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論文

Study on hydrogen generation from cement solidified products loading low-level radioactive liquid wastes at Tokai Reprocessing Plant

佐藤 史紀; 松島 怜達; 伊藤 義之

QST-M-16; QST Takasaki Annual Report 2017, P. 60, 2019/03

東海再処理施設のLWTFで発生する低レベル放射性液体廃棄物のセメント固化体からの放射線による水素ガス発生について検討した。

論文

Magnetic and electrical properties of the ternary compound U$$_2$$Ir$$_3$$Si$$_5$$ with one-dimensional uranium zigzag chains

Li, D. X.*; 本多 史憲*; 三宅 厚志*; 本間 佳哉*; 芳賀 芳範; 仲村 愛*; 清水 悠晴*; Maurya, A.*; 佐藤 芳樹*; 徳永 将史*; et al.

Physical Review B, 99(5), p.054408_1 - 054408_9, 2019/02

Physical properties of the single-crystalline U$$_2$$Ir$$_3$$Si$$_5$$, a new ternary uranium compound with U$$_2$$Co$$_3$$Si$$_5$$-type orthorhombic structure, are investigated by means of magnetic susceptibility, specific heat and electrical resistivity. This compound undergoes an antiferromagnetic transition followed by a first-order phase transition at lower temperature. A possible mechanism of the first-order transition is the occurrence of a magnetic magnetic quadrupolar order, resulting from the quasi-one-dimensional uranium zigzag chain.

論文

Development of cement based encapsulation for low radioactive liquid waste in Tokai Reprocessing Plant

松島 怜達; 佐藤 史紀; 齋藤 恭央; 新 大軌*

Proceedings of 3rd International Symposium on Cement-based Materials for Nuclear Wastes (NUWCEM 2018) (USB Flash Drive), 4 Pages, 2018/10

東海再処理施設では、発生する低放射性の液体廃棄物及び固体廃棄物を処理する施設としてLWTFを建設し、コールド試験を実施している。本施設では、当初、液体廃棄物の処理に伴って発生する核種分離後の硝酸廃液に対し、ホウ酸塩を用いて固化体とすることとしていた。しかし、現在は、環境負荷低減のために廃液内の硝酸根を分解する必要があり、硝酸塩を炭酸塩に置換した後、セメント固化体とする計画として、設備導入に向けた検討を進めている。現在、この廃液に対するセメント固化技術開発として、高炉スラグ(BFS)を主成分としたセメント材の適用検討を行っている。本発表では実規模(200Lドラム缶スケール)で試験を行った結果についてまとめたものを報告する。

論文

Complexation of Eu(III), Pb(II), and U(VI) with a ${{it Paramecium}}$ glycoprotein; Microbial transformation of heavy elements in the aquatic environment

香西 直文; 坂本 文徳; 田中 万也; 大貫 敏彦; 佐藤 隆博*; 神谷 富裕*; Grambow, B.

Chemosphere, 196, p.135 - 144, 2018/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:59.95(Environmental Sciences)

バクテリアや菌類等の微生物が環境中で重元素の化学状態を変化させることは知られているが、原生動物の作用についてはほとんど未解明である。本研究では、代表的な原生動物であるゾウリムシと水中のEu(III), Pb(II), U(VI)の反応を調べた。micro-PIXEを用いた非破壊分析では、ゾウリムシ生細胞に吸着した重元素はほとんど検出できなかったが、死滅細胞へは明らかな吸着が認められた。生細胞の細胞表面から自然に溶出する糖タンパク質と重元素が結合して擬似コロイドとなることを見いだした。本来は細胞に吸着するはずの元素が糖タンパク質と錯形成し水溶性の擬似コロイドとなることにより、生細胞への吸着が低下したことが示唆される。

論文

Study on hydrogen generation from cement solidified products loading low-radioactive liquid wastes at Tokai Reprocessing Plant

伊藤 義之; 松島 怜達; 佐藤 史紀

QST-M-8; QST Takasaki Annual Report 2016, P. 69, 2018/03

東海・再処理施設の低放射性廃棄物処理技術開発施設(LWTF)では、低レベル放射性廃液をセメント固化し廃棄体を作製することを計画している。本研究では、作製したセメント固化体からの水素発生量を検討するため、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所のコバルト60線照射施設にて、セメント試料の$$gamma$$線照射試験を行い、水素生成G値を測定した。その結果、スラリ固化体(充てん率10$$sim$$50wt%)のG値は、約0.03(n/100eV)であり、スラリ廃液を充てんしていない場合に比べて、およそ半分に低下した。硝酸イオンは、水素生成を抑制する効果があり、スラリ中に含まれる硝酸塩の影響でG値は低下したと考えられる。また、炭酸塩固化体(充てん率10wt%)のG値は、約0.14(n/100eV)であったが、20wt%や30wt%の炭酸塩固化体では、それよりも低いG値であった。XRD結果から、塩の充てん率が高くなるほど、Na$$_{2}$$CO$$_{3}$$を含んだセメント生成物(Pirssonite)が多く見られ、Na$$_{2}$$CO$$_{3}$$のG値は、CaCO$$_{3}$$よりも小さいため、20wt%や30wt%の炭酸塩固化体のG値は小さくなったと考えられる。

論文

Investigation of hydrogen gas generation by radiolysis for cement-solidified products of used adsorbents for water decontamination

佐藤 淳也; 菊地 博*; 加藤 潤; 榊原 哲朗; 松島 怜達; 佐藤 史紀; 小島 順二; 中澤 修

QST-M-8; QST Takasaki Annual Report 2016, P. 62, 2018/03

福島第一原子力発電所における多核種除去設備から発生している廃吸着材は、多量の放射性核種を含有しており、処分のために発生した固化体への放射線影響が懸念されている。本件は、廃吸着材の模擬物をセメント固化した試料において放射線分解によって発生する水素ガス量の調査を目的として実施した。チタン酸塩, 酸化チタン, フェロシアン化物, キレート樹脂及び樹脂系吸着材を対象として、セメント固化材(普通ポルトランドセメント及び高炉スラグセメント)を用いて固化試料を作製した。量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所のコバルト照射施設を利用して$$gamma$$線の照射試験を行い、セメント固化試料からの水素ガス発生を調査した。試験の結果、セメント固化試料から発生した水素ガス量を求め、水素ガス発生のG値を算出することができた。

論文

Hydrogen generation from cement solidified sample loading carbonate by gamma irradiation

伊藤 義之; 佐藤 史紀; 小島 順二

QST-M-2; QST Takasaki Annual Report 2015, P. 89, 2017/03

東海・再処理施設の低放射性廃棄物処理技術開発施設(LWTF)では、低レベル放射性廃液の処理により発生する炭酸塩廃液をセメント固化し廃棄体を作製することを計画している。本研究では、作製したセメント固化体からの水素発生量を検討するため、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所のコバルト60$$gamma$$線照射施設にて、セメント試料の$$gamma$$線照射試験を行い、水素生成G値(G(H$$_{2}$$))を測定した。G(H$$_{2}$$)は、セメント固化試料から生成する水素ガスの濃度を分析することによって求め、セメント剤であるBFSとOPCの配合条件及び炭酸塩含有量によるG(H$$_{2}$$)への影響を調査した。その結果、セメント剤配合条件の影響確認では、セメント中のOPC含有量の増加とともにG(H$$_{2}$$)は、高くなる傾向であることが分かった。セメント中のOPC含有量が増加するとCaO成分が多くなることから、この影響でG(H$$_{2}$$)は高くなったと示唆される。また、炭酸塩含有量の影響確認では、G(H$$_{2}$$)は、炭酸塩を充てんすることで減少し、さらに炭酸塩充てん割合の増加とともにわずかに減少した。炭酸塩中には、硝酸ナトリウムが含まれており、この影響でG(H$$_{2}$$)は低下したと考えられる。

論文

平成23年東北地方太平洋沖地震後の東海再処理施設の健全性に係る点検・評価の結果について

中野 貴文; 佐藤 史紀; 白水 秀知; 中西 龍二; 福田 一仁; 立花 郁也

日本原子力学会誌, 57(1), p.14 - 20, 2015/01

平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震では、日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設(東海再処理施設)のある茨城県東海村において震度6弱の地震を観測した。本地震では、東海再処理施設の設計時の想定を超える地震動が観測されたが、建物・構築物及び設備に与えた影響について詳細な点検や地震応答解析及び両者の結果を踏まえた総合評価を行った結果、本地震後の東海再処理施設の健全性について問題ないと判断した。その結果について報告する。

論文

乾式再処理より発生する塩廃棄物の酸化物への転換処理

佐藤 史紀; 照沼 仁*; 新井 修*; 明珍 宗孝

日本原子力学会和文論文誌, 8(1), p.83 - 94, 2009/03

乾式再処理から発生する塩廃棄物の処理を目的に、酸化ホウ素(B$$_{2}$$O$$_{3}$$)と水蒸気を用いた酸化物への転換法の検討を行った。CsCl塩及びNaCl-CsCl共晶塩を対象とした処理試験を実施し、転換率等の基礎化学データを取得した。さらに、この処理法の化学反応を理解するため、溶融塩(NaCl, CsCl),溶融酸化物(NaO, Cs$$_{2}$$O, B$$_{2}$$O$$_{3}$$)及びガス(H$$_{2}$$O, Ar, HCl, NaCl, CsCl)を考慮した、熱力学平衡計算に基づく反応解析を実施した。当該解析の妥当性を実験との比較で確認したうえ、適切な酸化転換の処理条件(処理温度,水蒸気及びB$$_{2}$$O$$_{3}$$付加量等)を検討した。

論文

Development of FR fuel cycle in Japan, 4; Consideration of transition from LWR-cycle to FR-cycle

佐藤 史紀; 中村 博文

Proceedings of 2008 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '08) (CD-ROM), p.2046 - 2050, 2008/06

In feasibility study on commercialized fast reactor cycle systems (FS) in Japan, "balanced FBR stage" in which plutonium generated in FBR fuel is reprocessed and recycled to the FBR and constant electric power is produced, is assumes. But actually, when the first commercial FBR is introduced, there are a lot of conventional light-water reactors which have duration time of 60 years. So it is considered that there is transition time about 60 years from LWR-cycle to FR-cycle. In this study situation of the transition time is studied quantitatively using long term mass-balance code based on reactor burnup calculation. Collaterally reprocessing technologies developed in Japan and other countries is investigated to consider candidate reprocessing technology at the transition time. Using these results outline of transition time and reprocessing plant is discussed.

論文

MOX Co-deposition tests at RIAR for SF reprocessing optimization

小藤 博英; 佐藤 史紀; 明珍 宗孝; 中西 繁之*; Kormilitsyn, M. V.*; Ishunin, V.*; Bychkov, A. V.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(3), p.349 - 353, 2007/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:56.65(Nuclear Science & Technology)

酸化物電解法は将来の燃料サイクルシステムにおける乾式再処理の候補技術として研究されている。酸化物電解法の中心工程であるMOX共析工程において、技術の実現性を確認するための基礎試験を実施した。試験においては要求されるMOX顆粒を得るために、UやPu濃度,FP濃度,CP濃度,吹き込みガス組成等をパラメータとして設定した。試験の結果、不要な沈殿を生じることなく高いPu富化度の顆粒を得るためには、電解中に吹き込むガス組成が重要なパラメータであることが確認された。また、最終的に使用済燃料を用いた試験により、MOX共析電解制御手法の妥当性が確認された。

論文

酸化物電解法MOX電解共析の反応解析

佐藤 史紀; 水口 浩司; 中西 繁之; 明珍 宗孝

日本原子力学会和文論文誌, 5(4), p.268 - 281, 2006/12

酸化物電解法の主工程の一つであるMOX電解共析に関して、試験及び解析の両面による検討を行った。まず基礎試験として、U-Puを用いたパラメーター試験を実施し、溶融塩の分極特性,電流効率,析出物中PuO$$_{2}$$濃度等の基礎的なデータを取得した。また、これと合わせて公開文献より入手した物性値を用い、電解挙動、特に溶融塩の分極特性に関するモデル化を試みた。このモデルについては、実際の試験結果に関する解析を行い、妥当性を確認した。最後に、開発したモデルを用いてMOX電解共析の制御因子に関する検討を行った。

論文

Plasma diagnostics in JFT-2M

河西 敏*; 神谷 健作; 篠原 孝司; 川島 寿人; 小川 宏明; 上原 和也; 三浦 幸俊; 岡野 文範; 鈴木 貞明; 星野 克道; et al.

Fusion Science and Technology, 49(2), p.225 - 240, 2006/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:71.4(Nuclear Science & Technology)

約30台の計測装置から構成されているJFT-2Mの計測診断システムは、プラズマ生成,制御,平衡,安定性,閉込め,NBIやRF(LH, ICRF, ECH)による加熱,RFによる電流駆動の研究に使用されてきた。このうち、運動シュタルク効果を利用した偏光計,荷電交換反応分光器,重イオンビームプローブ,飛行時間測定法による中性粒子測定器等は、Hモード,高リサイクリング定常(HRS)Hモードの閉込め改善機構の解明や運転領域の探求に貢献した。赤外テレビカメラ,損失イオンプローブは、リップル損失粒子による壁への熱負荷,主プラズマからの損失するイオンに関する研究でそれぞれ重要な役割を果たした。この論文は、これらの計測機器についてレビューしたものである。

論文

Engineering design, installation, and conditioning of ferritic steel plates/wall for AMTEX in JFT-2M

山本 正弘*; 柴田 孝俊; 都筑 和泰; 佐藤 正泰; 木村 晴行; 岡野 文範; 川島 寿人; 鈴木 貞明; 篠原 孝司; JFT-2Mグループ; et al.

Fusion Science and Technology, 49(2), p.241 - 248, 2006/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:79.7(Nuclear Science & Technology)

将来の核融合炉における構造材料として低放射化フェライト鋼F82Hの適合性をJFT-2M装置を用いて研究する先進材料プラズマ試験計画についてまとめた。トロイダル磁場リップルの低減を目的としたフェライト鋼板(壁)は、JFT-2M真空容器の外側や内側位置に三段階に分けて設置した。本論文は、これら3回の構造変更における技術的な課題として、フェライト鋼板を適切に固定するための電磁解析,許容誤差を少なくする設置方法,設置時の基準表として真空容器の実際の形状の情報を得るために使用された3次元磁場測定装置に焦点を当てて述べた。錆びやすいフェライト鋼板に対して良好な表面状態を確保するために、設置前の表面処理を念入りに実行した。酸素不純物を低減するために、安全で操作が容易なトリメチルボロンを使用したボロン化処理システムを開発した。

論文

Conversion technique of salt wastes generated in pyrochemical reprocessing into oxide

佐藤 史紀; 明珍 宗孝; 照沼 仁*; 新井 修*

Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 4 Pages, 2005/10

乾式再処理より発生する核分裂生成物を含む溶融塩廃棄物を、適切に安定化処理する手法について検討した。検討では、既存手法に対して熱力学計算コードを用いた詳細な考察を行い、より性能の高い改良型の処理方法を提案した。続いて、提案に基づき模擬溶融塩廃棄物を用いた基礎試験を実施し、処理後の廃棄物生成物量を低減できることを確認した。

報告書

JFT-2Mにおける3次元磁場計測装置の開発

山本 正弘*; 都筑 和泰; 木村 晴行; 佐藤 正泰; 柴田 孝俊; 岡野 文範; 鈴木 貞明

JAERI-Tech 2005-060, 16 Pages, 2005/09

JAERI-Tech-2005-060.pdf:2.83MB

低放射化フェライト鋼は、核融合原型炉の構造材候補の一つである。しかしながら、フェライト鋼は強磁性材料であり、プラズマの閉じ込めや安定性が誤差磁場によって損なわれる恐れがある。そこで、プラズマとフェライト鋼との適合性について調査するためにトカマク型核融合装置JFT-2Mにおいて先進材料プラズマ試験(AMTEX)が実施された。AMTEXは、低放射化フェライト鋼板を段階ごとに設置して実施した。第3段階において、フェライト鋼板がブランケット壁を模擬して、真空容器の内壁のほとんど全部を覆うように設置された。この試験において、フェライト鋼板の設置の前・後における磁場強度分布の正確な測定が要求された。それゆえ、トロイダ方向の3次元の磁場分布を測定する装置を開発した。

論文

Investigation of plutonium precipitation in the MOX co-deposition tests for the oxide electrowinning process

小林 嗣幸; Vavilov, S.; 佐藤 史紀; 明珍 宗孝; 難波 隆司*; 藤井 啓治*

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(3), p.295 - 300, 2005/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:53.79(Nuclear Science & Technology)

ロシアRIARで実施した酸化物電解法のMOX共析試験において発生したPuの沈殿現象について理論的解明を行った。その結果、試験で酸素ガスを多くしすぎため塩素ガス濃度が低下し溶融塩中のプルトニルの溶解度が低減したため過飽和のプルトニルが沈殿したと推定すると実験結果を説明できることが分かった。

論文

水蒸気と酸化ホウ素を用いた塩化物の酸化物への転換 乾式再処理から発生する塩廃棄物の処理への適応

佐藤 史紀; 明珍 宗孝; 照沼 仁*; 新井 修*

日本原子力学会和文論文誌, 3(3), p.307 - 311, 2004/00

乾式再処理より発生する廃溶融塩をガラス固化するための前処理として、水蒸気と酸化ホウ素(B2O3)を用いた塩化物の酸化物への転換処理を検討した。熱力学計算コードを用いた事前検討を行った後、NaCl-2CsCl共晶塩を用いた試験を行い、本手法で塩化物を酸化物へ転換できることを確認した。

論文

Application of micro-PIXE technique to uptake study of cesium by ${it saccharomyces cerevisiae}$

大貫 敏彦; 坂本 文徳; 香西 直文; 尾崎 卓郎; 鳴海 一成; Francis, A. J.*; 家藤 治幸*; 酒井 卓郎; 神谷 富裕; 佐藤 隆博; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 210, p.378 - 382, 2003/09

 被引用回数:11 パーセンタイル:38.63

酵母に取り込まれたCsとCo及び他の元素をPIXEにより分析し、成長への影響を検討した。酵母の成長への影響を検討した結果、1mMのCsを培地に添加した場合には成長は阻害されなかったが、0.5mMのCoの添加により阻害された。Csを添加した培地で成長した酵母のPIXEスペクトルではCsのピーク強度が増加し、Pの強度が減少した。一方、Coを添加した場合には、CoとFeのピーク強度が増加したが、P,K及びZnの強度に変化はなかった。これらの結果から、PIXEは微生物の元素の変化を観察するのに有効であることがわかった。

論文

Micro-pixe study on sorption behaviors of cobalt by lichen biomass

大貫 敏彦; 坂本 文徳; 香西 直文; 酒井 卓郎; 神谷 富裕; 佐藤 隆博; 及川 将一*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 210, p.407 - 411, 2003/09

 被引用回数:11 パーセンタイル:35.63

葉状地衣類(Permotrema tinctorum)へのCoの収着機構をPIXEによる地衣類断面における元素の2次元分布測定に基づき検討した。Coの収着は24時間以内に平衡に達した。地衣類の断面におけるCoの分布から、Coは地衣類の表面及び地衣体部分に分布していた。中でも、地衣類の裏面に濃集していた。しかし、Coは葉緑体付近には濃集していなかった。また、Coは表面に捕捉された鉄鉱物には濃集していなかった。これの結果から、Coの地衣類への高い収着は地衣類の表面ばかりでなく地衣体部分への濃集に起因すると考えられる。

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