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論文

地層処分対象放射性廃棄物の品質マネジメント; 地層処分において必要と考えられる高レベル放射性廃棄物(ガラス固化体)の機能と要件報告書

吉沼 明彦; 塩月 正雄; 中山 治郎

地層処分対象放射性廃棄物の品質マネジメント; 地層処分において必要と考えられる高レベル放射性廃棄物(ガラス固化体)の機能と要件報告書(インターネット), 54 Pages, 2011/03

ガラス固化体を含む地層処分対象廃棄物の製造や処分等にかかわる日本原子力研究開発機構,日本原燃,電力会社,原子力発電環境整備機構は、地層処分対象廃棄物の品質マネジメント検討にかかわる協力に関する覚書を締結し、各社が有する地層処分対象廃棄物にかかわる技術開発等の技術情報を共有化し、地層処分対象廃棄物の品質マネジメントにかかわる検討を進めることとした。品質マネジメントの検討を進めるに際し、電力会社は地層処分対象廃棄物のうちガラス固化体について処分体として求められる要件等の検討を日本原子力学会に委託した。この検討結果を取りまとめた品質マネジメントの報告書については、日本原子力学会のホームページに掲載される予定であり、原子力機構から提供したガラス固化体にかかわる技術情報が公開となる。

論文

地層処分対象放射性廃棄物の品質マネジメント$$sim$$地層処分において必要と考えられる高レベル放射性廃棄物(ガラス固化体)の特性$$sim$$報告書

吉沼 明彦; 塩月 正雄

地層処分対象放射性廃棄物の品質マネジメント$$sim$$地層処分において必要と考えられる高レベル放射性廃棄物(ガラス固化体)の特性$$sim$$報告書/日本原子力学会「地層処分対象放射性廃棄物の品質マネジメント」特別専門委員会, 67 Pages, 2010/01

日本原燃との技術協力協定に基づく「環境保全技術協力に係る運営会議」において、原子力機構は日本原燃からガラス固化体を含む地層処分対象廃棄物の品質マネジメントの検討に必要な技術情報の提供にかかわる協力要請を受けた。本検討については、地層処分対象廃棄物の製造者,所有者,処分者等である日本原子力研究開発機構,日本原燃,電力会社,原子力発電環境整備機構による協議において情報を供給し、日本原子力学会の協力を得て検討を実施することとし、国内で製造される高レベルガラス固化体の地層処分にかかわる処分施設の設計,安全評価等を実施するうえで必要と考えられる高レベルガラス固化体の特性や、その特性の把握のために適切に録取されることが望ましい記録等について検討を行った。

論文

New melter technology development in Tokai vitrification facility

青嶋 厚; 上野 勤; 塩月 正雄

Proceedings of 16th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-16) (CD-ROM), 9 Pages, 2008/05

ガラス固化技術開発施設(TVF: Tokai Vitrification Facility)は、1995年より東海再処理工場(TRP)での軽水炉使用済燃料再処理により発生した高放射性廃液のガラス固化処理を行ってきている。ガラス固化での中心となる装置は溶融炉であるが、溶融ガラスの腐食性によりその設計寿命は5年に設定されており、これに起因する溶融炉交換のために運転停止や解体廃棄物の発生が生じる。この問題を解決するためには、構造材料の長寿命化を図るとともに、白金族蓄積に対する対策技術開発が必須である。このため、原子力機構ではこれら目標を達成するための開発計画を立案し、高耐食性を有するとともに白金族を容易に排出するための温度制御が可能な溶融炉の開発を進めている。また、これにあわせ白金族の機械式除去技術の開発や、低温溶融技術開発,白金族の廃液からの除去技術開発を進めている。

論文

Vitrification experience and new technology development in Tokai vitrification facility

青嶋 厚; 上野 勤; 塩月 正雄

Proceedings of European Nuclear Conference 2007 (ENC 2007) (CD-ROM), 5 Pages, 2007/09

東海再処理工場(TRP)では、平成17年度末に、約30年に渡る電力会社との再処理契約に基づく運転を完了し、平成18年度からは、「ふげん」のMOX使用済燃料を用いて技術開発のための試験運転を実施している。一方、TRPの運転に伴う高放射性液体廃棄物の処理は、平成7年よりガラス固化処理技術開発施設(TVF)にて行っており、今後さらに固化処理を継続する予定である。TVFでは、溶融炉が主たる装置であるが、現状では高温ガラスの腐食性のため、その設計寿命は5年間に制限されており、今後製造する固化体本数を考慮した場合、約10年後の溶融炉の交換が必要になる。また、溶融炉の運転では、白金族元素の円滑な抜き出しが安定運転のためには重要であり、今後、TVFの円滑な運転のために、既設溶融炉からの白金族元素の確実な抜き出しを確保するとともに、大幅な長寿命化及び白金族元素抜き出し性能向上を図った新型溶融炉の開発が必要となる。このため、JAEAでは、必要となる新技術の絞込みを行い、その開発計画を作成し、それに基づき精力的に開発を進めている。

論文

Demonstrating feasible disposable concepts for long half-life, low heat generating radioactive wastes in Japan; An overview of project TRU-2

Martin, A. J.*; 亀井 玄人; 塩月 正雄; 黒田 茂樹*

Proceedings of International Waste Management Symposium 2007 (WM '07) (CD-ROM), 12 Pages, 2007/03

日本の電気事業連合会と日本原子力研究開発機構は、高レベル廃棄物処分の研究成果を基盤としつつ、TRU廃棄物の安全な処分について、関係機関と研究開発を行ってきた。この研究協力(プロジェクトTRU-2)は、日本のTRU廃棄物処分の研究開発に一つの進展をもたらした。本論文は、このプロジェクトの概要を記すもので、鍵となる成果と幾つかの独創的方法論が示されている。

論文

Perspectives on application and flexibility of LWR vitrification technology for high level waste generated from future fuel cycle system

塩月 正雄; 青嶋 厚; 野村 茂雄

Proceedings of International Waste Management Symposium 2006 (WM '06) (CD-ROM), 10 Pages, 2006/02

高レベル廃棄物処理方法として現在世界的に採用されているガラス固化溶融技術について、将来の高燃焼度軽水炉及びプルサーマルから発生する高レベル廃棄物並びにFBRサイクルから発生する高レベル廃棄物への適用性及び柔軟性を、各サイクルから発生する高レベル廃液の組成から評価した。各燃料サイクルから発生する高レベル廃棄物処理方法として、溶融条件等の改良や最適化を図ることにより、現行のガラス固化溶融技術を適用できる見通しがあり、加えてFBRサイクルにおいて開発中の新しい湿式再処理法においては、高レベル廃棄物の減容化が図れるものと考えられる。さらに、現在開発中の白金族元素対策等の技術開発が将来の燃料サイクルからの高レベル廃棄物のガラス固化処理においても重要であることが確認された。

論文

International progress in developing cases for long-term safety of repositories for transuranic and long-lived intermediate level wastes; Summary of the Third International Workshop

Mathieson, J.*; Hooper, A. J.*; Alexander, W. R.*; 塩月 正雄; 亀井 玄人

Proceedings of International Waste Management Symposium 2006 (WM '06) (CD-ROM), 9 Pages, 2006/02

2005年1月、英国オックスフォードにて、TRU/中レベル廃棄物の処分適合性の研究の進捗について検討するための国際ワークショップが開かれた。これは1996年スイス、1999年日本での開催に続き、3回目であった。これらの廃棄物は、高レベル廃棄物にくらべて廃棄体としてより複雑であるにもかかわらず、それと同等なほどにはこれまで注意が払われてこなかった。この報告書ではこのワークショップの成果概要をまとめるとともに、その位置づけと今後の研究の方向性を示された。このワークショップでは今後求められる重要な課題や、検討対象に伴う不確実性が認識されたものの、これらの廃棄物処分のためのセーフティケース構築にあたって解決不能な障害はないと結論された。

論文

Progress in Japan's TRU waste disposal technologies on the generic research and development ophase

塩月 正雄; 黒田 茂樹*; 大井 貴夫; 本田 明; 三原 守弘; 小野 文彦*; 小澤 孝*; 塚本 政樹*

IAEA-CN-135/59, p.229 - 232, 2005/10

電気事業者とサイクル機構は協力して,TRU廃棄物処分研究の第2次とりまとめを実施している。この取りまとめの目的は,より信頼性の高い処分の安全性を示すとともに,将来の安全規制に資するものである。本報では,この第2次とりまとめの概要を紹介する。

論文

Review of international progress in transuranic and long-lived intermediate waste disposal

Hooper, A.*; Mathieson, J.*; Alexander, W. R.*; 塩月 正雄

Proceedings of 10th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM '05) (CD-ROM), 6 Pages, 2005/09

TRU廃棄物及び中低レベル廃棄物処分に係わる研究開発の最新情報の共有化を図るため、本年1月に英国オックスフォードで開催された第3回TRU国際ワークショップにおいて得られた各国の主要な研究開発の動向と結論について総括した。

論文

高レベル放射性廃棄物処分の実施段階におけるサイクル機構での地層処分技術に関する研究開発

五十嵐 寛; 青木 和弘; 宮原 要; 塩月 正雄; 舘 幸男

日本機械学会第8回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.467 - 472, 2002/06

高レベル放射性廃棄物の地層処分計画については、地層処分研究開発第2次とりまとめが提出された後、処分に関する法律の公布、処分実施主体の設立など、処分事業や安全規制の大枠が整備され、我が国の地層処分計画は事業化段階へと進化した。このような状況を踏まえ、今後の研究開発は、処分事業や安全規制の今後の展開とも整合をとりつつ進めていくことが重要となる。本発表では、事業化段階における今後の研究開発課題に加え、実際の地質環境への処分技術の適用性確認と長期挙動の理解を基本的な方向としたサイクル機構の研究開発の進め方、深地層研究施設計画の現状並びに最近の成果事例について報告する。

論文

アクチニドリサイクルによる環境負荷低減効果に関する考察

塩月 正雄; 山名 元

放射性廃棄物研究, 2(1&2), p.47 - 62, 1996/02

アクチニドリサイクルの目的のひとつである環境の観点から、アクチニド核種の回収による廃棄物の潜在的毒性低減の効果について地層処分システム等との関係から考察・整理を試みるとともに、回収すべき核種についての考察、核種回収率と潜在的毒性低減効果等との関係について解析評価を行った。

報告書

アクチニドリサイクルの環境効果についての考察

塩月 正雄; 山名 元; 中島 一郎

PNC TN9410 95-156, 85 Pages, 1995/05

PNC-TN9410-95-156.pdf:5.55MB

アクチニドリサイクルの目的のひとつである環境の観点から、MA核種等の回収による廃棄物の潜在的毒性低減の効果について、地層処分システム等との関係から考察・整理を試みるとともに、リサイクル形態及び回収率と潜在的毒性低減効果及び六カ所浅地中濃度上限値との比較について解析評価を行った。廃棄物の潜在的毒性低減と廃棄物処理・処分技術とはそれぞれ独立した概念からなり、相互に組み合わされて一層の環境影響の低減に寄与することになると考えられる。このとき潜在的毒性低減効果は、最近の人工バリアを中心としたニアフィールド重視の地層処分研究の考え方と充分整合するものと考えることが可能であろう。また、原子力利用に伴い使用した天然ウラン鉱石等の持つ毒性と2100年までに現行のリサイクルシステムから発生する廃棄物中の蓄棲核種総量との比較評価により、回収すべき核種についての考察を試み、親核種としてのAm、pu及びCmの回収の重要性について明確化を図つた。さらに、数100年以降の長期的な潜在的毒性低減を現行サイクル廃棄物に比べて2ケタ程度低減する目標を実現するためには、MA回収率を99.9%程度、Pu.Uの回収率を99.9%以上に向上させなければならないことが明確になった。また、六カ所浅地中温度上限値との比較評価の結果から、全てのアクチニド核種を99.9%以上回収したとしても、$$alpha$$核種のみならず、FPや放射化核種の観点からも地層処分が不可欠であることが明らかになった。また、これらの環境への効果に対してはFBRの中性子スペクトルを硬くする効果やCm-Delay及び炉外冷却期間の効果は大きく影響しないことも合わせて確認できた。

口頭

長寿命ガラス固化溶融炉に関する技術開発

加藤 淳也; 宮内 厚志; 青嶋 厚; 塩月 正雄; 山下 照雄; 中島 正義; 守川 洋; 三浦 昭彦; 福井 寿樹*; 山崎 晶登*; et al.

no journal, , 

本技術開発の目的は、高レベル放射性廃液の処理処分コスト低減等を図るため、現行のガラス固化溶融炉を高度化し、溶融炉の長寿命化を実現することである。そのため溶融炉の寿命を決定している耐火材の侵食並びに電極消耗の2点に対して対策を講じた新たな長寿命ガラス固化溶融炉の技術開発を行う。耐火物侵食対策としては、溶融炉壁を冷却することによりスカル層(ガラス固体層又は低温高粘性流体層)を形成させ、ガラスによる侵食抑制を図る「長寿命炉壁構造」の開発を行う。電極消耗対策については、現在、炉に固定されている電極を消耗品として容易に交換できるようにするとともに、加熱領域の柔軟性等を有する「可換式電極構造」の開発を行う。また、本開発においては長期に安定な運転条件を把握するため、シミュレーション解析等を進めるとともに、各技術の検証のための小型試験装置の設計及び製作,コールド試験を行い、次世代ガラス固化溶融炉として実用化を図る。

口頭

長寿命ガラス固化溶融炉の成立性に関する予備的検討

山下 照雄; 三浦 昭彦; 加藤 淳也; 塩月 正雄; 大野 勇*; 福井 寿樹*; 山崎 晶登*; 松本 史朗*

no journal, , 

本技術開発の目的は、高レベル放射性廃液の処理処分コスト低減等を図るため、現行のガラス固化溶融炉を高度化し、溶融炉の長寿命化を実現することである。長寿命炉の要求機能に基づく候補炉形式を具体化するとともに、主要高度化技術であるスカル層形成機能及び可換式電極構造について、設計検討,基礎試験及び解析評価により成立性を評価し、開発目標である炉寿命20年間を達成できる溶融炉概念と各技術条件の見通しが得られた。これらの成果をもとに次年度以降、各要素技術評価試験,小型炉試験,シミュレーション解析評価を実施し、平成20年度までに長寿命炉の基本仕様を具体化し成立性を確認する。

口頭

ガラス固化溶融炉の解析シミュレーションシステムの開発,2; TVFガラス溶融炉運転時の物理的挙動

三浦 昭彦; 中島 正義; 山下 照雄; 堺 公明; 塩月 正雄; 佐藤 暁拓*; 川原 仁志*

no journal, , 

ガラス固化溶融炉の運転支援や次世代溶融炉設計の支援を目的として、溶融炉内で生じる代表的な現象である伝熱,流動,電位,不溶解性粒子の挙動及びこれに伴う溶融ガラスの粘性・比抵抗の変化を連成させるとともに、ガラス原料の供給・流下に伴う液面の上下動などの物理挙動をモデル化したシミュレーションシステムを開発し、TVFの運転データとの比較により、有効性を確認した。

口頭

ガラス固化溶融炉解析シミュレーションシステムの開発,1; シミュレーションシステムにおける解析手法

中島 正義; 三浦 昭彦; 山下 照雄; 堺 公明; 塩月 正雄; 川原 仁志*; 佐藤 暁拓*

no journal, , 

東海再処理施設で高レベル放射性廃液を固化処理しているガラス固化溶融炉の炉内状態及び運転挙動を把握するとともに、次世代炉の開発・設計を支援することを目的として解析シミュレーションシステムを開発した。本システムは電場,熱流動,粒子挙動を連成解析するもので、既存の熱流動解析ソフトをベースに電場解析機能及び粒子挙動解析機能を付加し、物性の温度等への依存性,溶融炉固有の熱バランスモデル等を取り入れてカスタマイズしたものである。本発表では、解析機能で用いた手法等について報告する。

口頭

長寿命炉ガラス固化溶融炉の開発,3; ガラス溶融炉内における粒子挙動解析

大枝 幹拓; 中島 正義; 三浦 昭彦; 山下 照雄; 塩月 正雄

no journal, , 

長寿命ガラス固化溶融炉の炉形状の選定に資するため、溶融炉ガラスに含まれる不溶解性粒子の挙動と流下操作による抜き出し性能について、開発中のシミュレーションコードに粒子濃度等に伴うガラス粘性係数の変化を反映させる機能を付加し、解析的に比較評価を行った。

口頭

長寿命ガラス固化溶融炉の開発,2; 耐火物材料における侵食速度の温度依存性評価

三浦 昭彦; 加藤 淳也; 山下 照雄; 塩月 正雄; 松本 史朗*

no journal, , 

高レベル放射性廃液のガラス固化溶融炉の長寿命化の検討のため、炉壁冷却による耐火材の侵食抑制の効果を確認のため、2種類の耐火物(K-3, CS-5)を対象として、温度と侵食速度との関係を評価した。この結果、侵食速度は温度に関しアレニウス型の傾向を示し、5か月に渡る長期の浸漬試験の結果、顕著な侵食が観察されなかったことから、炉壁冷却による長寿命化が得られる見通しが得られた。

口頭

高減容ガラス固化処理の技術的成立性に関する研究

小林 秀和; 捧 賢一; 薄井 康史; 菖蒲 康夫; 塩月 正雄

no journal, , 

東海ガラス固化技術開発施設(TVF)における高レベル放射性廃液組成に関して、非放射性の模擬廃液を用いた基礎試験及び小型溶融炉による固化処理試験により、ガラス固化体中の廃棄物含有率を現状の標準値である25wt%から30wt%程度まで高められる技術的見通しを得た。なお、本研究は原子力機構と電気事業者11社及び日本原燃との共同研究にて実施しているものである。

口頭

長寿命ガラス固化溶融炉の開発,6; 電極材料の静的侵食試験結果

加藤 淳也; 三浦 昭彦; 塩月 正雄; 山下 照雄

no journal, , 

高レベル放射性廃液のガラス固化溶融炉の長寿命化の検討のため、電極に使用する金属材料の静的な侵食試験を実施し、溶融ガラスに対する侵食速度を測定するとともに、SEM/EDXにより観察及び分析を行った。この結果、長寿命ガラス固化溶融炉用電極材料として、INCONEL600系ニッケル合金であるNCF690及びNi-Cr-Co系合金であるRS311は、緻密な酸化クロム層を形成しており耐侵食性に優れていることを確認した。

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