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報告書

RI・研究所等廃棄物の浅地中処分施設の概念設計

坂井 章浩; 吉森 道郎; 大越 実; 山本 忠利; 阿部 昌義

JAERI-Tech 2001-018, 88 Pages, 2001/03

JAERI-Tech-2001-018.pdf:5.66MB

RI・研究所等廃棄物は放射性同位元素(以下、RI)使用施設及び原子力研究開発機関から発生している。将来における円滑なRI等の利用及び研究開発を図るためには、RI・研究所等廃棄物を安全かつ合理的に処理処分することが必須の課題となっている。本報は、RI・研究所等廃棄物事業推進準備会における技術的事項の検討を支援するため、コンクリートピット型処分施設及び簡易型処分施設の概念設計を実施した結果についてとりまとめたものである。概念設計を実施するに当たっては、将来の処分施設の立地条件として、内陸部で地下水位が低い場所、内陸部で地下水位が高い場所及び海岸部の3種類の立地条件を想定した。また、その概念設計結果を基に、安全性及び経済性の評価を実施した。その結果、コンクリートピット型処分については、いずれのサイト条件においても、ベントナイト混合土層等の適切な遮水バリアを設けることによって、同等の安全性が確保できる見通しが得られた。簡易型処分施設については、地下水面よりも上に処分施設を設置することにより、各サイトにおける安全評価結果に有意な差がなかった。また、処分施設の建設にかかわる経済性については、処分施設の設置深度に依存する割合が大きいことがわかった。

論文

The AMS facility at the Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI)

荒巻 能史; 水島 俊彦; 水谷 義彦*; 山本 忠利; 外川 織彦; 甲 昭二*; 久慈 智幸*; Gottdang, A.*; Klein, M.*; Mous, D. J. W.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 172(1-4), p.18 - 23, 2000/10

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(00)00335-9
 被引用回数：26 パーセンタイル：82.67(Instruments & Instrumentation)

日本原子力研究所むつ事業所では、1997年にハイボルテージ社のタンデトロンを設置した。同装置は$$^{14}$$C及び$$^{129}$$Iの測定を行うための2つのビームラインを有している。$$^{14}$$Cについては精度確認を終了し、$$^{14}$$C/$$^{12}$$Cについて1.58‰、$$^{13}$$C/$$^{12}$$Cについて0.25‰の変動係数が得られた。$$^{129}$$Iについては精度確認のための最終調整を行っている。さらに$$^{14}$$C測定のための正確さを評価するため、IAEAが配布する標準試料を測定した結果、その値は他の機関により報告されている値と一致した。また、当研究室ではおもに海洋中の水循環や炭素循環を研究する目的でDIC中の$$^{14}$$C測定を計画している。そこで海水中のDICを効率よく抽出するための前処理法を開発し、自動化を推進している。講演では、これら前処理法を用いて得られた西部北太平洋のデータについても一部紹介する。

報告書

タンデム型加速器質量分析装置の整備

水島 俊彦; 外川 織彦; 水谷 義彦*; 甲 昭二*; 山本 忠利

JAERI-Tech 2000-004, p.68 - 0, 2000/02

JAERI-Tech-2000-004.pdf:7.24MB

海水の混合及び循環などの過程についてその機構を解明するため、タンデム型加速器質量分析装置(以下「タンデトロン」という。)を1997年4月むつ事業所大湊施設に設置した。タンデトロンは、おもに炭素の同位体比を測定するラインと質量数の重いヨウ素の同位体比を測定するラインから構成される。炭素ラインは、整備が終了して海水試料の測定を開始し、ヨウ素ラインは、重イオン検出器による測定精度の確認が終了している。本報告は、タンデトロンの整備状況についてまとめたものであり、これまでの調整状況、タンデトロンの概要、測定性能に関する試験、遮蔽性能に関する評価及び検査・問題点とその改善対策等について記述したものである。

報告書

深海放射能測定用Ge$$gamma$$線検出器システムの開発

山本 忠利; 清水 徳; 小澤 皓雄; 美留町 厚; 千崎 年彦; 片桐 政樹

JAERI-Research 99-032, 59 Pages, 1999/04

JAERI-Research-99-032.pdf:6.47MB

深海海底に存在する人工放射性物質から放出される放射線を計測することを目的として、深海放射能測定システムとして従来のNaI検出器と同様に使用できるように耐圧容器に収納した型の小型電気冷却式Ge検出器を製作した。そして水中における冷却試験及びエネルギー分解能測定試験を行い、Ge検出器を液体窒素温度まで約5.8時間で冷却でき、$$^{60}$$Co1.33MeVのピークに対して2.66keVのエネルギー分解能を有することが確認できた。さらに、海洋科学技術センター所有の無人探査機ドルフィン3Kへの接続を行った後の海水中における放射能測定試験を行い、海底における天然放射性物質からの放射線を計測できることを確認した。

報告書

青森県六ヶ所村沖における海洋放射能調査

山本 忠利; 郡司 勝文; 五十嵐 延行*

JAERI-Research 98-072, 21 Pages, 1998/12

JAERI-Research-98-072.pdf:1.19MB

青森県六ヶ所村沖の測点から海水試料を採取して、その中に含まれる放射性物質の濃度レベルを調査した。人工放射性核種として$$^{239,240}$$Pu,$$^{90}$$Sr,$$^{137}$$Cs等が検出されたが、いずれも各測点の海水において放射能の違いは認められず、ほぼ均一に分布していた。六ヶ所村沖における他の機関による最近の観測データと比べて、同じくらいの放射能のデータが得られた。本報告は、平成8年度及び平成9年度に実施した放射能濃度の測定結果についてまとめたものである。

論文

地層中移行試験に用いる放射性核種供給源構成素材の核種吸着・脱離特性

田中 忠夫; 山本 忠利; 神山 秀雄*

日本原子力学会誌, 37(1), p.51 - 58, 1995/00

https://doi.org/10.3327/jaesj.37.51
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)

難透水性地層試料を対象とした放射性核種の移行試験を長期間にわたり行う場合、安定な放射性核種供給源があると試験の実施が容易となる。放射性核種供給源として適当な汚染層構成素材を選定するため、中性化が進行したセメント、海岸砂、ケイソウ土、砂岩、陽イオン交換樹脂、ゼオライト、シリカゲル及び豊浦砂の8種素材を対象として、$$^{60}$$Co,$$^{85}$$Sr及び$$^{137}$$Csの吸着特性及び脱離特性を調べた。シリカゲルは、長期間の物理・化学的安定性、3核種全てに対する吸着親和性、核種の放出効率、放出率の安定性、放出化学形の均一性等が、他の素材に比べて優れていた。放射性核種供給源に要求される物理・化学的特性を有しているシリカゲルは、汚染層構成素材として充分利用可能であることが示された。

報告書

通気層乾湿サイクルシミュレーション試験

田中 忠夫; 山本 忠利

JAERI-Research 94-010, 30 Pages, 1994/08

JAERI-Research-94-010.pdf:1.34MB

天然バリア中における放射性核種の正確な移行評価手法の確立に資するため、$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{139}$$Csの砂質土壌中における移行挙動に及ぼす自然環境下の通気層中で生じる降雨と蒸発の繰り返し(乾湿サイクル)による水の不連続な流れの影響を実証的に調べる環境シミュレーション試験を実施した。乾湿サイクル条件下においては、流れの停止期間中に$$^{85}$$Srの土壌への吸着能を減少させる間隙水中のCa$$^{2+}$$濃度の増加が生じるため、陽イオン性$$^{85}$$Srの移行性が増大した。陽イオン性$$^{60}$$Co及び$$^{137}$$Csの移行性には乾湿サイクルの影響はみられなかったが、流れの停止期間に土壌層中を移行しやすい{$$^{60}$$Co(OH)$$_{2}$$}nや、土壌中微細粒子に固定された$$^{137}$$Cs化学種の生成が進むため、粒子性$$^{60}$$Co及び$$^{137}$$Csの土壌層深部への移行量が増大した。

報告書

放射性核種野外移行試験; 日中協力研究

神山 秀雄*; 山本 忠利; 下岡 謙司; 武部 愼一; 小川 弘道; 田中 忠夫; 向井 雅之; 古宮 友和; S.Li*; Z.Wang*; et al.

JAERI-Research 94-009, 44 Pages, 1994/07

JAERI-Research-94-009.pdf:1.69MB

低レベル放射性廃棄物の浅地層中処分に係わる安全評価手法を確立することを目的として、中国輻射防護研究院との協力研究を5年間にわたって実施した。黄土層から成る野外試験場において$$^{3}$$H、$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{134}$$Csの移行試験を自然条件及び人工降雨による促進条件の下で2年にわたり実施するとともに、実験室実験及びサイト特性調査により移行パラメータ等の種々の情報を得た。人工降雨条件下における$$^{85}$$Srの移行は局所吸着平衡モデルで解析評価できることが分かった。$$^{60}$$Coと$$^{134}$$Csの移行については速度論的吸着モデルの適用の優位性が示唆された。自然条件下における$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{134}$$Csの移行現象は、人工降雨条件下の試験、実験室実験、サイト特性調査等の結果を総合的に解析することにより得た移行パラメータと吸着・移行モデルを組み合わせることにより評価できることが実証された。

論文

不連続な水の流れの条件下における$$^{85}$$Srの移行挙動

田中 忠夫; 山本 忠利

Radioisotopes, 43(7), p.389 - 396, 1994/07

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.43.389

自然環境の通気層中に生じる不連続な水の流れの条件下における$$^{85}$$Srの移行挙動を明らかにするため、$$^{85}$$Srで汚染させた砂質土壌層へ脱イオン水を断続的に流下するカラム移行実験を行った。流れの停止回数が増すに従って、陽イオン性$$^{85}$$Srの土壌層中移行速度は増大する傾向を示した。この原因は、土壌から間隙水中へ溶出するCa$$^{2+}$$の濃度が流れの停止期間に増加することにより、$$^{85}$$Srの分配係数が減少するためであるとみなされた。土壌層流出液のCa$$^{2+}$$濃度から推定した$$^{85}$$Srの分配係数と土壌層における$$^{85}$$Srの移行速度から得た分配係数とは、流れの停止回数に伴う減少傾向がよく一致した。

論文

Migration of cobalt-60 through aerated zone under discontinuous flow condition

田中 忠夫; 山本 忠利

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(4), p.308 - 313, 1994/04

https://doi.org/10.3327/jnst.31.308
 被引用回数：4 パーセンタイル：42.35(Nuclear Science & Technology)

自然環境の通気層中においては、降雨と蒸発の繰り返しによる地中水の不連続な流れが生じる。不連続な流れの下での放射性核種の移行挙動を明らかにするため、$$^{60}$$Coで汚染させた砂層へ脱イオン水を断続的に流下するカラム実験を行い、通気層中での$$^{60}$$Coの移行挙動に及ぼす水の流通と停止との繰り返しの影響を調べた。水の流れの停止回数が増すに従って砂層深部における$$^{60}$$Coの濃度が増大した。これは、流れが停止している間に残留間隙水のpHが土壌のpH緩衝効果によって高くなったことにより、移動しやすい$$^{60}$$Co(OH)$$_{2}$$の形成が進行したためであると考えられる。砂層深部まで移行する非陽イオン性$$^{60}$$Coの分布状態は、清澄濾過モデルの適用によって説明できた。砂層中で発生する$$^{60}$$Co(OH)$$_{2}$$量の推定から、1回の流れの停止によって陽イオン性$$^{60}$$Coの約1%が$$^{60}$$Co(OH)$$_{2}$$に転換されるという結果を得た。

論文

臨海砂質地層における放射性核種の分配係数に及ぼす地下水中イオン組成の影響

田中 忠夫; 山本 忠利; 加藤 正平; 風間 広志*

日本原子力学会誌, 33(4), p.373 - 380, 1991/04

https://doi.org/10.3327/jaesj.33.373
 被引用回数：2 パーセンタイル：31.89(Nuclear Science & Technology)

海岸に隣接する砂質地層(通気層および帯水層)における$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Srおよび$$^{137}$$Csの分配係数の分布を測定した。さらに、分配係数と地下水のイオン組成との関係を明らかにするため、分配係数に及ぼすpH、導電率およびK$$^{+}$$、Na$$^{+}$$、Mg$$^{2+}$$、Cu$$^{2+}$$、Cl$$^{-}$$、HCO$$_{3-}$$、SO$$_{42-}$$等の共存イオン濃度の影響を調べた。分配係数は3核種ともに海岸に近い地点の砂層ほど小さくなる傾向を示した。$$^{85}$$Srの分配係数は、通気層に比較して帯水層で著しく減少した。これは地下水中に含有されるMg$$^{2+}$$、およびCa$$^{2+}$$に起因していることを明らかにした。さらに、分配係数に与える共存イオン濃度の影響に基づいて地下水のイオン組成から算定した分配係数と実測値の間には十分に良い一致が見られた。したがって、臨海砂層における分配係数の分布を地下水のイオン組成の分析から推定可能であることが見出された。

論文

Influence of drying period on migration behavior of radionuclides in aerated soil layer

田中 忠夫; 山本 忠利

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(3), p.239 - 247, 1991/03

https://doi.org/10.3327/jnst.28.239

放射性核種の地中移動に及ぼす不連続な水の流れの影響を調べるため、$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Srおよび$$^{137}$$Cs水溶液で汚染させた砂層を3~90日乾燥した後蒸留水を流下するカラム実験を行った。砂層表面付近において、$$^{60}$$Coおよび$$^{137}$$Csの濃度に及ぼす乾燥の影響は見られなかったが、$$^{85}$$Srは乾燥期間が長くなるに従って表面からより深部へ移動した。この$$^{85}$$Srの移動傾向は、砂層残留水中のCa$$^{2+}$$濃度と関係していることが見出された。一方、砂層深部において、$$^{85}$$Srの濃度に及ぼす乾燥の影響は見られなかったが、$$^{60}$$Coおよび$$^{137}$$Csの濃度は乾燥期間が長くなるに従って増加した。これは、乾燥期間中にpHおよび土壌微細粒子濃度が増大することにより、移動性の高い$$^{60}$$Co(OH)$$_{2}$$および土壌微細粒子に吸着した$$^{137}$$Csの生成量が増加するためであると推定された。

論文

Evaluation of migration of cesium-137 adsorbed on fine soil particles through natural aerated soil layer

小川 弘道; 武部 愼一; 山本 忠利

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(3), p.248 - 254, 1991/03

https://doi.org/10.3327/jnst.28.248

土壌微粒子に吸着した$$^{137}$$Csの自然状態の通気層中における移動法を評価するため、未撹乱状態で採取した茨城県東海村および青森県六ヶ所村の通気層土壌試料を用いた大規模室内核種移行試験(STEM)の結果から、土壌微細粒子に吸着して土壌中を移動する$$^{137}$$Csの量を逆解析により求めた。同様に土壌微細粒子に吸着した$$^{137}$$Csの土壌一間隙水間における濾過定数も逆解析により求めた。土壌微細粒子の移動とともに移動した$$^{137}$$Cs量は、流入$$^{137}$$Cs量の0.15~6.5%であり、その量は土壌の粒径分布と固結の程度に依存することが分かった。濾過定数は土壌の平均粒径の減少に従って増大した。したがって、粒径が小さく、固結した土壌の場合、土壌微細粒子の移動とともに遠方まで移動する$$^{137}$$Csの量は少ないと考えられた。

報告書

未攪乱通気砂層試料を用いた放射性核種移動試験における水流速、分散長および遅延係数の評価

小川 弘道; 向井 雅之; 大貫 敏彦; 山本 忠利

JAERI-M 90-065, 11 Pages, 1990/03

JAERI-M-90-065.pdf:0.56MB

自然の通気砂層から未攪乱状態で採取した土壌層試料に対する放射性核種移動試験の結果から水流速、分散長および遅延係数を決定し、土壌特性値および試験条件から推定された水流速、分散長および遅延係数と比較した。核種移動試験における分散長は、土壌特性値から推定した値と同程度であったが、水流速は、土壌特性値および試験条件から推定した値よりもやや大きかった。$$^{137}$$Csの遅延係数は、土壌特性値から推定した値とほぼ同程度であったが、$$^{60}$$Coのおよび$$^{85}$$Srの遅延係数は、土壌特性値から推定した値の数倍から数十倍になった。

論文

通気層に生じる不連続な水の流れの下での放射性核種の移動挙動

田中 忠夫; 山本 忠利

核種移行に係わる基礎データ論文集、V, p.101 - 111, 1990/03

自然環境下での通気層においては、降雨と乾燥の繰り返しによる地中水の不連続な流れが生じている。それゆえ、放射性核種の土壌中移動に及ぼす水の不連続な流れの影響を明らかにするため、$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Srおよび$$^{137}$$Csで表面を汚染させた砂層へ、水の流れの停止期間および停止回数を変化させて水を流下するカラム実験を行った。$$^{85}$$Srおよび$$^{137}$$Csに比べて$$^{60}$$Coの砂層深部への移動は、流れの停止期間が長くなるに従って、また停止回数が増すに従って増大した。これは、流れが停止している間に砂層残留水のpHが、砂質土壌が有する比較的塩基性のpH緩衝効果によって高くなり、$$^{60}$$Coの加水分解反応による移動性の大きい非イオン性$$^{60}$$Co(OH)$$_{2}$$の生成量が増加したためであることが見出された。

論文

海岸砂層地域およびローム層地域の帯水層試料を用いた放射性核種移動試験

大塚 芳郎; 山本 忠利; 武部 愼一; 和達 嘉樹

日本原子力学会誌, 31(12), p.1377 - 1382, 1989/12

https://doi.org/10.3327/jaesj.31.1377
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)

低レベル放射性廃棄物陸地処分に関する安全性研究の一環として、海岸砂層地域およびローム層地域から採取した帯水層試料について放射性核種移動試験を行った。両試験において、流入した放射性核種の大部分は流入部付近の土壌に吸着されることから、核種移動に対する帯水層のバリア性を確認した。得られた核種濃度分布と分配係数に基づいた核種移動式の計算結果を比較すると、海岸砂層に関する試験において、$$^{137}$$Csは高濃度部分の分布で概ね一致した。結果としては、土壌および放射性核種の種類によらず、核種移動式は安全側評価となることを認めた。

報告書

最終貯蔵予定地土壌における放射性核種の移行挙動に関する研究; 降水による通気層核種移行試験

山本 忠利; 武部 愼一; 小川 弘道; 田中 忠夫; 向井 雅之; 古宮 友和; 横本 誠一*; 和達 嘉樹

JAERI-M 89-189, 18 Pages, 1989/11

JAERI-M-89-189.pdf:0.65MB

低レベル放射性廃棄物最終貯蔵予定地より未攪乱状態で採取した4種類の通気層土壌試料を用いて、降水模擬条件での核種移行試験を行った。流出液中の$$^{85}$$Sr、$$^{137}$$Csは検出限界以下で、$$^{60}$$Coは10$$^{-7}$$~10$$^{-6}$$$$mu$$Ci/mlの小さな値であった。土壌中の核種移行は表面では指数関数的な濃度減少を示し、イオン形で吸着した。深部では穏やかな濃度減少を示し、核種及び土壌の種類により非イオン形の移行が異なった。さらに表面付近の濃度分布から、遅延係数を計算し、10$$^{3}$$~10$$^{4}$$の大きな値を得た。これら土壌は大きな保持能力を有することを確認した。一方低濃度部分については高濃度部分の値に比べて1~2桁小さな値を示した。放射性汚染水による試験と比較したところ、表面では遅延係数が多少異なった。一方深部ではローム層上部で$$^{60}$$Coの僅かに大きな遅延係数が認められた。

報告書

放射性核種地表面移行試験装置の性能試験

向井 雅之; 山本 忠利

JAERI-M 89-181, 54 Pages, 1989/11

JAERI-M-89-181.pdf:1.5MB

天然バリア中における放射性核種の移行のうち、地表面における移行を調べるための試験装置として、放射性核種地表面移行試験装置を製作した。本装置は、流入機構部、土壌槽部、流出機構部、水流速測定部、土壌水分測定部等から構成され、自然状態の地表面土壌試料を用いて試験を行うことができる。性能試験として、各部に対して個別に試験を行うとともに、実際の試験条件に近い条件で各部の連携操作を確認するため総合試験を実施した。その結果、各部は所定の性能を十分に満たしていることが確認できた。特に、核種の移行解析に重要なパラメータである地表水流速および土壌水分については、個々の性能試験並びに総合試験において、地表流の流速分布および土壌浸透状況に関し十分な情報を得られることが確認できた。

報告書

最終貯蔵予定地土壌における放射性核種の移行挙動に関する研究; 放射性汚染水による通気層核種移行試験

山本 忠利; 武部 愼一; 小川 弘道; 田中 忠夫; 向井 雅之; 古宮 友和; 横本 誠一*; 和達 嘉樹

JAERI-M 89-144, 23 Pages, 1989/10

JAERI-M-89-144.pdf:0.87MB

低レベル放射性廃棄物最終貯蔵予定地より未撹乱状態で採取した4種類の土壌試料(ローム層上部、下部、砂層、凝灰質層)を用いて、実験室規模での核種移行試験を行った。流出液中の核種濃度はいずれの土壌においても、$$^{85}$$Sr、$$^{137}$$Csは検出限界以下で、流出した$$^{60}$$Coにおいても5$$times$$10$$^{-6}$$$$mu$$Ci/mlの小さな値であった。土壌中の核種移行は、高濃度部分では土壌の種類に依らず、各核種の大部分が土壌表面付近に吸着したのに対して、低濃度部分では深部まで移行した。特にローム層上部での$$^{60}$$Coの移行が大きかった。核種による土壌中移行分布の違いは、核種の化学形および土壌の種類の双方に依るものと考えられる。さらに核種の遅延係数をイオン形での移行が支配的である高濃度部分から計算し、10$$^{3}$$~10$$^{4}$$オーダの大きな遅延係数を得た。こられ土壌が大きな保持能力を有することが確認された。一方、低濃度部分については、非イオン形での移動が関与し、高濃度部分の値に比べて1~2桁小さな値を示した。

論文

Retardation factor of a radionuclide for undisturbed and disturbed sandy soil

大貫 敏彦; 田中 忠夫; 小川 弘道; 山本 忠利

Nuclear Technology, 88, p.55 - 63, 1989/10

https://doi.org/10.13182/NT89-A34336
 被引用回数：4 パーセンタイル：49.15(Nuclear Science & Technology)

放射性核種の未攪乱および攪乱砂質土壌に対する遅延係数の関係について検討した。土壌層中に反応および非反応サイトの存在を仮定した移動モデルを用いて未攪乱土壌に対する遅延係数を算出した結果、遅延係数は攪乱土壌に対する遅延係数と土壌中水飽乱度の関数となった。$$^{85}$$Srを用いた移動実験を行い、未攪乱土壌に対する遅延係数について検討した結果、攪乱土壌に対する遅延係数から算出した未攪乱土壌に対する遅延係数は、実験で得られた遅延係数と一致した。

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