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端 邦樹; 佐藤 智徳; 井上 博之*
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福島第一原子力発電所(1F)の廃炉作業は長期間に及ぶことが予想されるが、その間放射性核種の漏洩を防ぐためには、格納容器や配管等の腐食量の適切な把握及び腐食対策が重要となる。1Fの炉内滞留水は、初期に注入された海水の成分、環境中から運ばれてくる成分、炉内の材料から溶出しうる成分等の不純物により、運転中の炉とは大きく異なる水質条件となる。また、滞留水は数-数十Gy/h程度の照射環境にあるため、水の放射線分解(ラジオリシス)が起こり、これにより発生する酸素や過酸化水素は酸化剤として腐食を促進させる。炉内の不純物はこのラジオリシス過程にも影響を与え、酸化剤の発生量を大きく変化させる可能性がある。そのため、腐食量の予測のためには不純物のラジオリシスへの影響の評価が重要となる。これまで、炉内に発生しうる成分として材料から溶出する鉄分に着目し、そのラジオリシスへの影響を調べてきた。その結果、2価の鉄イオンが一定量存在すると、過酸化水素の発生を抑制する効果があること等が分かってきた。本発表ではこれまでに明らかにしてきた鉄分の照射下での振る舞いについて紹介する。
長岡 亨*; 平野 伸一*; 松本 伯夫*; 天野 由記
no journal, ,
Microbially influenced corrosion of metallic container is one of concerns for nuclear waste disposal. Corrosion of carbon steel buried in compacted bentonite buffer materials was investigated using anaerobic corrosive microbial consortium. The buffer material was composed of 70% bentonite (Kunigel V1) and 30% silicate sand with different dry densities in test cells. Compacted buffer materials were incubated in nutrient medium with or without inoculation for one year at 30
C and 50C. Corrosion rates were suppressed (9.4-12.9 mg/cm
/year) with compacted densities of 1.3 and 1.6 Mg/m
at 50C. In contrast, a high corrosion rate (52.0 mg/cm/year) was observed in the inoculated 1.0 Mg/m compacted buffer materials at 30C, and microbial analysis showed the highest microbial abundance and the high relative ratio of sulfate-reducing bacteria, such as 
sp.. These results are demonstrated that a sufficiently high dry density is one of the important key factors to suppress microbial activity in buffer material surrounding metallic containers, because of the physical characteristics such as small pores, low water activity, less nutrient supply caused by low hydraulic conductivity.
and stainless steel熊谷 友多; 日下 良二; 中田 正美; 渡邉 雅之; 桐島 陽*; 秋山 大輔*; 佐藤 修彰*; 佐々木 隆之*; 小林 大志*
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原子力発電所の過酷事故で生じる燃料デブリは多様なウラン化合物を包含すると考えられる。本研究ではステンレス鋼を構成する鉄, クロム, ニッケルを含む模擬燃料デブリを調製し、水中での安定性を調べた。試験に用いた模擬デブリは、二酸化ウラン粉末とSUS304ステンレス鋼粉末の混合物を2%酸素を含むアルゴン気流下において1200Cで1時間加熱して調製した。得られた模擬デブリ粉末をXRD, SEM-EDX, 顕微ラマン分光, メスバウアー分光により分析した結果、U(Fe,Cr)O
, U
O
, Fe(III)酸化物の混合物であった。この模擬デブリ試料を純水に30日間浸漬し、金属元素の溶出と表面の化学状態の変化を調べた。また、比較のためUO粉末を用いた同様の浸漬試験を実施した。浸漬液の元素分析の結果、模擬デブリ試料から溶出したウランの濃度は、UOとの比較において顕著に低く、また鉄, クロム, ニッケルの溶出濃度は定量下限値未満であった。顕微ラマン分光法を用いた表面分析では、UOでは30日間の浸漬によりラマンスペクトルに見られるバンド構造がやや不明瞭になるのに対して、模擬デブリ試料のスペクトルには有意な変化は観測されなかった。これらの結果はステンレス鋼成分を含む模擬デブリは、ウラン酸化物と比べて、水に対して安定性が高いことを示すものである。
北垣 徹; 池田 篤史
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福島第一原子力発電所の格納容器内には、多くの燃料デブリが冷却水中に堆積している。これらの燃料デブリの一部は冷却水中に溶出し、水相に拡散、環境中に漏洩する可能性がある。このような状況を推定・把握するためには、燃料デブリの溶出挙動を推定する必要がある。しかし、燃料デブリは多相系の非均質な物質であるため、その溶出速度を溶液分析から評価することは難しい。一方、白色干渉計等のその場観察技術は、ナノからマイクロスケールの表面形状の変化を測定することで、溶出速度を測定することが可能な技術である。ジルコン(ZrSiO)は溶融燃料とコンクリートの反応(MCCI)生成物の主要な生成相の一つとされており、燃料デブリ中に想定される成分の一つである。本研究では、上述のその場観察技術を用いて燃料デブリの溶出速度の測定が実施できることを検証することを目的に、pH0(HCl), 7(超純水), 14(aq NaOH)の流水場中の天然ジルコンの溶解速度を、干渉計を用いた表面形状変化の測定から導出し、それぞれの溶液中での溶出速度を測定できることを確認した。