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此村 守
日本原子力学会誌ATOMO
, 53(3), p.211 - 214, 2011/03
高速炉に限らず開発過程においてトラブルが生ずることを常に考え、そのリスク管理を行うことは技術開発に携わる者の常識と言っても過言ではない。そのため、トラブルが事故に発展することのないよう設計では深層防護及び多重性・多様性という概念を取り入れ、建設・運転では信頼性を高める工夫をしている。それでも、実際に高速炉を動かすと、さまざまな不具合が発生する。もともと数々の機械系の集合であることから、不具合を避けることはできない。しかし、逆説的ではあるが、これらの不具合はこれを適切にリスク管理することにより、当該機械系の信頼度を向上させることができる。高速炉の安全に影響しない不具合をトラブルと呼ぶならば、トラブルは高速炉の開発に取り貴重な財産である。したがって、開発者が情報の透明性を守ることを前提に、注視すべきは、発生したトラブルを開発者が技術的にどのように咀嚼し技術的な改善をどのように図ったかという点にこそあるべきと言える。
熊谷 友多; 永石 隆二; 山田 禮司; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介*
no journal, ,
水と固体酸化物との共存状態では、放射線による水の分解で生じる水素が増加するなど、特異な放射線効果が観測されている。この要因となる水の放射線効果に対する界面の影響を理解するために、共存効果について多くの報告がある水-シリカ共存系を対象として、電子線短パルス照射・時間分解分光法を用いて、ラジカルの過渡挙動を測定した。その結果、シリカの共存によってOHラジカル捕捉反応が生じ、OHラジカルの反応が抑制されることがわかった。また、その反応性はシリカコロイドの粒子サイズや水溶液のpHに依存していることがわかった。粒子サイズに対しては、およそ粒径の2乗に比例して反応性が増加した。pHに対しては、酸性側で反応性の増加が観測され、表面シラノール基の電離状態との関係が示唆される。これらの結果から、OHラジカル捕捉反応は水-シリカ界面で生じていると考えられ、界面においてはOHラジカルの反応経路がバルク水中とは異なることが明らかとなった。
仙波 毅; 國丸 貴紀; 池田 幸喜
no journal, ,
次世代型サイト特性調査情報統合システム(ISIS)におけるエキスパートシステム開発の一環として、超深地層研究計画や幌延深地層研究計画のボーリング調査で得られた知識に基づいて、ボーリング調査計画の策定支援するための計画策定の手順や計画策定において必要となるノウハウ・判断根拠を整理したルールベースと、調査中に経験したトラブルとその対策を整理した事例について紹介する。
吉川 英樹; 伊藤 剛志; 佐々木 祥人; 浅野 貴博*; 長岡 亨*; 中村 孝道*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分の性能評価に資するために、地下水化学に対する微生物活動による影響を評価すべく、幌延の原位置微生物を用いた室内試験結果についてPHREEQC-2を用いて解析した。その結果、酸素消費等の挙動が微生物影響で再現できることがわかった。
廣沢 孝志; 佐藤 勇; 三輪 周平; 石田 貴志*; 関根 伸一*
no journal, ,
高速実験炉「常陽」にて照射したMOX燃料の融点について、カプセル封入式サーマルアレスト法による融点測定を実施した。本測定では、燃料とカプセル材料との反応を抑制する測定手法であるレニウム内容器法を用いて、燃焼度22.5GWd/tから112.5GWd/tまでの範囲のデータ拡充を実施し、高速炉MOX燃料の融点の燃焼度依存性を示した。
矢野 公彦; 三本松 勇二; 竹内 正行; 鷲谷 忠博; 長田 正信*; 近沢 孝弘*
no journal, ,
固体不純物を含む硝酸ウラニル六水和物結晶に対してKCP型試験装置を用いた結晶精製試験を実施し、固体不純物の粒径及び密度が精製に及ぼす影響を確認した。
佐野 雄一; 中島 靖雄; 星野 国義*; 河村 文雄*
no journal, ,
FLUOREX法における酸化物転換後の回収物を想定したコールド模擬溶解液中でのオーステナイト系ステンレス鋼及びNi-45Crの腐食評価試験を実施した。Ni-45Crの良好な耐食性やマスキング剤添加による腐食抑制効果を確認した。
本岡 隆文; 上野 文義; 山本 正弘; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*
no journal, ,
ホルマリンによる脱硝条件下でのステンレス鋼の腐食挙動を腐食試験等により調査した。その結果、ホルマリンによる脱硝反応に伴う硝酸濃度の低下とNOxガスの発生を認めた。ステンレス鋼の腐食速度はホルマリンの注入により大きく低下した。腐食速度低下の要因はNOxガスと亜硝酸と考えられた。
村上 裕晃; 天野 由記; 南條 功; 岩月 輝希
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分場のような大規模地下施設の建設は周辺の水理・地球化学特性にさまざまな影響を及ぼすため、それらの影響を評価する手法の開発が必要とされている。本研究では、地下施設の建設に伴い発生する湧水の水質分析と、地下施設周辺の水圧・水質の連続観測に基づき明らかになった地下水の擾乱プロセスについて報告する。現在、幌延深地層研究所では東立坑と換気立坑を約250mまで掘削しており、各立坑に深度約30mごとに設置された集水リングにおいて定期的に湧水量測定と水質分析を実施している。また、深度140mの水平坑道においてボーリング孔を掘削し、東立坑の深度140m以深を掘削する前の水質・水圧の初期値を把握した後、深度140m以深の立坑掘削前後の水圧の変化を把握した。その結果、立坑から少なくとも約80m以上の領域において、東立坑の掘削に伴い水圧が影響を受けることが示された。集水リングの地下水からは表層水や塩分濃度の高い地下水の流入と推察される水質の変化が観測された。
天野 由記; 岩月 輝希; 南條 功; 佐々木 祥人; 浅野 貴博*; 吉川 英樹; 長岡 亨*; 中村 孝道*
no journal, ,
幌延深地層研究所の深度140m調査坑道にて、岩盤の酸化還元緩衝能力を評価するための原位置試験を実施し、「水-岩石-微生物」相互作用による還元環境回復プロセスを評価した。その結果、循環開始時の溶存酸素濃度は5.43mg L-1であったが、10時間以内に検出限界(0.01mg L-1)以下となった。また、ORPは循環を開始してから5日後に試験開始前とほぼ同等の約-427mVで安定状態となり、速やかに還元状態が回復することが示された。化学成分及び微生物群集分析の結果から、還元状態に回復する過程でFe2+イオンの酸化反応,微生物の好気呼吸反応が酸素消費に寄与し、微生物による硝酸還元・鉄還元等の還元反応が進んだことが示された。
山根 祐一
no journal, ,
希薄プルトニウム溶液などの、反応度温度係数がゼロ又は非常に小さい体系において臨界事故が生じた場合の、第1ピーク後の出力挙動とその間に放出される核分裂エネルギーを近似的に評価する式を導出した。この式を仮想的な体系に適用して、エネルギーがボイド生成に消費される割合が出力挙動に与える影響を明らかにした。
天本 一平; 福嶋 峰夫; 松山 加苗*; 沖田 壮史*; 宮本 真哉*; 宇都宮 一博*; 矢野 哲司*
no journal, ,
乾式再処理プロセスから発生する使用済電解質は高レベル放射性廃棄物に区分されるため、地層処分可能な形態に固定化する必要がある。本研究では、固化媒体として優れた性能が期待できる鉄リン酸塩ガラスを用いて試作した固化体の基礎物性を求め、現状のホウケイ酸ガラス固化体と比較することにより、性能評価を行っており、鉄リン酸塩ガラスが十分満足のいく特性を示すことがわかった。
仙波 毅; 三枝 博光; 松岡 稔幸; 前川 恵輔; 天野 健治; Andersson, J.*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分事業における地質環境調査計画を策定するうえでは、それまでに取得された情報を用いて地質環境モデルを構築するとともに、それに基づく地質環境特性の理解度や不確実性要因の抽出を行うことが重要となる。本報告では、岐阜県東濃地域,北海道幌延地域,幌延沿岸域における地質環境調査事例をもとに、文献調査を想定した情報を用いた地質環境モデル構築の考え方を整理した。具体的には、モデル構築に利用可能な情報を抽出するとともに、それらの情報を用いたデータ解釈及びデータセットの作成、それに基づくモデル化・解析という一連の流れを整理した。また、一連の流れの各作業における意思決定過程について分析・整理し、ESを作成した。
仙波 毅; 竹内 真司; 大澤 英昭; 梅木 博之; McKinley, I. G.*; Andersson, J.*; 高瀬 博康*
no journal, ,
地層処分事業においては、段階的に進められる地質環境調査によって変化する情報の質や量などに応じて、調査の計画立案や実施を柔軟に変更できることが必要である。このため、深地層の研究施設計画等を通して蓄積してきたノウハウや判断根拠などに基づいて知識工学的な手法を適用し、次世代に継続的に伝承するシステムを開発した。
菖蒲 順子
no journal, ,
リスクコミュニケーション活動として、高レベル放射性廃棄物の地層処分をテーマとした新しい企画(ベントナイト石けん製作と実験)の「さいくるフレンドリートーク」を試行した。それにより、地域住民が興味・関心のある参加しやすい企画であれば、自発的に参加してくれることがわかった。
山下 真一郎; 矢野 康英; 坂口 紀史*; 渡辺 精一*; 粉川 博之*; 川合 將義*
no journal, ,
高速炉(FBR)のオーステナイト系炉心材料の一つであるSUS316相当鋼(PNC316)に対して、粒界性格分布を最適化する条件の絞込みを行い、試作材を作成した。この試作材に対して、強度特性,高温組織安定性,照射特性を評価し、従来材料の改良,高性能化について総合的に検討を進めた。粒界性格分布を制御したPNC316では、ランダム粒界と対応粒界を合わせた全粒界長さにおける対応粒界長さの割合が80%以上となり、追加の冷間圧延を施した場合でも70%以上になっていることが示された。一方、試作材(粒界性格制御したPNC316とその冷間加工材)及び参照材(PNC316)に対して実施した二重イオン照射試験,比較評価から、(1)冷間加工の導入によりボイド核形成・成長が抑制されること、また、参照材に比べて(2)析出物の粒内析出割合が増加する傾向にあること等が示され、粒界性格制御したPNC316ではこれらの効果が重畳してボイドスエリングが抑制されていることが明らかとなった。強度特性や高温組織安定性の評価結果を踏まえた総合的な考察から、粒界性格制御法の適用によりPNC316相当以上に耐照射性を高められる可能性が示された。
鈴木 大輔; 國分 陽子; Lee, C. G.; 江坂 文孝; 間柄 正明; 木村 貴海; 篠原 伸夫
no journal, ,
保障措置環境試料のパーティクル分析技術開発では、今後利用の拡大が予想されるMOX燃料から生成するプルトニウム粒子の分析法の開発が重要な課題である。しかし、粒子状のプルトニウムの表面電離型質量分析器を用いた同位体比測定例は報告されていない。原子力機構ではこれまで、ウラン粒子の精確な同位体比測定法として表面電離型質量分析器を用いた連続昇温法を開発した。本研究では、その連続昇温法をプルトニウムに適用することにより、数pg(10
g)レベルのマイクロメータサイズのプルトニウム粒子の同位体比を精確に測定する方法の開発を行った。粒径約0.2
m
2.0mのSRM947同位体標準の粒子を測定した結果、各同位体比は保証値とよく一致した。サブマイクロメータから数マイクロメータレベルのプルトニウム粒子の精確な同位体比測定が可能となった。
池内 宏知; 桂井 清道; 近藤 賀計; 佐野 雄一; 鷲谷 忠博; 小泉 務
no journal, ,
先進湿式再処理法(NEXT法)の溶解工程で用いる回転ドラム型連続溶解槽では、外筒部と螺旋部との嵌め合いによる接合部において隙間構造を有する。連続溶解槽の構造材料には、耐食性の観点からTi-5Taの適用を検討しているが、燃料溶解液のように高酸化性のイオンが共存する系でのTi系材料の隙間腐食に関する知見は少ない。本件では、溶解槽主要材料であるTi-5Taの耐食性評価に資するため、燃料溶解液の酸化性を模擬した硝酸溶液中でTi-5Taの浸漬腐食試験を実施し、隙間腐食性の評価を行った。その結果、Ti-5Taの隙間腐食については、溶液中に酸化性イオンが共存する場合にはその酸化作用によって腐食速度が決まること、及び共存しない場合でも、隙間部でのTiイオン蓄積による酸化物皮膜の生成促進により、非隙間部より腐食速度は低下した。連続溶解槽で想定される隙間の具体的な構造(隙間厚さ、及び面積)は明らかではないが、本試験結果より、隙間構造部での腐食は、非隙間部と同程度あるいはそれ以下の速度で進展すると考えられる。
在間 直樹; 杉杖 典岳; 高橋 信雄; 横山 薫; 鈴木 康夫*; 室井 正行*
no journal, ,
ドラム缶中に3次元的に分布する放射能(U-238)の幾何学的な位置と対向測定した場合の
線計数率の関係を解析する方法(「放射能評価式・評価座標」という)の適用性を評価するため、密度が均一な廃棄物中の線源数や線源位置をパラメータとした評価体系を設定し、MCNPによるシミュレーション及びドラム缶内に模擬廃棄物とウラン線源を配置したモックアップ試験を行った。シミュレーション結果からは、廃棄物の密度均一の状態で、ウラン量を一定とし、線源数や線源位置を変化させると、「放射能評価式・評価座標」により、線源数や線源位置に対応した固有の値・評価座標上の固有のポイントにプロットされることが確認できた。また、シミュレーションによる評価の代表的なパターンについてモックアップ試験を行った結果でも、同様の結果が得られている。この結果から、本研究で導出した「放射能評価式・評価座標」を用いることにより、ドラム缶中のウランの分布数、位置と線計数率の相関関係を定義することが可能であることを示した。本研究で導出した「放射能評価式・評価座標」では、ドラム缶中の廃棄物密度が不均一なケースへの適用拡張が今後の課題となっている。
青山 佳男; 中川 明憲; 曽根 智之; 佐々木 紀樹; 中澤 修; 田代 清
no journal, ,
設備の腐食,多量の二次廃棄物発生等の理由により焼却処理が適さないリン酸系溶媒,フッ素系油等の有機廃棄物の処理技術として、水蒸気改質処理法の開発を実施している。本件では処理対象の拡大として難燃性のリン酸エステル油への適用性を検討した。水蒸気供給量をパラメータとした処理試験を行い、リン酸エステル油の処理性能に対する水蒸気の影響を調べた。その結果、水蒸気供給量の増加とともに有機物の分解が促進されて煤及び残渣の発生が抑制されることがわかり、水蒸気改質処理法がリン酸エステル油の処理についても有効であることがわかった。