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論文

Release behavior of radionuclides from MOX fuels irradiated in a fast reactor during heating tests

田中 康介; 佐藤 勇*; 大西 貴士; 石川 高史; 廣沢 孝志; 勝山 幸三; 清野 裕; 大野 修司; 浜田 広次; 所 大志郎*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 536, p.152119_1 - 152119_8, 2020/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

照射済高速炉MOX燃料の加熱試験(2773K, 2973K及び3173K)により放出したFP等が沈着したサンプリングパーツにおける核種分析結果に基づき、高速炉MOX燃料からのFP等の放出挙動を評価した。その結果、FP核種の放出速度は、従来の軽水炉燃料で得られている知見と同等または低い値となる傾向を示した。また、燃料組成については、先行研究結果で得られた軽水炉燃料におけるデータのばらつきの範囲内にあることがわかった。

論文

Adsorption of platinum-group metals and molybdenum onto aluminum ferrocyanide in spent fuel solution

大西 貴士; 関岡 健*; 須藤 光雄*; 田中 康介; 小山 真一; 稲葉 優介*; 高橋 秀治*; 針貝 美樹*; 竹下 健二*

Energy Procedia, 131, p.151 - 156, 2017/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:3.33

再処理におけるガラス固化プロセスの安定運転のために、白金族元素(Ru, Rh, Pd)およびMoを除去し、安定保管または利用するための分離プロセスの研究開発を実施している。白金族元素とMoを一括回収するための無機吸着剤(フェロシアン化物)が開発されている。本研究では、照射済燃料溶解液を用いた吸着試験を行い、Ru, Rh, Pd, MoおよびAmの吸着特性を評価した。その結果、Ru, Rh, Pd, Moはいずれも吸着が認めら、フェロシアン化物が照射済燃料溶解液中においても一定の吸着性能を示すことがわかった。一方、Amは吸着されないことが確認された。Amが吸着しないことにより、白金族元素とMoの相互分離プロセスにAmが混入せず、アルファ核種を含有する二次廃棄物を大量に発生しないことが確認された。

報告書

放射性核種含有溶液の床材・壁材に対する浸透挙動

臼杵 俊之; 佐藤 勇; 須藤 光雄; 前田 宏治; 逢坂 正彦; 小山 真一; 所 大志郎*; 関岡 健*; 石ヶ森 俊夫*

JAEA-Testing 2014-001, 29 Pages, 2014/05

JAEA-Testing-2014-001.pdf:5.33MB

福島第一原子力発電所の原子炉建屋内における床材・壁材の汚染性状把握に関する基礎データを得るため、放射性核種を含む溶液を用いた浸透試験を実施した。照射済燃料から調製した放射性核種含有溶液を、エポキシ系塗料試料、乾燥しているコンクリート試料およびモルタル試料に塗布し、研磨および放射線測定を繰り返し、深さ方向の線量率プロファイルを取得した。エポキシ系塗料試料に関しては、放射性核種は浸透せず、深さ0.4mm以内にとどまっていることが確認された。コンクリート試料に関しては、放射性核種の浸透が確認され、本試験条件においては、約2mmの研磨で線量率がバックグラウンドまで低減することが確認され、乾燥状態のコンクリートまたはモルタルに対する溶液を介した放射性物質の浸透挙動は、表面近傍においては定量的に膨潤状態の同媒体に対するイオンの移行挙動と大きく変わらないことを示した。

報告書

照射済燃料を浸漬させた人工海水の組成分析

田中 康介; 須藤 光雄; 大西 貴士; 圷 葉子; 吉武 庸光; 山下 真一郎; 関岡 健*; 石ヶ森 俊夫*; 大林 弘; 小山 真一

JAEA-Research 2013-036, 31 Pages, 2013/12

JAEA-Research-2013-036.pdf:3.31MB

東京電力福島第一原子力発電所(1F)の事故では、原子炉の冷却機能維持のために建屋の外部から注水が行われた。その際、緊急措置として一時的に海水が使われ、燃料と海水が有意な時間直接的に接触する状態が生じた。この状態においては燃料から核分裂生成物(FP)等が海水中に溶出することが想定されることから、その溶出・浸出挙動を把握しておくことは、圧力容器,格納容器等構造物の健全性に与える影響を評価する上での基礎的な情報として有用である。そこで、本研究においては、FP等の海水への浸出挙動に係る基礎的な知見を得ることを目的として、照射済燃料を人工海水中で浸漬させて得られた溶液の組成を分析する試験を行った。その結果、海水成分は浸漬試験の前後で大きな変動は確認されなかった。また、浸漬試験後の溶液中における被覆管成分は検出されず、これらの元素の溶出は確認されなかった。FP成分についてはCs, Cd, Mo等が、燃料由来成分についてはU, Pu及びAmがそれぞれ検出された。溶液中で検出された核種において溶出率を評価した結果、地下水を想定した溶液に照射済燃料を浸漬させた試験結果と類似する傾向にあることがわかった。

口頭

ガラス固化体の長期的溶解に関する不確かさの影響解析

武田 聖司; 関岡 靖司; 四辻 健治; 木村 英雄; 稲垣 八穂広*

no journal, , 

長期ガラス溶解が時間の平方根に比例して進行する実験結果等から、長期ガラス溶解速度は拡散過程に律速され、時間とともに変化(減少)すると考えられる。また、ガラス溶解現象を支配するガラスの有効反応表面積は、金属容器の腐食膨張等による外部応力の作用やガラスの変質/溶解により有効表面積の時間的な変化が考えられる。従来のHLW地層処分の安全評価では、長期的なガラス溶解速度と有効反応表面積を一定と仮定した解析が行われているが、本研究ではこれらのガラス長期溶解に関するパラメータの時間依存性を考慮した決定論的手法による感度解析及びモンテカルロ法によるパラメータ不確かさ解析を行い、ガラス固化体の長期的溶解に関する不確かさが核種移行に与える影響を検討した。その結果、最新の知見に基づいた長期溶解速度の時間依存性式を導入することにより、従来の長期ガラス溶解速度一定とする評価に比べて人工バリア及び天然バリアからのCs-135の移行フラックスを数オーダー低下させる可能性があり、また、ガラス表面積の時間変動の条件、特にその表面積の増大率についても、ピークフラックスに有意な影響を与える可能性があることが示唆された。

口頭

Am含有MOX燃料高線出力試験(B14照射試験),6; 燃焼率測定と照射条件評価

須藤 光雄; 大林 弘; 小山 真一; 前田 茂貴; 田中 健哉; 関岡 健*

no journal, , 

「常陽」で照射されたAmを含有した「もんじゅ」仕様燃料の短期照射条件を評価するため、化学分析による燃焼率測定(Ndモニタ法)を実施した。

口頭

高い核拡散抵抗性を有するPuを生成する高速炉ブランケット燃料の研究,8; 「常陽」照射Amサンプルの分析,1

大西 貴士; 須藤 光雄; 小山 真一; 田中 健哉; 関岡 健*; 芝 知宙*; 相楽 洋*; 齊藤 正樹*

no journal, , 

高い核拡散抵抗性を有する高速増殖炉ブランケット燃料開発を行うために、高速実験炉「常陽」で照射したAmサンプル中のPuの生成・消滅挙動を実験により評価した。

口頭

高い核拡散抵抗性を有するPuを生成する高速炉ブランケット燃料の研究,9; 「常陽」照射Uサンプルの分析,3

大西 貴士; 須藤 光雄; 小山 真一; 関岡 健*; 芝 知宙*; 相楽 洋*; 齊藤 正樹*

no journal, , 

高い核拡散抵抗性を有する高速増殖炉ブランケット燃料開発を行うために、高速実験炉「常陽」で照射したUサンプル中のPuの生成・消滅挙動を実験により評価した。

口頭

TPEN系ゲルを導入したMA分離用抽出クロマト剤の開発,3; 使用済燃料のMA回収試験

須藤 光雄; 大林 弘; 小山 真一; 関岡 健*; 竹下 健二*; 稲葉 優介*; 尾形 剛志*; 緒明 博*

no journal, , 

多座配位子を導入した高分子ゲルを用いた高効率なMA回収技術開発のため、溶離液のpHをパラメータとした抽出クロマトグラフィーにより、「常陽」で照射した燃料からMAの回収試験を行った。

口頭

不溶性フェロシアン化物内包キセロゲルを用いた白金族元素の回収

大西 貴士; 圷 葉子; 大林 弘; 小山 真一; 関岡 健*; 石ヶ森 俊夫*; 三村 均*

no journal, , 

高機能性キセロゲルを用いた核種分離プロセス開発の一環として、白金族元素分離を目的とした不溶性フェロシアン化物内包キセロゲルを調製し、コールド試薬を用いて調製した模擬廃液中における、白金族元素の吸着・溶離特性を評価した。さらに、溶離したパラジウムの熱分解・湿式法による回収を行った。

口頭

福島第一原子力発電所原子炉建屋床面を想定した除染試験,2; 模擬汚染水の床材・壁材に対する浸透挙動評価

臼杵 俊之; 佐藤 勇; 金山 文彦; 須藤 光雄; 前田 宏治; 小山 真一; 川妻 伸二; 福嶋 峰夫; 所 大志郎*; 関岡 健*; et al.

no journal, , 

福島第一原子力発電所原子炉建屋内の遠隔除染技術開発の一環として、セシウムを含む模擬汚染水を用いた床材・壁材に対する汚染水の浸透挙動及び浸透深さの時間依存性の評価を行った。本試験により、FPの浸透の詳細評価をするうえでベースとなるエポキシ系塗料及びコンクリートに対する浸透挙動の基礎情報を把握することができた。

口頭

高機能性キセロゲルによる原子力レアメタルの選択的分離法の開発,1; 白金族元素の分離

大西 貴士; 圷 葉子; 大林 弘; 小山 真一; 石ヶ森 俊夫*; 関岡 健*; 三村 均*; 河村 卓哉*; 菅井 弘*

no journal, , 

高機能性キセロゲルを用いた核種分離プロセス開発の一環として、白金族元素分離を目的とした不溶性フェロシアン化物内包キセロゲルを調製し、コールド試薬より調製した高レベル模擬廃液を用いて、分離フローを考慮した白金族元素の吸着・溶離特性を評価した。

口頭

多座包接型配位子ゲルを用いた抽出クロマトグラフィー法によるMA/Ln分離,3; 使用済燃料を用いたMA回収試験

須藤 光雄; 大林 弘; 小山 真一; 関岡 健*; 竹下 健二*; 稲葉 優介*; 尾形 剛志*; 緒明 博*

no journal, , 

多座配位子を導入した高分子ゲルを用いたMA回収技術開発のため、溶離液の温度をパラメータとした抽出クロマトグラフィーにより、「常陽」で照射した燃料から希土類を含まないMA回収の見通しを得た。また、カラム温度とpHの変化に相関関係がありMA回収率の向上にはpHの制御が重要であるとを明らかにした。

口頭

コンクリート及びエポキシ系塗料における放射性核種含有溶液の浸透挙動

臼杵 俊之; 佐藤 勇; 金山 文彦; 須藤 光雄; 前田 宏治; 小山 真一; 川妻 伸二; 福嶋 峰夫; 所 大志郎*; 関岡 健*; et al.

no journal, , 

福島第一原子力発電所原子炉建屋内の遠隔除染技術開発の一環として、放射性核種を含む溶液を用いたコンクリート及びエポキシ系塗料に対する放射性核種含有溶液の浸透挙動及び浸透深さの時間依存性の評価を行った。本試験によりFPの浸透の詳細評価をするうえでベースとなるコンクリート及びエポキシ系塗料に対する浸透挙動の基礎情報を把握することができた。

口頭

照射済燃料を浸漬させた人工海水の組成分析

田中 康介; 須藤 光雄; 大西 貴士; 圷 葉子; 大林 弘; 小山 真一; 吉武 庸光; 山下 真一郎; 関岡 健*; 石ヶ森 俊夫*

no journal, , 

破損燃料から溶出した核種が炉内水環境に与える影響についての基礎的な知見を得る研究の最初のステップとして、照射済燃料を100$$^{circ}$$Cの人工海水中に6時間, 12時間, 18時間浸漬させ、得られた溶液の組成を分析した。

口頭

ソースターム評価手法の高度化に向けたFPの化学に関する研究,2; FP移行挙動におよぼす制御材ホウ素の影響

佐藤 勇; 大西 貴士; 廣沢 孝志; 田中 康介; 逢坂 正彦; 小山 真一; 所 大志郎*; 石ヶ森 俊夫*; 関 崇行*; 品田 雅則*; et al.

no journal, , 

FPの模擬物質としてCsIを加熱・蒸発させ、移行経路にある温度分布を有する配管に沈着させた。このCsI沈着表面に、より高温で加熱・蒸発したB$$_{2}$$O$$_{3}$$を接触させることで、Cs及びIの沈着・移行挙動に及ぼすホウ素の影響を調べた。その結果、沈着したCsIがホウ素蒸気により再び気相化学形となり、低温部へ移行している可能性を明らかにした。

口頭

ソースターム評価手法の高度化に向けたFPの化学に関する研究,6; 照射済燃料から放出されたFPの沈着挙動

田中 康介; 佐藤 勇; 廣沢 孝志; 大西 貴士; 須藤 光雄; 三輪 周平; 逢坂 正彦; 小山 真一; 関 崇行*; 品田 雅則*; et al.

no journal, , 

「ふげん」照射済燃料の加熱試験により放出されたFPが沈着した部材(サンプリングパーツ: 750から150$$^{circ}$$Cの範囲で段階的に温度勾配をつけた配管内に装填されたNi製サンプリング管14個及びその下流側の常温位置に配置した異なるメッシュのSUS製焼結金属フィルター5層)を対象に、$$gamma$$線スペクトロメトリー、マクロ観察、X線回折測定、ICP-MS分析を実施し、沈着FPの化学形を評価した。その結果、温度勾配管のほぼ中心位置(450から550$$^{circ}$$C付近)でパイロクロア型化合物を形成するCsが沈着していることがわかった。また、焼結金属フィルターにおいては、5層構造のうち最上流側のフィルターのみに明確な沈着物が観察されたが、特定の化合物に起因するXRDパターンは認められず、その沈着物の結晶性は低い状態にあることが示唆された。

口頭

高速炉燃料の過熱時における放射性物質放出挙動,1; 加熱試験

石川 高史; 田中 康介; 佐藤 勇*; 大西 貴士; 廣沢 孝志; 清野 裕; 大野 修司; 浜田 広次; 所 大志郎*; 関岡 健*; et al.

no journal, , 

高速炉におけるソースターム評価に資する基礎データを取得するため、高速実験炉「常陽」で照射したMOX燃料を2773K、2973K及び3173Kでそれぞれ加熱し、燃料から放出したCs及びFPガスを測定した。

口頭

高速炉燃料の過熱時における放射性物質放出挙動,2; 放出核種分析

大西 貴士; 田中 康介; 佐藤 勇*; 石川 高史; 廣沢 孝志; 勝山 幸三; 清野 裕; 大野 修司; 浜田 広次; 所 大志郎*; et al.

no journal, , 

照射済高速炉燃料の加熱試験により放出されたFP等の放射性物質が沈着した部材(サンプリングパーツ)を対象に、核種分析を実施し、高速炉のソースターム評価に資する基礎データを取得した。

口頭

高速炉燃料の過熱時における放射性物質放出挙動,3; 放出速度評価

田中 康介; 佐藤 勇*; 大西 貴士; 石川 高史; 廣沢 孝志; 勝山 幸三; 清野 裕; 大野 修司; 浜田 広次; 所 大志郎*; et al.

no journal, , 

照射済高速炉燃料の加熱試験により放出されたFP等の放射性物質が沈着した部材(サンプリングパーツ)を対象に実施した核種分析結果等に基づき、高速炉燃料からのFP等の放出速度を評価した。

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