株4908株からウラン感受性株とウラン低濃集株をウラン含有寒天培地で培養させてスクリーニングした。すべての株を、ウラン無添加もしくは0.5mMのウランを含む寒天培地で30C、1週間培養した。0.5mMウラン含有寒天培地では1遺伝子破壊株13株で生育が悪くなり、ウラン感受性株と同定された。PHO86とPHO84, PHO2, PHO87というリン酸トランスポーター遺伝子がウラン感受性株の破壊遺伝子に含まれており、ウラン耐性にはリン酸輸送に関与する遺伝子が寄与していることが示唆された。0.5mMウラン含有寒天培地において1遺伝子破壊株17株はウラン濃集が親株よりも低くなり、ウラン低濃集株と同定された。これらの株の破壊遺伝子には、細胞膜タンパク質,リン脂質結合タンパク質,細胞壁タンパク質が含まれており、ウラン蓄積に細胞表層のタンパク質が寄与していることが示唆された。

Detection and activity of iodine-131 in brown algae collected in the Japanese coastal areas

森田 貴己*; 丹羽 健太郎*; 藤本 賢*; 葛西 広海*; 山田 東也*; 西内 耕*; 坂本 竜哉*; 牛堂 和一郎*; 田井野 清也*; 林 芳弘*; et al.

Science of the Total Environment, 408(16), p.3443 - 3447, 2010/06

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.04.001

日本沿岸域で採取した褐藻からヨウ素-131(I)が検出された。褐藻は高い濃縮係数によって放射性核種を体内に蓄積することから、放射性ヨウ素の生物指標として広く使われている。測定された褐藻に含まれるIの比放射能の最大値は0.370.010Bq/kg-wetであった。本研究で採取したすべての褐藻からセシウム-137(Cs)も検出された。これらの海藻におけるIとCsの比放射能には相関はなかった。Csの比放射能は0.00340.00075から0.0900.014Bq/kg-wetの範囲であった。褐藻中Csの低い比放射能と変動幅の少ない濃度から、Csのソースが過去の核実験であることを示唆している。原子力発電所や核燃料再処理施設はIの汚染源であることは知られているが、Iが検出された海域と核関連施設が立地する地域との関連はなかった。Iが検出されたほとんどの海域は多くの人口を抱える大都市近傍であった。Iは医療の放射線診断や治療にしばしば用いられる。本研究結果から、著者らは褐藻から検出されたIのソースは、原子力発電施設起因ではなく、放射線治療行為によるものであると考えている。

Modeling of the interaction of Pu(VI) with the mixture of microorganism and clay

大貫 敏彦; 吉田 崇宏*; 尾崎 卓郎; 香西 直文; 坂本 文徳; 南川 卓也; 鈴木 義規; Francis, A. J.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 46(1), p.55 - 59, 2009/01

https://doi.org/10.3327/jnst.46.55

モデル解析により、Pu(VI)の微生物と粘土鉱物との混合物への濃集過程におけるPu(IV)の還元挙動を検討した。モデル解析と実験結果を比較した結果、Pu(VI)は微生物細胞表面で電子を受け取りPu(IV)に還元されると仮定した場合に両者に良い一致が見られた。一方、Pu(V)の不均化反応を仮定した場合にはモデルによる予測は実験結果と異なった。これらの結果から、Pu(VI)のPu(IV)への還元には微生物が関与することがわかった。

Protein expression of in response to uranium exposure

坂本 文徳; 南川 卓也; 香西 直文; 藤井 力*; 家藤 治幸*; Francis, A. J.; 大貫 敏彦

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 8(2), p.133 - 136, 2007/10

https://doi.org/10.14494/jnrs2000.8.133

U(VI)とU(VI)を含む培地で培養したの発現タンパク質を二次元電気泳動で分析した。BY4743株を5.0 10M濃度のU又は2.5 10 (2.0 10M濃度のUより350倍放射能が強い)と5.0 10M濃度のUを含む培地で、30Cで112時間培養した上記培地での酵母の生育度はコントロール 2.5 10M U 2.0 10M U 5.0 10M U 5.0 10M Uの順であった。この結果は、ウランの放射線効果だけでなく化学的効果が酵母の生育に影響していることを示唆している。培地溶液中のU又はUの濃度が減少していることからウランが酵母細胞に濃集していることを示している。U又はUに暴露させた酵母タンパク質の二次元電気泳動解析では、ウランが存在しないコントロールでは見られないスポットが確認された。この結果は、ウラン存在下の酵母が特異的なタンパク質を発現していることを示している。

TRU高温化学モジュール(TRU-HITEC)の整備(共同研究)

湊 和生; 赤堀 光雄; 坪井 孝志; 黒羽根 史朗; 林 博和; 高野 公秀; 音部 治幹; 三角 昌弘*; 阪本 琢哉*; 加藤 功*; et al.

JAERI-Tech 2005-059, 61 Pages, 2005/09

JAERI-Tech-2005-059.pdf:20.67MB

乾式再処理プロセス及び酸化物燃料における超ウラン元素(TRU)の挙動に関する各種基礎データを取得するための実験設備として、燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)のバックエンド研究施設(BECKY)内に、TRU高温化学モジュール(TRU-HITEC)を設置した。本設備は、鉄及びポリエチレンで遮へいされた3基の/セルと含鉛アクリルで遮へいされた1基のグローブボックス、並びに内装された試験装置等から構成されており、セル及びグローブボックス内は高純度アルゴンガス雰囲気に維持されている。10グラムのAmを使用可能なほか、TRUのNp, Pu及びCmを取り扱うことができる。本報告書は、TRU高温化学モジュールの概要,設備の構造及び性能,設備性能試験,内装試験装置、並びに試験装置の性能試験についてまとめたものであり、原研と東京電力(株),東北電力(株)及び日本原子力発電(株)との共同研究の成果である。

Adsorption of uranium(IV) on silica particles modified with functional groups for elucidating of adsorption on biomolecules

香西 直文; 鈴木 義規; 南川 卓也; 坂本 文徳; 大貫 敏彦; Francis, A. J.

no journal, , 

タンパク質は、微生物細胞表面においてウランと結合する生体分子の一つである。タンパク質へのウラン吸着機構を解明するために、本研究では官能基を修飾させた微小なシリカ粒子を用いて、ウラン(IV)の吸着挙動を検討した。pH4以下の酸性溶液中で支配的な化学種であるウラニルイオンは、官能基を修飾させないシリカ粒子へは全く吸着しないが、リン酸基及びアミノ基で修飾した粒子にはよく吸着した。酸解離定数の異なるアミノ基に対するウラニルイオンの錯形成定数とアミノ基の酸解離定数の間には良い直線関係が成立することを見いだした。

福島第一原子力発電所廃炉に向けたレーザー遠隔分析技術開発の取り組み

若井田 育夫; 大場 弘則; 赤岡 克昭; 柴田 卓弥; 中西 隆造; 狩野 貴宏; 坂本 寛*; 池田 裕二*; 平等 拓範*

no journal, , 

炉心溶融事故を起こした福島第一原子力発電所(1FNPS)の廃止措置では、極めて高い放射線環境における燃料デブリや大量の廃棄物の迅速な遠隔その場スクリーニング分析が求められている。耐放射線性光ファイバーを用いたLIBSは、簡便で実効的な手法の候補であり、遠隔操作性や耐放射線性等の基礎的な性能実証を重ねてきた。本報告では、これらを基にして新たに開始した経済産業省廃炉・汚染水・処理水対策事業の概要について紹介する。本事業では、原子力機構の総括の下、光ファイバーLIBSの基本特性(原子力機構)、マイクロチップレーザーの高出力化(分子科学研究所)とLIBSプローブによる遠隔性の拡張、耐放射線性の確認(原子力機構)に加え、核燃料物質及び使用済み燃料を用いた性能実証、携帯型XRFの性能確認(日本核燃料開発)を実施して実績を積むとともに、可搬型LIBSシステムの供給を試行する(アイラボ)計画とした。

Microbial impacts on the environmental behavior of actinides

大貫 敏彦; 吉田 崇宏*; 尾崎 卓郎; 坂本 文徳; 香西 直文; 南川 卓也; 鈴木 義規*; Francis, A. J.*

no journal, , 

アクチノイドの環境挙動への微生物の影響についてこれまで得られた結果を紹介する。Pu(IV), Th(IV)-DFO錯体の蛍光菌への吸着が、Pu(IV), Th(IV)が錯体から解離して蛍光菌の官能基に吸着する配位子交換反応であることを明らかにした。U(VI)の細胞表面における鉱物化が細胞内より供給されたPと細胞表面に吸着したU(VI)が、細胞表面において反応し生成したものであることを明らかにした。また、3価アクチノイドの代替としてEu(III)を用いてリンゴ酸の分解への影響を調べ、Eu(III)がリンゴ酸分解を遅らせること,Eu(III)の影響はリンゴ酸濃度の上昇によりマスキング効果で減少することを明らかにした。