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報告書

廃棄物の合理的処理処分方策の基本的考え方; 廃棄物処理の加速に向けた検討結果

中川 明憲; 及川 敦; 村上 昌史; 吉田 幸彦; 佐々木 紀樹; 岡田 翔太; 仲田 久和; 菅谷 敏克; 坂井 章浩; 坂本 義昭

JAEA-Technology 2021-006, 186 Pages, 2021/06

JAEA-Technology-2021-006.pdf:54.45MB

日本原子力研究開発機構が保管する放射性廃棄物のうち、一部の放射性廃棄物については過去に未分別のまま圧縮等の処理が行われていた。このため、埋設処分に向けて圧縮されたものを分解して確認する等の作業に多くの時間が必要であると想定され、放射性廃棄物の早期のリスク低減を行う方策について、廃棄物処理及び埋設処分の2つの観点から検討を実施した。前処理,処理及び固型化といった廃棄物処理作業の中で時間を要している工程を分析し、放射能濃度評価、有害物等の分別、及び可燃物の分別といった課題を抽出した。放射能濃度評価に関しては、保守的な核種組成比と非破壊$$gamma$$線測定による廃棄体中の放射能濃度評価方法の検討、及びトレンチ埋設施設構造の高度化を図るとともに、評価対象核種の選定に一定の基準を設定することにより、評価対象核種を絞り込める可能性があることを明らかにした。有害物等の分別に関しては、非破壊検査と記録・有害物使用状況等による分別の要否の確認により、分別作業を大幅に削減できる見込みが得られた。また、廃棄物から地下水中に移行した重金属による地下水中濃度を評価し、水質に関する環境基準を遵守可能な廃棄体中に含有される濃度として受入基準を提示した。可燃物の分別に関しては、埋設施設内空隙増加による陥没の影響を評価し、覆土での事前対応が可能な可燃物含有量を評価するとともに、非破壊検査による可燃物量の確認と、解体で発生するコンクリートのような可燃物含有量が少ない廃棄物との混合埋設により、埋設処分場内の廃棄物層の平均的な可燃物の含有割合を20vol%とする定置管理を行い、分別作業を不要にできる見込みが得られた。原子力科学研究所の圧縮体を例に、これらの方策を施すことによる廃棄物処理加速の効果についての評価を実施し、廃棄物の分別処理作業を約5倍加速できる見込みが得られた。今後、検討した対策の実現に向けた対応を進める。

論文

Cement based encapsulation experiments for low-radioactive liquid waste at Tokai Reprocessing Plant

菅谷 篤志; 田中 憲治; 圷 茂

Proceedings of International Waste Management Symposia 2011 (WM 2011) (CD-ROM), 11 Pages, 2011/02

再処理施設から発生する硝酸Naを主成分とした低放射性廃液は、硝酸性窒素の環境基準の観点から廃棄体に含まれる硝酸イオンの低減化が検討されており、廃液中の硝酸イオンを触媒還元法によって分解した後、セメント固化法で廃棄体化する技術の適用を検討している。本件では、硝酸根分解後に発生する炭酸塩廃液を廃棄体化できることを確認するために実施した200リットル規模での試験結果を報告する。

論文

Development of new treatment process for low level radioactive waste at Tokai Reprocessing Plant

堀口 賢一; 菅谷 篤志; 齋藤 恭央; 田中 憲治; 圷 茂; 平田 利明

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9411_1 - 9411_9, 2009/05

使用済燃料の再処理により発生する低放射性廃棄物を安全,効率的かつ経済的に処理することを目的に東海再処理施設内に低放射性廃棄物処理技術開発施設(LWTF)が建設され、現在試運転が実施されている。LWTFにおける処理対象廃棄物は、可燃/難燃性固体廃棄物と低放射性廃液である。難燃性固体廃棄物には材料腐食の原因となる塩素を含んでいる。また、低放射性廃液としては、放射能レベル,化学組成の異なる数区分の廃液が発生し、環境汚染の原因となる硝酸根やセメント固化処理法の妨害物質となる炭酸塩,リン酸などを含んでいる。この施設では可燃/難燃性固体廃棄物に対しては高減容が期待できる焼却処理法を採用し、液体廃棄物の新しい処理法として最終処分費用の大幅な低減化が期待できる核種分離技術を採用した。また、低放射性廃液に大量に含まれる硝酸根の触媒-還元による硝酸根分解法と、廃棄物の高充填を可能としたセメント固化法の開発に取り組んでいる。この技術開発の成果は、近い将来LWTFに導入する予定である。

報告書

アスファルト固化体等の浸出試験

芳中 一行; 高野 祐吾*; 木村 之彦*; 菅谷 篤志; 鬼澤 寿和

JAEA-Technology 2008-063, 135 Pages, 2008/10

JAEA-Technology-2008-063.pdf:5.88MB

本報告書は、固化体処分時の固化体からの放射性核種や化学種の浸出挙動の調査を行うため、平成15年度から平成18年度にかけて実施した、アスファルト固化体及びプラスチック固化体の浸出試験の結果をまとめて報告するものである。本試験において、以下の知見,データが得られた。(1)アスファルト固化体の浸出試験においては、従来は検出困難であったI-129についてピークを検出し、I-129の浸出挙動にかかわるデータを初めて取得することができた。検出されたピーク面積からI-129の放射能量を評価したところ、約50日間の浸出期間で供試体に含まれるI-129の約40%から100%に相当する量が浸出していることがわかった。また、供試体形状や浸出液の温度などを変えて、異なる条件下で浸出試験を実施し、処分時の評価において考慮すべき硝酸イオン等の化学種の浸出挙動にかかわるデータを取得した。(2)プラスチック固化体の浸出試験においては、TBP等の化学種及びI-129等の放射性核種に着目した浸出試験を実施し、TBP等の浸出挙動にかかわるデータを取得することができた。

論文

Mutation induction by carbon ion beam irradiation in banana (${it Musa}$ spp.)

Reyes-Borja, W. O.*; Sotomayor, I.*; Garz$'o$n, I.*; Vera, D.*; Cede$~n$o, M.*; 田中 淳; 長谷 純宏; 瀬古澤 由彦*; 菅谷 純子*; 弦間 洋*

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 89, 2008/03

Banana (${it Musa acuminata}$ AAA) is a world cultivated crop around tropical and subtropical areas. Black Sigatoka disease caused by ${it Mycosphaerella fijiensis}$ Morelet, is the most destructive disease and inveterate of this crop. Thus, radiation breeding could prove to be a viable method in banana breeding work. Carbon ion beam irradiation was applied to study critical doses, genetic variability and the response to black Sigatoka disease. Eight Gy was supposed to be the best dose to irradiate both banana cultivars. Eight plants were selected as possible candidates with a better response to black Sigatoka. In addition, a fast growing plant was observed and selected as earliness being an important characteristic for shortening the crop life cycle.

論文

Cement based encapsulation trials for low-level radioactive effluent containing nitrate salts

菅谷 篤志; 堀口 賢一; 田中 憲治; 小林 健太郎

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1107, p.173 - 179, 2008/00

核燃料再処理施設では、大量に発生する硝酸塩を主成分とした低放射性廃液を安全かつ経済的に処理処分する必要がある。東海再処理施設では、低放射性廃液をセメントで廃棄体化するための技術開発を行った。低放射性廃液は処分費用低減の観点からセメント固化前に核種分離を行い放射能濃度の高い廃液の量を低減する。今回の固化試験は、核種分離で発生する放射能濃度が低く硝酸塩を主成分とした廃液(以下硝酸塩廃液)及び放射能濃度が高く数種類の塩を含む廃液(以下、スラリ廃液)を模擬し、特殊なスラグセメントを用いて、ビーカースケール及び200リットル容器の実規模で行った。その結果、硝酸塩廃液では、所定の濃度まで蒸発濃縮した塩を50wt%充填して作製した固化体が、廃棄体要求条件を満足することを確認した。スラリ廃液では、含有する炭酸塩濃度が高くなると、強度が低下するなどの問題が見られたが、含有する炭酸塩濃度を約10g/L以下に減量することで、塩充填率50wt%の固化体が要求条件を満足することを確認した。

論文

Alteration of resistance to black Sigatoka (${it Mycosphaerella fijiensis}$ Morelet) in banana by ${it in vitro}$ irradiation using carbon ion-beam

Reyes-Borja, W. O.*; Sotomayor, I.*; Garz$'o$n, I.*; Vera, D.*; Cede$~n$o, M.*; Castillo, B.*; 田中 淳; 長谷 純宏; 瀬古澤 由彦*; 菅谷 純子*; et al.

Plant Biotechnology, 24(3), p.349 - 353, 2007/06

 被引用回数:13 パーセンタイル:35.7(Biotechnology & Applied Microbiology)

Carbon-ion beam was applied to explants of banana "Cavendish Enano" and "Williams" cultivars, in order to study the critical doses, genetic variability and response to black Sigatoka disease; doses employed were: 0, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 and 128 Gy. Biological effect of each dose on height (cm), weight (g), survival rate (%) was recorded. For black Sigatoka assessment on regenerated plants, the disease development period (DDP-days), infection index (II-%) and leaf disc necrotic area (LDNA-%) by juglone toxin were measured. As results, the mortality was increased in explants exposed to higher doses. Weight and height were reduced by doses of 16-128 Gy. Six plants of "Williams" (code number: "W16II74", "W128I67", "W1II148", "W8II13", "W1II19" and "W1II31") and two plants of "Cavendish Enano" (code numbers: "CE4II30" and "CE64I5") were selected as candidates by virtue of being less affected by the disease and by the toxin.

論文

Beam-palarization asymmetries for the $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$ and $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$ reactions for $$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4 GeV

Zegers, R. G. T.*; 住浜 水季*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; Dat$'e$, S.*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; et al.

Physical Review Letters, 91(9), p.092001_1 - 092001_4, 2003/08

 被引用回数:128 パーセンタイル:95.13(Physics, Multidisciplinary)

$$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4GeVで$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$,$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$反応に対するビーム偏極非対称が初めて測定された。この結果は未決定のハドロン共鳴や反応機構解明に用いられる。

論文

Evidence for a narrow $$S$$ = +1 Baryon resonance in photoproduction from the neutron

中野 貴志*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; 伊達 伸*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; 藤原 守; et al.

Physical Review Letters, 91(1), p.012002_1 - 012002_4, 2003/07

 被引用回数:998 パーセンタイル:99.88(Physics, Multidisciplinary)

$$K^{+}$$$$K^{-}$$の両粒子を前方で測定することにより、$$^{12}$$Cを標的にした$$gamma$$n $$rightarrow$$ $$K^{+}$$$$K^{-}$$n光反応を研究した。1.54GeV/C$$^{2}$$に25MeV/C$$^{2}$$以下の幅の鋭いバリオン共鳴ピークを観測した。この共鳴ピークのストレンジネス($$S$$)は+1であった。この状態は5つのクォーク($$uudd bar{s}$$)が$$K^{+}$$と中性子に崩壊した状態であると解釈される。

口頭

Cement based encapsulation experiment for low radioactive effluent that contains nitrate

菅谷 篤志; 堀口 賢一; 田中 憲治; 小林 健太郎

no journal, , 

核燃料再処理施設では、大量に発生する硝酸塩を主成分とした低放射性廃液を安全かつ経済的に処理処分する必要がある。東海再処理施設では、低放射性廃液をセメントで廃棄体化するための技術開発を行った。低放射性廃液は処分費用低減の観点からセメント固化前に核種分離を行い放射能濃度の高い廃液の量を低減する。今回の固化試験は、核種分離で発生する放射能濃度が低く硝酸塩を主成分とした廃液(以下硝酸塩廃液)及び放射能濃度が高く数種類の塩を含む廃液(以下スラリ廃液)を模擬し、特殊なスラグセメントを用いて、ビーカースケール及び200リットル容器の実規模で行った。その結果、硝酸塩廃液では、所定の濃度まで蒸発濃縮した塩を50wt%充填して作製した固化体が、廃棄体要求条件を満足することを確認した。スラリ廃液では、含有する炭酸塩濃度が高くなると、強度が低下するなどの問題が見られたが、含有する炭酸塩濃度を約10g/L以下に減量することで、塩充填率50wt%の固化体が要求条件を満足することを確認した。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃液の処理技術開発,1; 低放射性廃液のセメント固化試験

堀口 賢一; 菅谷 篤志; 田中 憲治; 小林 健太郎; 佐々木 忠志*

no journal, , 

核燃料再処理施設では、大量に発生する硝酸塩を主成分とした低放射性廃液を安全かつ経済的に処理処分する必要がある。東海再処理施設では、低放射性廃液をセメントで廃棄体化するための技術開発を行った。低放射性廃液は処分費用低減の観点からセメント固化前に核種分離を行い放射能濃度の高い廃液の量を低減する。今回の固化試験は、核種分離で発生する放射能濃度が低く硝酸塩を主成分とした廃液(以下硝酸塩廃液)及び放射能濃度が高く数種類の塩を含む廃液(以下スラリ廃液)を模擬し、特殊なスラグセメントを用いて、ビーカースケール及び200リットル容器の実規模で行った。その結果、硝酸塩廃液では、所定の濃度まで蒸発濃縮した塩を50wt%充填して作製した固化体が、廃棄体要求条件を満足することを確認した。スラリ廃液では、含有する炭酸塩濃度が高くなると、強度が低下するなどの問題が見られたが、含有する炭酸塩濃度を約10g/L以下に減量することで、塩充填率50wt%の固化体が要求条件を満足することを確認した。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃液の処理技術開発,1; セメント固化技術

堀口 賢一; 菅谷 篤志; 田中 憲治; 小林 健太郎; 佐々木 忠志*

no journal, , 

核燃料再処理施設では、大量に発生する硝酸塩を主成分とした低放射性廃液を安全かつ経済的に処理処分する必要がある。東海再処理施設では、低放射性廃液をセメントで廃棄体化するための技術開発を実施している。低放射性廃液は処分費用低減の観点からセメント固化前に核種分離を行い放射能濃度の高い廃液量を低減する。固化試験は、核種分離で発生する放射能濃度が低く硝酸塩を主成分とした廃液(硝酸塩廃液)及び放射能濃度が高く数種類の塩を含む廃液(スラリ廃液)さらに廃溶媒処理技術開発施設から発生するリン酸廃液を模擬し、特殊なスラグセメントを用い実施した。今回は、これまで実施したビーカースケール固化試験,200リットル容器で行った実規模混練試験,セメント固化体危険物判定試験,実廃液固化試験及び浸漬試験の各試験結果を報告する。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃液の処理技術開発,3; リン酸廃液のセメント固化試験

堀口 賢一; 菅谷 篤志; 田中 憲治; 小林 健太郎; 佐々木 忠志*

no journal, , 

東海再処理施設では、低放射性廃液をセメントで廃棄体化するための技術開発を実施している。廃溶媒処理技術開発施設から発生するリン酸廃液は、リン酸二水素ナトリウムを主成分とするため、pH4程度の酸性である。セメント固化を行うには、中性からpH14程度に中和する必要があり中和の結果生成する塩の形態によっては、含水塩による混練水不足やカルシウム成分への結合の影響でセメント固化不良の原因となる。今回は、これまで実施したリン酸廃液のビーカースケール固化試験,200リットル容器で行った実規模混練試験の成果を報告する。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃液の処理技術開発,4; リン酸廃液の前処理試験

菅谷 篤志; 堀口 賢一; 田中 憲治; 小林 健太郎

no journal, , 

東海再処理施設では、低放射性廃液をセメントで廃棄体化するための技術開発を実施している。廃溶媒処理技術開発施設から発生するリン酸廃液は、セメント材中のカルシウムと結合することで、硬化が遅延し強度が低下するなどセメント固化反応を阻害する。今回は、リン酸塩の悪影響を緩和するために実施したビーカースケールでの前処理試験結果を報告する。

口頭

低放射性リン酸廃液安定化処理に関する基礎研究; リン酸塩の不溶化に関する試験

岩田 将幸*; 下川 鉱資*; 新井 剛*; 永山 勝久*; 鈴木 達也*; 堀口 賢一; 菅谷 篤志

no journal, , 

東海再処理施設では、低放射性廃液をセメントで廃棄体化するための技術開発を実施している。廃溶媒処理技術開発施設から発生するリン酸廃液は、リン酸二水素ナトリウムを主成分とするpH4程度の酸性である。セメント固化を行うためには中性からpH14程度に中和する必要があり中和の結果生成する塩の形態によっては、含水塩による混練水不足やカルシウム成分への結合の影響でセメント固化不良の原因となる。今回は、不溶化剤注入によるリン酸の固定化について検討したので報告する。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃液の処理技術開発,6; 夾雑物を含むスラリ廃液及びリン酸廃液のセメント固化技術開発

菅谷 篤志; 堀口 賢一; 田中 憲治; 圷 茂; 山口 貴志*

no journal, , 

東海再処理施設から発生する低放射性廃液には、セメント固化に影響を及ぼす恐れのある化学種が、主成分又は夾雑物として含まれている。本件では、硝酸塩ナトリウムを主成分とするスラリ廃液中に含まれる夾雑物の影響及びリン酸廃液中に含まれるリン酸二水素ナトリウムの影響を確認するために実施した200$$ell$$規模での混練試験結果を報告する。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃液の処理技術開発,7; リン酸マグネシウム固化法によるリン酸廃液の固化試験

堀口 賢一; 菅谷 篤志; 田中 憲治; 圷 茂

no journal, , 

廃溶媒を処理する際に発生するリン酸廃液は、リン酸二水素ナトリウム(以下、NaH$$_{2}$$PO$$_{4}$$とする)を主成分とするpH4程度の酸性廃液である。当該廃液をセメント固化する場合、リン酸塩がセメント水和反応を阻害するため硬化不良の原因となる。そのためNaH$$_{2}$$PO$$_{4}$$充填率が低いことが問題であった。そこで、セメント系材料を使用せず、かつ廃棄物であるリン酸イオンを固化剤として利用できるリン酸マグネシウム固化方法を検討した。本報告では、ビーカー規模の固化試験結果及び固化体物性について報告する。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃液の処理技術開発,8; 硝酸根分解用触媒の実用化に向けた検討

高野 雅人; 菅谷 篤志; 田中 憲治; 圷 茂; 江上 日加里*

no journal, , 

東海再処理施設から発生する低放射性の硝酸塩廃液を対象に、廃棄体の埋設処分における硝酸性窒素の環境規制の観点から、固化処理前に硝酸イオンを分解する技術の適用性を検討している。これまでに、400g/L硝酸ナトリウム溶液を模擬廃液として、触媒法により触媒と還元剤を用いたビーカー規模の試験を行い、硝酸ナトリウムを水酸化ナトリウム又は炭酸ナトリウムへほぼ全量転換できる操作条件(触媒・還元剤の添加量,還元剤供給流量,操作温度)の取得と触媒の寿命評価を行った。今回、触媒の長寿命化を目的として触媒劣化を緩和させる操作条件(還元剤供給流量,操作温度,硝酸ナトリウム濃度)の選定を行ったので報告する。

口頭

低放射性リン酸廃液安定化処理に関する基礎研究; リン酸塩の不溶化に関する試験

岩田 将幸*; 下川 鉱資*; 新井 剛*; 永山 勝久*; 鈴木 達也*; 堀口 賢一; 菅谷 篤志

no journal, , 

東海再処理施設で発生する廃溶媒は、廃TBPとドデカンに分離する工程においてリン酸を主成分とする低放射性廃液が発生する。本廃液は、水酸化ナトリウムによるpH調整後、セメント固化処理に資することが想定されている。これまでの試験においてリン酸イオンを含む廃液は、含水塩化やセメント成分へのリン酸イオンの収着によりセメント硬化反応を大きく阻害することが示唆された。そこで、本研究では低放射性廃液中のリン酸イオンの不溶化について基礎的な検討を行ったので報告する。

口頭

Development of new treatment process for low level radioactive waste at Tokai Reprocessing Plant

菅谷 篤志; 堀口 賢一; 齋藤 恭央; 田中 憲治; 圷 茂; 平田 利明

no journal, , 

低放射性廃棄物処理技術開発施設(LWTF)は、再処理施設より発生する低放射性廃棄物を安全かつ効率よく経済的に処理することを目的に建設され、2006年より試運転を実施している。LWTFにおける処理対象廃棄物は、可燃/難燃性固体廃棄物と低放射性廃液である。難燃物を焼却する際の課題は金属の腐食を引き起こす塩素ガスの発生であり、腐食対策として耐腐食性素材及びウォータージャケットを焼却炉に採用した。液体廃棄物を処理する新しい方法として最終処分費用の大幅な低減化が期待できる核種分離技術を採用した。また、廃液中に含まれる環境汚染の原因となる硝酸根を処分できるように硝酸根分解法及び液体廃棄物のセメント固化技術開発に取り組んでいる。この技術開発の成果は、近い将来LWTFに導入する予定である。

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