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青山 高士; 上野 文義; 佐藤 智徳; 加藤 千明; 佐野 成人; 山下 直輝; 大谷 恭平; 五十嵐 誉廣
Annals of Nuclear Energy, 214, p.111229_1 - 111229_6, 2025/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)To elucidate the effect of dissolved radionuclides on corrosion of carbon steels and on formation of corrosion products of carbon steel, corrosion tests and imaging plate analysis were conducted. Carbon steel samples immersed in 10 mM NaCl containing 
Sr and 
Cs were analyzed using an imaging plate. As a result, the distribution of Sr or Cs in the corrosion products formed on carbon steel was successfully visualized. Furthermore, the radioactivity of the corroded specimens was calculated from calibration curves prepared using a Sr standard.
畠山 祐一; 平井 功希; 池上 雄太*; 佐野 成人; 冨田 健; 宇佐美 浩二; 田上 進
JAEA-Technology 2024-020, 33 Pages, 2025/03
JAEA-Technology-2024-020.pdf:2.21MB
廃棄物安全試験施設(WAste Safety TEsting Facility: WASTEF)は、使用済燃料の再処理によって発生する高レベル放射性廃棄物の長期貯蔵とその後の地層処分に関する安全性試験研究を実施することを目的として、昭和57年12月に運転を開始した施設である。本施設は、コンクリートセル5基、鉛セル1基、グローブボックス6基、フード7基から構成され、ウラン、プルトニウムを含む核燃料物質、ネプツニウム、アメリシウムなどの放射性同位元素を使用できる大型施設である。施設には、消防法及び使用施設等の技術基準に関する規則に基づき建家全体を対象とした自動火災報知設備が設置されている。これは、安全管理上重要な位置付けにあり、健全性、信頼性の十分に高い設備であるが、設置後30年以上の長期使用により自動火災報知設備の構成機器のうち、火災受信盤の老朽化が著しく、更に使用部品の多くが生産中止となり調達が不可能な状態となったため、設備の性能・維持が困難な状況に陥ってきた。そのため、WASTEFの安全・安定な運転を確保する目的で、火災受信盤の更新を実施した。本報告書では、令和4年度に実施した火災受信盤の更新についてまとめたものである。
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。
山下 直輝; 青山 高士; 加藤 千明; 佐野 成人; 田上 進
JAEA-Technology 2023-028, 22 Pages, 2024/03
JAEA-Technology-2023-028.pdf:1.9MB
現在廃止措置過程にある福島第一原子力発電所(1F)では、SrやCsをはじめとする放射線核種が構造物の健全性に及ぼす影響への関心が高まっている。特に1F内で多くの箇所に用いられている炭素鋼は、溶液中の金属カチオンによって腐食挙動が変化することが知られているが、SrやCsが腐食に及ぼす影響については未解明である。また、腐食挙動を理解するうえでは錆層中のSr及びCsの分布を調査することが重要であるが、その手法は未だ確立されていない。本研究ではグローブボックス内でSr及びCsを含むNaCl中で炭素鋼の腐食試験を行えるよう、グローブボックスの整備を行った。加えて、溶液中に金属カチオンとして存在するSrやCsが炭素鋼の腐食挙動に及ぼす影響を明らかにするため、イメージングプレートを用いた錆層中放射線核種の検出手法の確立を試みた。
Sr及びCsがSUS 316Lの腐食電位に及ぼす影響青山 高士; 佐藤 智徳; 上野 文義; 加藤 千明; 佐野 成人; 山下 直輝; 五十嵐 誉廣
材料と環境, 72(11), p.284 - 288, 2023/11
溶液中の
線源がSUS 316Lステンレス鋼の腐食に及ぼす影響を解析するために、溶存Srが腐食電位に及ぼす影響を調査した。HCl中で腐食電位を測定しながら、放射能の等しいSr標準溶液及びCs標準溶液をHClに滴下した。その結果、Sr標準溶液滴下溶液中ではCs標準溶液滴下溶液中よりも大きな電位上昇が生じた。計算によって検証した結果、水の放射線分解によるH
Oの生成速度の違いが両溶液中での電位変化に違いをもたらすという結果が得られた。
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。
佐野 成人; 山下 直輝; 星野 一豊*; 塚田 学*; 澤口 迪弥*; 大竹 良徳; 市瀬 健一; 田上 進
JAEA-Technology 2022-034, 47 Pages, 2023/03
JAEA-Technology-2022-034.pdf:2.81MB
廃棄物安全試験施設(WASTEF)は、使用済軽水炉燃料等の再処理で発生する高レベル放射性廃棄物固化体の長期貯蔵とその後の地層処分に関する安全性評価のための実験施設として、昭和57年12月に運転を開始した歴史ある施設である。本施設は、コンクリートセル5基、鉛セル1基、グローブボックス6基、フード7基から構成され、ウラン、プルトニウムを含む核燃料物質、TRUを含む放射性同位元素を使用できる大型施設である。本施設では、研究部門から依頼された研究開発をホット材料試験課において実施している。また保安規定に基づく保守管理として、巡視・点検、自主検査等を併せて実施している。本報告書は、WASTEFの設備概要、令和3年度における運転、保守及び管理業務の結果及び今後の展望についてまとめたものである。
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
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。
入澤 恵理子; 加藤 千明; 山下 直輝; 佐野 成人
材料と環境, 71(3), p.70 - 74, 2022/03
使用済核燃料再処理溶液施設でのステンレス鋼の腐食評価として、放射性核種であるNpを含む硝酸水溶液中でのステンレス鋼R-SUS304ULC鋼の浸漬腐食試験と分極測定を行った。328K以上の温度では硝酸水溶液中よりも高い腐食電位を示し、過不動態域近傍となることがわかった。また、浸漬腐食試験により腐食量と分極抵抗との比較から換算係数として
=0.018V
0.025Vの値を取得し、電気化学測定からの腐食量算出が可能であるかを検討した。
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。
田上 進; 佐野 成人; 音部 治幹; 赤堀 光雄; 黒羽根 史朗
JAEA-Technology 2010-034, 65 Pages, 2010/10
JAEA-Technology-2010-034.pdf:3.56MB
TRU高温化学モジュール(TRU-HITEC)は、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試験設備として、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)に平成15年2月に設置完了し、平成16年12月からホット試験を開始している。本設備は、3基の
/
セルと1基のグローブボックスから構成されており、セル及びグローブボックス内を高純度アルゴン雰囲気に制御可能な大型設備としては国内唯一である。このため、本設備でこれまで実施してきた保守管理及び設備不具合の改善から得られた経験は、類似設備の保守管理においても役立つものである。本報告書はTRU高温化学モジュールの維持管理を目的に実施してきた保守点検及び経験に基づいて改善した事項についてまとめたものである。
斎藤 滋; 山下 直輝; 佐野 成人
no journal, ,
核破砕中性子源や加速器駆動システム(ADS)のビーム入射窓や構造材料は、高エネルギー陽子や核破砕中性子の照射により損傷する。核破砕中性子照射条件下における材料の照射損傷特性を明らかにするため、STIP(SINQ Target Irradiation Program)やMEGAPIE(MEGAwatt Pilot Experiment)などの材料照射プログラムが実施された。これらのプログラムでは、さまざまな材料にPSIで580MeV陽子線を照射した。原子力機構は、これらの材料の照射後試験(PIE)を実施し、多くの照射データと知見を得た。これらは、SNS及びJ-PARC-MLFの水銀ターゲット容器の寿命評価に役立てられている。本発表では、これらのPIEの代表的な結果と、照射からPIEまでの各プロセスの経験を紹介する。これらの情報は、高エネルギー加速器照射及びPIEプログラムの参考となる。
入澤 恵理子; 山下 直輝; 加藤 千明; 佐野 成人
no journal, ,
使用済み核燃料の再処理施設では、使用済み核燃料に由来する金属成分を含む硝酸溶液を加熱・濃縮する。この処理液は、ステンレス鋼に対して腐食性が高い。これまでの研究によると、酸化性金属イオンの溶解により、純硝酸溶液に比べて高い電位域でカソード反応が起こることが示されている。そして、アノード反応は溶解した金属イオン種には影響されず、HNO
やHNOなどの酸性硝酸化学種の濃度で決まることが示唆されている。一方、燃料由来の放射性核種から放出される放射線は、再処理プロセス溶液の放射線分解を引き起こす。硝酸媒体の放射線分解や放射線分解生成物と硝酸の反応により、亜硝酸が生成されることが知られている。亜硝酸の生成は、ステンレス鋼表面の腐食反応のうち、アノード反応に影響を与えると考えられている。再処理プロセス溶液中のステンレス鋼の腐食反応を理解するためには、硝酸媒体中のステンレス鋼のアノード反応に対する線の影響を評価する必要がある。本研究では、硝酸媒体中のステンレス鋼の腐食電位及び分極曲線に及ぼす線の影響を調べた。その結果、腐食電位の上昇と分極曲線の変化が観察された。また、得られたアノード分極曲線の変化の原因を、亜硝酸添加と非照射下での浸漬時間の結果から検証した。
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250
C、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。
青山 高士; 佐藤 智徳; 上野 文義; 加藤 千明; 佐野 成人; 山下 直輝; 五十嵐 誉廣
no journal, ,
溶存Sr-90及びCs-137がSUS 316Lステンレス鋼の腐食電位に及ぼす影響を調査した。10mM HCl中で腐食電位を測定しながら、Sr-90標準液及びCs-137標準液をそれぞれ10mM HClに滴下した。その結果、Sr-90標準液の滴下では滴下後約1800ksから腐食電位が上昇し始めたのに対して、Cs-137の滴下では腐食電位は変化しないことが分かった。
青山 高士; 佐藤 智徳; 上野 文義; 加藤 千明; 佐野 成人; 山下 直輝; 五十嵐 誉廣
no journal, ,
溶存Sr-90及びCs-137が炭素鋼の腐食挙動に及ぼす影響を調査するため、Sr-90及びCs-137がそれぞれ溶存する10mM NaCl中で炭素鋼の腐食電位を測定した。また、錆層中の放射性物質による腐食影響を調査するため、腐食試験後の炭素鋼にイメージングプレートを露光させて解析することにより、錆層中の放射性物質を検出することを試みた。位変化に違いをもたらすという結果が得られた。
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。
入澤 恵理子; 加藤 千明; 山下 直輝; 佐野 成人; 田上 進
no journal, ,
原子力科学研究所廃棄物安全試験施設では、核燃料物質やRIを用いた原子力分野での様々な金属材料に関する試験研究・技術開発を行っている。オープンファシリティや働き方改革を目標にリモート化やオープンオフィスの整備等を検討しており、その取り組み内容について紹介する。
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.
冠城 雅晃; 佐藤 優樹; 田上 進; 平井 功希; 佐野 成人; 宇佐美 浩二
no journal, ,
本発表は、高線量率線場の利用に特化した高性能放射線計測システム、6脚ロボット、多様な試験が可能な放射線実証場(マルチ放射線プラットフォーム)という3つの構成要素からなる燃料デブリ取り出しに向けた研究プログラムを紹介する。放射線計測システムは、Csの高線量率環境下において、Co線源を測定することに成功し、また、6脚ロボットは、階段などの障害の昇降を乗り越えることができる高機動性を有する。マルチ放射線プラットフォームは、原子力機構内の廃棄物試験施設(WASTEF)のホットセルを利用したもので、放射性物質を利用した放射線計測器性能評価、ロボットのモックアップ(ホットモックアップ)、また、耐放射性試験まで可能にするマルチな実証場である。最終的には、6脚ロボットに放射線計測システムを搭乗させてのホットモックアップを実施することで3つの要素技術を統合させることによる相乗効果を目指す。
