廃棄物安全試験施設(WASTEF)におけるガンマ線照射利用

佐野 成人; 山下 直輝; 渡邊 勝哉; 塚田 学*; 星野 一豊*; 平井 功希; 池上 雄太*; 田代 信介; 吉田 涼一朗; 畠山 祐一; et al.

JAEA-Technology 2023-029, 36 Pages, 2024/03

JAEA-Technology-2023-029.pdf:2.47MB

廃棄物安全試験施設(WASTEF)においては、令和元年度に原子力科学研究所内の第4研究棟よりガンマ線照射装置「ガンマセル220」を移設し、ガンマ線照射利用が開始された。当初は本装置の所有者である安全研究センター燃料サイクル安全研究ディビジョン サイクル安全研究グループがメインユーザーとして試験を実施していたが、令和4年度以降、日本原子力研究開発機構外部も含む他のユーザーの利用も開始された。ガンマ線照射装置「ガンマセル220」は、カナダNordion International Inc.製であり、平成元年度に購入してから、内蔵されるCo線源の線源更新を1回実施し、核燃料サイクル等に係る安全研究の目的で、今日まで利用されている。本報告書は、ガンマ線照射装置「ガンマセル220」設備概要、WASTEFにおける許認可、利用状況、保守点検及び今後の展望についてまとめたものである。

ガンマ線照射下でのネプツニウム-237を含む沸騰硝酸水溶液中でのステンレス鋼の電気化学測定手法の開発

山下 直輝; 入澤 恵理子; 加藤 千明; 佐野 成人; 田上 進

JAEA-Technology 2022-035, 29 Pages, 2023/03

JAEA-Technology-2022-035.pdf:2.54MB

現行の商用再処理プラント(六ヶ所再処理工場)の処理工程で、最も腐食が厳しいステンレス鋼製機器が高レベル廃液濃縮缶である。高レベル廃液濃縮缶では、ウランやプルトニウムを分離した後の抽出廃液を加熱、濃縮して減容する。そのため、硝酸濃度やネプツニウム-237(Np)等の腐食性金属イオン種の濃度が再処理工程の中で最も高くなり、腐食量が大きいと予想される。本研究では、腐食反応に与えるガンマ線の影響を電気化学的観点から明らかにするため、原子力科学研究所廃棄物安全試験施設の気密コンクリートセル内にある伝熱面腐食試験装置を、ガンマ線照射下でNpを含む硝酸水溶液を使った電気化学測定が行えるように改良した。そして、ステンレス鋼表面で起こっている腐食反応に与えるガンマ線の影響を電気化学試験結果から考察した。その結果、ガンマ線の放射線分解により生成したと考えられる化学種に起因するステンレス鋼の自然浸漬電位の変化や、分極曲線の変化を確認した。

Sr標準溶液の滴下がSUS 316Lの腐食電位に及ぼす影響の検討

青山 高士; 加藤 千明; 佐藤 智徳; 佐野 成人; 山下 直輝; 上野 文義

材料と環境, 71(4), p.110 - 115, 2022/04

https://doi.org/10.3323/jcorr.71.110

溶存Srが炭素鋼およびSUS 316Lステンレス鋼の腐食電位に及ぼす影響を調査した。人工海水中で腐食電位を測定しながら、Sr溶存溶液を人工海水に滴下した。溶液の滴下は2回に分けて行い、滴下した溶液の放射能がそれぞれ0.15MBqおよび1.5MBqとなるように調整した。その結果、Sr溶存溶液の滴下によって、炭素鋼の電位はほとんど変化しないがSUS316Lステンレス鋼の電位は上昇することが分かった。

バックエンド研究施設(BECKY)の運転管理; 第一期中期計画平成17年度平成21年度

田上 進; 清水 修; 佐野 成人; 今泉 明子; 飛田 浩; 永崎 陽輔; 黒羽根 史朗

JAEA-Review 2010-079, 90 Pages, 2011/03

JAEA-Review-2010-079.pdf:3.02MB

バックエンド研究施設(BECKY)は、核燃料サイクルや放射性廃棄物に関する安全研究及び基礎・基盤研究を実施する研究施設として、平成6年から供用を開始している。本施設は、コンクリートセル3基,鉄セル3基,グローブボックス30基,フード20基から構成される汎用性のある大型施設である。本施設の運転・保守及び管理は、保安規定に基づいて実施され、巡視点検,施設定期自主検査,保守点検等を行っている。また、核燃料物質使用にかかわる許認可変更業務を執り行うことで、研究開発を支援している。本報告書は、第一期中期計画(平成17年度平成21年度)のバックエンド研究施設の運転管理についてまとめたものである。

歩行サーベイ等を利用した市町村支援活動について

照沼 宏隆; 田中 究; 株本 裕史; 萩野谷 仁; 佐野 成人; 高橋 政富; 星野 昌人; 青木 勲; 浅妻 新一郎

no journal, , 

原子力機構では、福島県をはじめとする行政機関の除染活動が円滑に推進するように技術的な支援を実施している。本報告では、各市町村主体で除染を進める汚染状況重点調査地域において、プロッタ及びホットスポットファインダ(略称HSF)を用いた歩行サーベイや、定点測定の機能を用いて実施した支援活動について紹介する。

ネプツニウム237を含む硝酸水溶液中のステンレス鋼腐食に与える濃度と温度の影響

入澤 恵理子; 山下 直輝; 加藤 千明; 佐野 成人

no journal, , 

原子力発電後の使用済燃料再処理施設では、燃料由来の金属イオンを含む硝酸水溶液によるステンレス鋼製機器の粒界腐食が問題となる。放射性元素であるネプツニウムは腐食への寄与が高いとされるが、取り扱いが難しいために体系的に腐食評価が行われた事例が少ない。そこで、ネプツニウム237を含む硝酸水溶液中のステンレス鋼の腐食速度に与える溶液温度やネプツニウムイオン濃度の影響を浸漬試験や分極測定により評価した。

Tensile and ductile-brittle properties of the MEGAPIE samples evaluated by small punch (SP) tests

斎藤 滋; 涌井 隆; 塚田 学*; 山下 直輝; 佐野 成人; Dai, Y.*; 二川 正敏

no journal, , 

MEGAPIE(MEGAwatt Pilot Experiment)プロジェクトの照射後試験(PIE)が、原子力機構に割り当てられた試料について実施されている。本実験では、T91製ビーム窓(BW)などのMEGAPIEターゲットの構成機器から引張り試験片を採取した。照射温度は約250C、はじき出し損傷レベルは0.75-1.74dpaであった。引張り試験後,試験済み試験片のグリップ部分からSP試験片を作製した。SP試験の試験温度は-150Cから250Cの範囲であった。SP試験の荷重-変位曲線(LDC)の面積から、延性-脆性遷移温度(DBTT)を評価した。これらのデータを過去のSTIP(SINQ Target Irradiation Programe)試料のPIEで得られたデータと比較したところ、同様の値を示した。また、SP試験結果から換算式を適用して降伏応力と最大引張強さを算出した。これらを引張り試験の結果と比較したところ、良く一致することがわかった。

Effect of gamma ray on anode reactions on the surface of stainless steel in the nitric acid solution

入澤 恵理子; 加藤 千明; 山下 直輝; 佐野 成人; 田上 進

no journal, , 

This reprocessing solution is highly corrosive to stainless steel. It was shown that the dissolution of oxidizing metal ions causes the cathodic reaction to occur in a higher potential range than in pure nitric acid solutions. And, it has been suggested that the anodic reaction is not sensitive to dissolved metal ion species, but is determined by the concentration of nitric acid and pH. On the other hand, the radiation released from the fuel-derived radionuclides can cause radiolysis of the reprocessing process solution. It is known that nitrous acid is produced by radiolysis of nitric acid media and reaction of nitric acid with radiolysis products. The formation of nitrite is thought to affect the cathodic reaction among the corrosion reactions on the surface of stainless steels. In this study, the effect of gamma-ray on corrosion rate of stainless steel in the nitric acid solution with and without the oxidizing cation was investigated by the immersion corrosion tests and polarization behaviors. And in our previous results, the differences in anodic localization curves of stainless steels in the nitric acid solution with and without gamma irradiation were confirmed. Therefore, in this study the constant potential polarizations of stainless steel in nitric acid solution under gamma irradiation were performed, and the current efficiency was calculated from the weight loss and electric quantity before and after the polarization. The difference in the current efficiency was discussed to determine the difference in anodic reactivity with and without gamma irradiation.